Tính diện tích ống dẫn khí và phụ kiện: quy tắc thực hiện phép tính + ví dụ tính toán bằng công thức

Chìa khóa để vận hành thông gió hoàn hảo và hiệu quả là tính toán chính xác diện tích của ống dẫn khí và phụ kiện, dựa vào đó việc lựa chọn cả các bộ phận và thiết bị riêng lẻ. Mục đích của việc tính toán là đảm bảo tần suất thay đổi không khí trong phòng tối ưu phù hợp với mục đích của chúng.

Trong bài viết, chúng tôi đã xem xét chi tiết từng giai đoạn tính toán cần thiết: xác định mặt cắt ngang và diện tích thực tế của ống dẫn, tính toán tốc độ không khí và lựa chọn các thông số của sản phẩm định hình. Ngoài ra, chúng tôi đã nêu ra các yêu cầu chính về kích thước của ống thông gió, đồng thời đưa ra ví dụ về tính toán ống dẫn khí cho một ngôi nhà riêng.

Mục đích thực hiện tính toán

Đặc điểm tính toán và lựa chọn ống gió phụ thuộc vào loại của chúng và vật liệu mà chúng được tạo ra. Đặc điểm thứ hai xác định các sắc thái phát sinh trong quá trình chuyển động của không khí và đặc thù của sự tương tác của trận tuyết lở trên không với các bức tường.

Ống dẫn khí là:

• kim loại - nó có thể là thép đen, mạ kẽm, thép không gỉ;
• tôn nhôm dẻo;
• ống thông gió bằng nhựa - linh hoạt và cứng nhắc;
• vải vóc.

Theo hình học mặt cắt ngang, ống dẫn khí được làm hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục. Cái sau không phổ biến như hai cái đầu tiên.

Ngay cả khi có thiết kế hệ thống thông gió chính xác nhất, sai sót trong việc lựa chọn các phần ống dẫn khí có thể dẫn đến gián đoạn lưu thông không khí.

Hậu quả của sai sót trong tính toán sẽ là độ ẩm tăng cao, kéo theo nấm mốc trong phòng. Nếu không tính toán chính xác diện tích của tất cả các bộ phận thì không thể chọn được các yếu tố phù hợp của tổ hợp thông gió

Thông số này phụ thuộc vào:

• tốc độ di chuyển của khối không khí và thể tích của nó;
• mức độ chặt chẽ của các kết nối;
• hệ thống thông gió ồn ào;
• sự tiêu thụ năng lượng

Việc tính toán được thực hiện chính xác sẽ giúp tiết kiệm tiền vì lượng vật liệu sẽ được xác định chính xác. Nhưng bên cạnh vấn đề kinh tế, điều quan trọng chính là các thông số thông gió, đảm bảo điều kiện sống thoải mái cho người dân.

Thông tin chung để tính diện tích mặt cắt ngang

Diện tích đường ống cho ống dẫn khí được tính bằng các giá trị khác nhau:

1. Để tuân thủ các thông số vệ sinh và vệ sinh (SanPiN).
2. Theo số lượng cư dân.
3. Theo diện tích các phòng.

Kết quả có thể đạt được cho cả một phòng riêng biệt và cho toàn bộ ngôi nhà. Để tính toán, có các chương trình đặc biệt với các thuật toán nhúng. Một lựa chọn tính toán khác là sử dụng công thức.

Trong quá trình thiết kế, diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn khí được chọn sao cho không khí di chuyển dọc theo mọi chiều dài với tốc độ xấp xỉ như nhau. Dọc theo toàn bộ chiều dài của hệ thống, lượng không khí là khác nhau, do đó diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn khí sẽ thay đổi hướng lên khi thể tích của khối không khí tăng lên.

Nếu chúng ta xem xét hệ thống thông gió bằng khí thải, thì mặt cắt ngang sẽ tăng lên khi nó đến gần quạt.Đây là cách duy nhất để đảm bảo tốc độ của khối không khí ít nhiều giống nhau trên toàn bộ chiều dài của ống dẫn khí.

Khi mặt cắt ngang tăng lên, tốc độ dòng khí giảm. Đồng thời, tiếng ồn khí động học cũng sẽ giảm đi. Nhược điểm của các ống dẫn khí như vậy là thiết kế cồng kềnh, khiến không thể lắp đặt chúng ở khoảng trống giữa trần dự thảo và trần treo, cũng như chi phí tăng lên.

Nếu điều này là không thể, bạn có thể ưu tiên hình học hình chữ nhật, vì chiều cao của phần hình chữ nhật nhỏ hơn. Mặt khác, các sản phẩm hình tròn dễ lắp đặt hơn và chúng cũng có những ưu điểm vận hành riêng.

Vì các ống dẫn khí tròn không phải lúc nào cũng vừa khít với nội thất và những ống dẫn khí hình chữ nhật có tính thẩm mỹ cao hơn thì đắt tiền, nên các sản phẩm hình bầu dục là một lựa chọn thay thế. Chúng vừa tiện dụng vừa hiệu quả

Việc lựa chọn tùy chọn này hay tùy chọn khác tùy thuộc vào mức độ ưu tiên của người dùng. Nếu tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu tiếng ồn và có tất cả các khả năng lắp đặt mạng lớn thì lựa chọn tốt nhất là ống dẫn khí hình tròn.

Các bước tính toán

Công việc tính toán bao gồm một số giai đoạn:

1. Vẽ lên một vị tướng sơ đồ hệ thống thông gió. Ở đây cần lưu ý chiều dài của các phần thẳng, các bộ phận quay và loại của chúng cũng như những vị trí mà phần thay đổi.
2. Lựa chọn tỷ giá trao đổi không khí giống với yêu cầu vệ sinh và vệ sinh.
3. Tính tốc độ di chuyển của khối không khí qua đường ống. Thông số này phụ thuộc vào loại thông gió, và nó có thể là tự nhiên hoặc bị ép buộc.
4. Tính toán diện tích ống dẫn khí và các thông số khác.

Có nhiều chương trình để thực hiện các phép tính như vậy.

Tính toán công thức cho một hệ thống phức tạp không phải là một công việc dễ dàng.Đối với một ngôi nhà nhỏ, việc tính toán diện tích của các phần tử riêng lẻ và mặt cắt ngang của ống dẫn khí là hoàn toàn có thể

Tính toán tiết diện ống gió

Biểu thức được sử dụng để tính cầu phương của các phần tử có hình dạng và ống dẫn khí trông như sau:

Sc = (L x 2,778) : V,

Ở đâu:

• Sc - diện tích mặt cắt ngang;
• L - lưu lượng không khí lưu thông trong hệ thống;
• 2.778 - hệ số dung hòa các kích thước khác nhau;
• V. - tốc độ của một trận tuyết lở ở một nơi cụ thể, được đo bằng mét trên giây.

Kết quả tính toán sẽ là giá trị được đo bằng cm2.

Có một công thức thay thế:

S = L : k × V,

Hệ số K trong trường hợp này là 3600.

Xác định diện tích ống dẫn thực tế

Diện tích thông gió thường xuyên cho ống thông gió tròn được tính theo công thức:

S = (π x D2): 400,

Ở đâu:

• S - diện tích thực tế;
• D - đường kính.

Đối với đường ống hình chữ nhật:

S = (A x B): 100,

Ở đâu:

• S - diện tích thực tế;
• D - đường kính;
• MỘT - chiều cao của ống dẫn khí;
• TRONG - chiều rộng của kết cấu.

Diện tích mặt cắt ngang của ống có mặt cắt ngang hình bầu dục được tính theo công thức:

S = π × A × B: 4,

Ở đâu:

• MỘT - đường kính hình bầu dục lớn hơn;
• TRONG - đường kính nhỏ hơn tương ứng.

Có những công thức khác để tính diện tích của ống dẫn khí.

Sử dụng tài liệu quy định như SNiP, bạn có thể so sánh kích thước mặt cắt ngang của ống dẫn khí với các chỉ số cần thiết. Điều này giúp việc xác định kích thước phù hợp của đường ống dẫn khí trở nên dễ dàng hơn.

Một số nhà sản xuất cung cấp biểu đồ trong phần mô tả ống dẫn khí. Chúng cũng có trong văn học quy phạm.

Biểu đồ cho ống dẫn khí bằng kim loại có tiết diện tròn. Các giá trị từ nó được thay thế vào công thức. Tất cả các ống dẫn khí linh hoạt đều được bổ sung các sơ đồ như vậy (+)

Từ các biểu đồ, bạn có thể lấy giá trị của diện tích mặt cắt ngang. Nó gần đúng nhưng phù hợp để tạo ra một hệ thống có độ ồn tối thiểu.

Để tìm kích thước ống dẫn cho một ống nhánh cụ thể vận chuyển một lượng không khí nhất định, bạn cần thực hiện như sau:

1. Xác định trên biểu đồ giao điểm của thể tích không khí chuyển động trong 1 giờ và đường có tốc độ cao nhất trong phần thiết kế.
2. Gần điểm này, tìm giá trị của đường kính phù hợp nhất.

Ngoài ra, bằng cách sử dụng biểu đồ, bạn không chỉ có thể thuận tiện cho việc tính toán mặt cắt ngang của ống dẫn khí và phụ kiện mà còn chỉ định tổn thất áp suất dọc theo một phần của đường dẫn khí ở tốc độ đã đặt.

Không cần thiết phải sử dụng biểu đồ, bạn có thể xác định diện tích mặt cắt cần thiết tùy thuộc vào tốc độ của khối không khí.

Tính toán tốc độ không khí

Sử dụng các công thức hoặc bảng đặc biệt để tính tốc độ ống dẫn khí. Tham số quan trọng ở đây là chỉ số bội số, xác định thể tích không khí mà một căn phòng có thể tích 1 m2 được thông gió hoàn toàn.³ trong vòng 1 giờ.

Để xác định chỉ số bội số, các chuyên gia khuyên bạn nên nghiên cứu các điều kiện cụ thể tại các cơ sở công nghiệp hiện có, nơi có dữ liệu thực tế về việc giải phóng khí, hơi độc, v.v. Tốt nhất nên thực hiện tính toán độc lập bằng cách sử dụng các công thức.

Để đơn giản hóa các phép tính, có các bảng đặc biệt mà từ đó bạn có thể lấy giá trị làm sẵn của chỉ báo bội số, nhưng bạn cần lưu ý rằng chúng chứa các tham số được làm tròn

Công thức tính bội số trông như thế này:

N=V:W,

Ở đâu:

• N - bội số yêu cầu;
• V. - khối lượng không khí trong lành đi vào phòng trong vòng một giờ;
• W - thể tích của căn phòng.

Đơn vị của bội số là số lần/giờ, V đo bằng mᶾ/h, thể tích tính bằng mᶾ.

Hãy xem xét một ví dụ cụ thể về việc xác định lượng không khí cần thiết theo cấp số nhân.

Có một phòng khách rộng 22 mᶾ. Nó sẽ cần không khí: L = 22 x 6 = 132 m³, ở đây 6 là tỷ giá hối đoái lấy từ bảng.

Tốc độ chuyển động của khối lượng (V) được đo bằng m/s và được xác định theo công thức:

V=L : 3600 x S,

Ở đâu:

• L - không khí sử dụng (mᶾ/h);
• S - diện tích mặt cắt của ống dẫn khí (mᶾ).

Ngoài ra còn có 2 thông số nữa ảnh hưởng tốc độ không khí: độ ồn, hệ số rung. Chúng phải được tính đến khi thiết kế hệ thống.

Ví dụ tính toán cho một ngôi nhà nhỏ

Để tính toán, chúng tôi lấy một ngôi nhà có diện tích bên trong là 108,8 m² và chiều cao từ sàn đến trần là 3 m, bên trong có phòng khách, phòng ngủ, phòng trẻ em, bếp, phòng tắm. Chỉ số bội số được lấy bằng 1.

Hệ thống thông gió cho phép bạn loại bỏ các tạp chất có hại cho sức khỏe trong phòng - có khả năng gây nguy hiểm và gây ra phản ứng dị ứng, làm suy giảm sức khỏe

Đầu tiên, tính toán lượng không khí được loại bỏ và đưa vào cho toàn bộ tòa nhà.

Phương pháp SNiP được sử dụng cho việc này:

1. Vì phòng ngủ và phòng khách có cùng diện tích nên lượng không khí thoát ra khỏi chúng là 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ/h.
2. Đối với phòng trẻ em - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ/h.
3. Đối với nhà bếp - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ/h.
4. Đối với phòng tắm - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ/h.
5. Kết quả là: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

Hành lang và hành lang không được tính đến. 100 mᶾ là thể tích đi qua máy hút mùi trong bếp.

Phân phối chính xác luồng không khí trong nhà cũng là một điểm rất quan trọng. Trong các tòa nhà loại này, hệ thống thông gió tự nhiên thường được lắp đặt.Ở đây vẫn còn có yếu tố cưỡng chế - mui bếp.

Tiếp theo, xác định đường kính của ống thông gió. Từ 100 m³ Nếu buộc phải tháo mui xe ra thì tất cả những gì còn lại là phân phối 294 m còn lại³. Chúng sẽ rời đi một cách tự nhiên qua 2 trục. Đối với mỗi thứ sẽ cần thiết: ​​294: 2 = 147 mᶾ.

Do tốc độ không khí trong trục thông gió tự nhiên dao động từ 0,5 đến 1,5 m/s nên giá trị trung bình 1 m/s thường được lấy trong tính toán. Thay thế các giá trị đã biết vào công thức S = L: k × V, họ tìm thấy: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m2.

Bây giờ có thể xác định đường kính của ống dẫn khí có mặt cắt ngang hình tròn bằng công thức: S = (π x D2) : 400 hoặc 0,0408 = (3,14 x D2): 400.

Giải phương trình này với một ẩn số, bằng những phép tính đơn giản, người ta thấy rằng đường kính của ống dẫn khí là 2,28 mm. Kích thước ống tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất được chọn cho giá trị này.

Sử dụng bảng chuyển đổi này, bạn có thể chọn đường kính tương đương của ống tròn. Điều này giúp đơn giản hóa rất nhiều việc tính toán

Khi lắp đặt ống dẫn khí hình chữ nhật, hãy chọn kích thước của nó theo bảng, tập trung vào diện tích. Giá trị lớn nhất gần nhất là 200 x 250 mm.

Sử dụng sơ đồ tương tự, diện tích mặt cắt ngang của ổ cắm cho máy hút mùi nhà bếp được xác định, với sự khác biệt là tốc độ không khí ở đây là 3 m/s. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m2 hoặc đường kính 107 mm.

Cần có bảng chuyển đổi khi cần tính toán ống gió có tiết diện hình chữ nhật và áp dụng bảng cho sản phẩm hình tròn. Dưới đây là đường kính của các ống dẫn khí có mặt cắt ngang hình tròn, trong đó mức giảm áp suất do ma sát bằng cùng một giá trị trong thiết kế hình chữ nhật.

Có ba cách để xác định giá trị tương đương:

• theo tốc độ;
• dọc theo mặt cắt ngang;
• bằng cách tiêu dùng.

Các giá trị này được liên kết với các thông số khác nhau của ống dẫn khí. Mỗi người trong số họ có một phương pháp sử dụng bảng riêng. Điều quan trọng là, bất kể kỹ thuật được sử dụng, lượng tổn thất áp suất do ma sát là như nhau.

Cuối cùng, tốc độ được kiểm tra: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Điều này nằm trong giới hạn có thể chấp nhận được.

Sản phẩm định hình và tính toán của chúng

Tại lắp đặt ống gió các đoạn thẳng có kích thước khác nhau được kết nối bằng các sản phẩm có hình dạng.

Khi sản xuất cả ống dẫn khí và phụ kiện, cần tính toán diện tích của chúng. Nếu không có điều này, không thể xác định chính xác lượng vật liệu cần thiết để sản xuất các bộ phận.

Sản phẩm định hình bao gồm:

1. uốn cong. Chúng được sử dụng để thay đổi hướng của đường ống dẫn khí ở mọi góc độ. Chúng có cả hình tròn, hình chữ nhật và hình bầu dục.
2. Chuyển tiếp. Chúng được sử dụng để kết nối các ống dẫn khí của các phần khác nhau. Bất kỳ hình học nào - từ tròn đến kết hợp.
3. Khớp nối, núm vú. Kết nối các đoạn thẳng của đường cao tốc.
4. Áo thun. Các nhánh hoặc hai nhánh của ống dẫn khí được nối với nhau.
5. Sơ khai. Chặn luồng không khí.
6. Chữ thập. Tách hoặc kết nối các luồng không khí.
7. Vịt. Cung cấp sự chuyển tiếp đa cấp của ống dẫn khí.

Để tính toán các thông số cần thiết của sản phẩm có hình dạng cần có kỹ năng toán học.

Mỗi sản phẩm có hình dáng đều có vai trò đặc biệt riêng trong hệ thống thông gió. Các nhà sản xuất thiết kế từng cái một cách riêng biệt. Chúng được cung cấp cùng với các yếu tố chính

Một lỗi xảy ra trong một chỉ báo sẽ dẫn đến sự suy giảm các đặc tính vận hành của hệ thống. Không có công thức làm sẵn cho các tính toán như vậy.

Bảng hiển thị kích thước tiêu chuẩn của ống dẫn khí. Ngay cả các chuyên gia cũng sử dụng các bảng đặc biệt này và các bảng đặc biệt tương tự thay vì các phép tính phức tạp

Nhiều nhà thiết kế sử dụng các chương trình đặc biệt và máy tính trực tuyến. Bạn chỉ cần nhập các giá trị chính và nhận các tham số tạo sẵn ở đầu ra.

Các chương trình cho phép bạn không chỉ xác định kích thước cần thiết của tất cả các bộ phận mà còn giúp bạn phát triển chúng. Sự phát triển như vậy, được in trên máy in 3D, cho phép các ống thông gió vừa vặn hoàn hảo.

Yêu cầu tính toán cơ bản

Khi xác định các thông số cuối cùng của ống dẫn khí cần lưu ý việc xác định diện tích ống dẫn khí phải đảm bảo:

1. Chế độ nhiệt độ trong phòng được đảm bảo. Nơi nào có nhiệt dư thừa, nó sẽ được loại bỏ và nơi nào thiếu hụt, tổn thất sẽ được giảm thiểu.
2. Tốc độ chuyển động của không khí không hề làm giảm mức độ thoải mái của những người trong phòng. Cần phải lọc không khí ở khu vực làm việc.
3. Các hợp chất hóa học có hại và các hạt lơ lửng có trong không khí có thể tích tương ứng với GOST 12.1.005-88.

Đối với các phòng riêng lẻ, điều kiện tiên quyết để chọn khu vực ống dẫn khí là phải liên tục duy trì áp suất và loại trừ nguồn cung cấp không khí từ bên ngoài.

Khi tính toán điện trở đường dây, tổn thất áp suất được tính đến. Để luồng không khí vượt qua lực cản trong quá trình di chuyển, cần có áp suất thích hợp

Danh mục mặt bằng cần dự phòng bao gồm tầng hầm, cũng như mặt bằng có thể tích tụ các chất độc hại.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Chương trình trực tuyến giúp kỹ sư thiết kế:

Sơ đồ tổ chức thông gió của toàn bộ ngôi nhà riêng:

Diện tích mặt cắt ngang, hình dạng và chiều dài của ống dẫn khí là một số thông số quyết định hiệu suất của hệ thống thông gió. Tính toán chính xác là vô cùng quan trọng, bởi vì... công suất thông qua không khí, cũng như tốc độ dòng chảy và hoạt động hiệu quả của toàn bộ cấu trúc, phụ thuộc vào nó.

Khi sử dụng máy tính trực tuyến, độ chính xác của phép tính sẽ cao hơn so với khi tính thủ công. Kết quả này được giải thích là do chương trình tự động làm tròn các giá trị đến giá trị chính xác hơn.

Bạn có kinh nghiệm cá nhân trong việc thiết kế, lắp đặt và tính toán hệ thống ống dẫn khí không? Bạn có muốn chia sẻ kiến ​​​​thức tích lũy của mình hoặc đặt câu hỏi về chủ đề này? Vui lòng để lại nhận xét và tham gia thảo luận - mẫu phản hồi nằm bên dưới.