La creación de un sistema de conductos de aire que funcione de manera óptima es imposible sin cálculos aerodinámicos. Estos datos le permiten seleccionar el diámetro de la sección, la potencia de las tuberías y los ventiladores, el número de ramas, los materiales. Los requisitos modernos están regulados por el conjunto de reglas de SP 60.13330.2012, así como en GOST y SanPiN. El cálculo se realiza de acuerdo con un algoritmo estrictamente definido utilizando fórmulas conocidas. Para determinar con precisión todos los criterios, puede utilizar la ayuda de especialistas o calcular los parámetros usted mismo.
Tipos de conductos de aire
Los conductos de aire modernos se pueden clasificar de acuerdo con varios parámetros: método de instalación, material de fabricación, forma seccional.
Para la instalación, se distinguen los canales externos e integrados. Los primeros se instalan sobre las paredes y son visibles a simple vista. Los internos se montan en las paredes y estructuras de la casa.
El material de la tubería puede variar. Estos son varios metales (cobre, acero, aluminio) y plástico. Los productos metálicos se distinguen por su resistencia y confiabilidad, pero su instalación es más difícil. Los dispositivos de plástico son más fáciles de instalar, pero no se utilizan a altas temperaturas.
La sección puede ser rectangular y redonda. Las tuberías rectangulares son versátiles, pero se pueden crear remolinos en las esquinas. Los modelos redondos no tienen esta desventaja.
Cálculo aerodinámico paso a paso de conductos de aire.
El trabajo incluye varias etapas, en cada una de las cuales se resuelve un problema local. En base a los datos obtenidos, se calculan varios parámetros de los conductos de aire.
Las principales tareas del equipo del sistema de ventilación:
- Toma de aire fresco de la calle y su traslado dentro del local. Una función adicional es calentar masas de aire en invierno y enfriar en verano.
- Purificación de aire de suciedad, polvo y pelusa.
- Disminución de la presión sonora.
- Distribución uniforme de aire fresco en todo el apartamento.
- Eliminación de aire de escape y su descarga a la calle.
El sistema de ventilación se caracteriza por los siguientes parámetros:
- Cuerpo de trabajo. En este caso, es aire. Se caracteriza por densidad, viscosidad dinámica, viscosidad cinética. Estos valores dependen de la temperatura del fluido de trabajo.
- Velocidad del fluido de trabajo.
- Resistencia aerodinámica local de conductos de aire.
- Pérdida de presión.
Algoritmo para realizar cálculos aerodinámicos:
- Desarrollo de un diagrama axonométrico de la distribución de masas de aire a través de los canales. Sobre esta base, se selecciona el mejor método de cálculo, teniendo en cuenta las peculiaridades de la ventilación.
- Realización de cálculos aerodinámicos a lo largo de la línea principal y complementaria.
- Selección de la forma geométrica y la sección transversal de las tuberías. Determinación de características técnicas de ventiladores y calefactores. Determinación de la posibilidad de instalar sensores de extinción de incendios, control automático de la potencia de ventilación.
Estas son las principales etapas de los cálculos.
Todos los datos recibidos se pueden recopilar en una tabla y luego seleccionar materiales para crear un canal.
Cálculos
El objetivo principal del cálculo aerodinámico es determinar la resistencia a la circulación del aire en cada parte del sistema.
Existen problemas directos e inversos de cálculo aerodinámico.Direct se ocupa del diseño de sistemas de ventilación y consiste en determinar el área de sección transversal de cada sección del sistema. El problema inverso se resuelve determinando el caudal de aire en un área determinada.
Para el cálculo, es necesario determinar la frecuencia del intercambio de aire. Ésta es una característica cuantitativa del funcionamiento del sistema, que muestra cuántas veces se ha refrescado el aire de la habitación por hora. El indicador depende de las características de la habitación, su propósito.
La creación de un diagrama de sistema en proyección axonométrica se realiza en una escala de M 1: 100. Es necesario aplicar conductos de aire, filtros, silenciadores de ruido, válvulas y otros componentes de ventilación al diagrama. De acuerdo con los datos obtenidos se determina la longitud del ramal, el caudal en cada tramo y se calcula la resistencia del conducto.
Después de eso, se selecciona la línea de tendido de tuberías óptima. Esta es la cadena más larga de secciones consecutivas.
Si hay varias líneas en el circuito, la principal es aquella en la que el caudal es mayor.
Fórmulas básicas para calcular
La sección transversal del conducto puede ser redonda o cuadrada. Se calcula mediante la fórmula F = Q / vdonde debajo Q se indica el caudal de aire, y v - velocidad de aire recomendada (valor de referencia).
El diámetro de la sección se determina a partir del área Dsi los tubos son redondos, o la altura y el ancho PERO y EN para rectangular. Los valores se redondean al estándar más grande más cercano y se obtienen PEROS t y ENS t.
Para conductos rectangulares, el diámetro equivalente se calcula mediante la fórmula DL = (2AS t*ENS t) / (PEROS t + BS t).
El valor del criterio de similitud de Reynolds se calcula como Re = 64100 * DS t * vfactic... El coeficiente de fricción depende de este indicador, que está determinado por la fórmulaλtr = 0.3164 ⁄ Re-0.25 a Re≤60000, λtr = 0.1266 ⁄ Re-0.167 a Re> 60.000.
Coeficiente de resistencia localλmetro se selecciona del libro de referencia y luego se sustituye en la fórmula para la pérdida de presión en el área calculada Р = ((λtr* L) / DS t + λmetro) * 0,6 * v2 hecho. L - la longitud de la sección calculada.
Cuando se suman todas las pérdidas, se obtienen las pérdidas totales de la línea principal y del sistema de ventilación. En base a estos valores, se selecciona un ventilador con un margen del 10%. Por sus características, se considera la eficiencia nortey luego el poder N = (Qrespiradero* PAGrespiradero) / (3600 * 1000 * n)... Aquí Qrespiradero, PAGrespiradero - flujo de aire y presión generados por el ventilador.
El cálculo de la pérdida de carga en el conducto se puede realizar mediante la fórmulaDP = x * r * v2/2dónde r - densidad del aire, v - velocidad de movimiento, X - coeficiente de resistencia local.
Posibles errores
El cálculo del sistema de ventilación es largo y consta de varias etapas, en cada una de las cuales se pueden cometer errores. Los problemas más comunes son:
- Redondeo de la sección transversal de gasoductos hacia abajo. Entonces puede haber un ruido excesivo o la imposibilidad de pasar el número requerido de flujos de aire por unidad de tiempo.
- Cálculo incorrecto de la longitud de la sección del conducto. Da lugar a una elección incorrecta del equipo y a un error en el cálculo de la velocidad de movimiento.
Todo el proyecto requiere un cálculo cuidadoso y competente de la aerodinámica. Si es imposible calcular el sistema usted mismo, puede usar una calculadora en línea o buscar ayuda de especialistas.
