Como determinar a pressão do ventilador: maneiras de medir e calcular a pressão em um sistema de ventilação

Se você prestar bastante atenção ao conforto em sua casa, provavelmente concordará que a qualidade do ar deve ser um dos primeiros lugares. O ar fresco é bom para a saúde e o pensamento. Não há vergonha em convidar pessoas para uma sala cheirosa. Ventilar cada cômodo dez vezes ao dia não é uma tarefa fácil, não é mesmo?

Muito depende da escolha do ventilador e, em primeiro lugar, da sua pressão. Mas antes de determinar a pressão do ventilador, você precisa se familiarizar com alguns parâmetros físicos. Leia sobre eles em nosso artigo.

Graças ao nosso material, você estudará fórmulas e aprenderá os tipos de pressão do sistema de ventilação. Fornecemos informações sobre a pressão total do ventilador e duas maneiras de medi-la. Como resultado, você mesmo poderá medir todos os parâmetros.

Pressão do sistema de ventilação

Para ventilação foi eficaz, você precisa selecionar a pressão correta do ventilador. Existem duas opções para medir você mesmo a pressão. O primeiro método é direto, no qual a pressão é medida em diferentes locais. A segunda opção é calcular 2 tipos de pressão de 3 e obter deles um valor desconhecido.

A pressão (também pressão) pode ser estática, dinâmica (velocidade) e total. De acordo com este último indicador, existem três categorias de torcedores.

A primeira categoria inclui dispositivos com pressão < 1 kPa, a segunda - 1-3 kPa ou mais, a terceira - mais de 3-12 kPa e superior. Em edifícios residenciais, são utilizados dispositivos de primeira e segunda categorias.

Características aerodinâmicas dos ventiladores axiais no gráfico: Pv - pressão total, N - potência, Q - fluxo de ar, ƞ - eficiência, u - velocidade, n - velocidade de rotação

A documentação técnica do ventilador geralmente indica parâmetros aerodinâmicos, incluindo pressão total e estática em um determinado desempenho. Na prática, os parâmetros “de fábrica” e reais muitas vezes não coincidem, e isso se deve às características de projeto dos sistemas de ventilação.

Existem padrões internacionais e estaduais que visam aumentar a precisão das medições em condições laboratoriais.

Na Rússia, normalmente são utilizados os métodos A e C, nos quais a pressão do ar após o ventilador é determinada indiretamente, com base na capacidade instalada. Em diferentes métodos, a área de saída inclui ou não a bucha do impulsor.

Fórmulas para calcular a pressão do ventilador

A pressão é a razão entre as forças atuantes e a área para a qual elas são direcionadas. No caso de duto de ventilação, estamos falando de ar e seção transversal.

O fluxo no canal é distribuído de forma desigual e não passa perpendicularmente à seção transversal. Não será possível saber a pressão exata a partir de uma medição, será necessário procurar o valor médio em vários pontos. Isto deve ser feito tanto para entrar como para sair do dispositivo de ventilação.

Os ventiladores axiais são usados ​​separadamente e em dutos de ar; eles funcionam de forma eficaz onde grandes massas de ar precisam ser transferidas a uma pressão relativamente baixa.

A pressão total do ventilador é determinada pela fórmula Pp = Pp (saída) - Pp (entrada), Onde:

• Pp (out) - pressão total na saída do aparelho;
• Pp (pol.) - pressão total na entrada do dispositivo.

Para pressão estática do ventilador, a fórmula difere ligeiramente.

É escrito como Rst = Rst (saída) - Pp (entrada), onde:

• Pst (out) - pressão estática na saída do aparelho;
• Pp (pol.) - pressão total na entrada do dispositivo.

A pressão estática não reflete a quantidade necessária de energia a ser transferida para o sistema, mas serve como um parâmetro adicional pelo qual a pressão total pode ser determinada. O último indicador é o principal critério na escolha de um ventilador: doméstico e industrial. Uma diminuição na carga total reflete a perda de energia no sistema.

A pressão estática no próprio duto de ventilação é obtida pela diferença na pressão estática na entrada e na saída da ventilação: Pst = Pst 0 - Pst 1. Este é um parâmetro menor.

Os projetistas fornecem parâmetros levando em consideração pouco ou nenhum bloqueio: a imagem mostra a discrepância na pressão estática do mesmo ventilador em diferentes redes de ventilação

A escolha correta de um dispositivo de ventilação inclui as seguintes nuances:

• cálculo da vazão de ar no sistema (m³/s);
• seleção de um dispositivo com base neste cálculo;
• determinar a velocidade de saída para o ventilador selecionado (m/s);
• cálculo do dispositivo Pp;
• medição de pressão estática e dinâmica para comparação com a pressão total.

Para calcular o local de medição da pressão, eles são guiados pelo diâmetro hidráulico do duto de ar. É determinado pela fórmula: D=4F/P. F é a área da seção transversal do tubo e P é o seu perímetro. A distância para determinar o local de medição na entrada e na saída é medida pelo número D.

Como calcular a pressão de ventilação?

A pressão total de entrada é medida em uma seção transversal do duto de ventilação localizada a uma distância de dois diâmetros do duto hidráulico (2D).Na frente do ponto de medição, idealmente deve haver um duto de ar reto com comprimento de 4D e fluxo imperturbado.

Na prática, as condições descritas acima raramente ocorrem, e então um favo de mel é instalado na frente do local desejado, o que endireita o fluxo de ar.

Em seguida, um receptor de pressão total é inserido no sistema de ventilação: em vários pontos do trecho por vez - pelo menos 3. Com base nos valores obtidos, calcula-se o resultado médio. Para ventiladores com entrada livre Pp, a entrada corresponde à pressão ambiente, e a sobrepressão neste caso é zero.

Diagrama do receptor de pressão total: 1 - tubo receptor, 2 - conversor de pressão, 3 - câmara de frenagem, 4 - suporte, 5 - canal anular, 6 - borda de ataque, 7 - grade de entrada, 8 - normalizador, 9 - registrador de sinal de saída , α - ângulo nos picos, h - profundidade dos vales

Se você medir um fluxo de ar forte, deverá determinar a velocidade a partir da pressão e compará-la com o tamanho da seção transversal. Quanto maior a velocidade por unidade de área e quanto maior a área em si, mais eficiente será o ventilador.

A pressão total de saída é um conceito complexo. O fluxo de saída possui uma estrutura heterogênea, que também depende do modo de operação e do tipo de dispositivo. O ar de saída possui zonas de movimento de retorno, o que dificulta o cálculo de pressão e velocidade.

Não será possível estabelecer um padrão para o momento do aparecimento de tal movimento. A heterogeneidade do fluxo atinge 7-10 D, mas esse número pode ser reduzido endireitando as grades.

O tubo Prandtl é uma versão melhorada do tubo pitot: os receptores são produzidos em 2 versões - para velocidades inferiores e superiores a 5 m/s

Às vezes há um cotovelo giratório ou um difusor separável na saída do dispositivo de ventilação.Neste caso, o fluxo será ainda mais heterogêneo.

A pressão é então medida usando o seguinte método:

1. Atrás do ventilador, a primeira seção é selecionada e digitalizada com uma sonda. A cabeça total média e a produtividade são medidas em vários pontos. Este último é então comparado com o desempenho de entrada.
2. Em seguida, uma seção adicional é selecionada - na seção reta mais próxima após sair do dispositivo de ventilação. Desde o início de tal fragmento, meça 4-6 D e, se o comprimento da seção for menor, selecione uma seção no ponto mais distante. Em seguida, pegue a sonda e determine a produtividade e a altura manométrica total média.

As perdas calculadas na seção após o ventilador são subtraídas da pressão total média na seção adicional. A pressão total de saída é obtida.

Em seguida, é comparado o desempenho na entrada, bem como na primeira seção e nas seções adicionais na saída. O indicador de recursos e um dos indicadores de resultados, de valor mais próximo, devem ser considerados corretos.

Pode não haver um segmento de linha reta com o comprimento necessário. Em seguida, selecione uma seção que divida a área a ser medida em partes na proporção de 3 para 1. A maior dessas partes deve ficar mais próxima do ventilador. Não podem ser feitas medições em diafragmas, amortecedores, curvas e outras conexões com distúrbios de ar.

As quedas de pressão podem ser registradas usando medidores de pressão, medidores de tiragem de acordo com GOST 2405-88 e manômetros diferenciais de acordo com GOST 18140-84 com uma classe de precisão de 0,5-1,0

No caso dos ventiladores de teto, o Pp é medido apenas na entrada e a estática é determinada na saída. O fluxo de alta velocidade após o dispositivo de ventilação é quase completamente perdido.

Também recomendamos a leitura de nosso material sobre como escolher tubos para ventilação.

Recursos de cálculo de pressão

Medir a pressão no ar torna-se mais difícil devido aos seus parâmetros que mudam rapidamente. Você deve comprar manômetros eletrônicos com função de calcular a média dos resultados obtidos por unidade de tempo. Se a pressão aumentar acentuadamente (pulsar), os amortecedores serão úteis para suavizar as diferenças.

Os seguintes princípios devem ser lembrados:

• a pressão total é a soma da estática e da dinâmica;
• a pressão total do ventilador deve ser igual à perda de pressão na rede de ventilação.

Medir a pressão estática na saída não é difícil. Para isso, utiliza-se um tubo de pressão estática: uma extremidade é inserida no manômetro diferencial e a outra direcionada para o trecho de saída do ventilador. Com base na pressão estática, é calculada a vazão na saída do dispositivo de ventilação.

A pressão dinâmica também é medida com um manômetro diferencial. Tubos Pitot-Prandtl são conectados às suas conexões. Para um contato existe um tubo para pressão total e para o outro - para pressão estática. O resultado obtido será igual à pressão dinâmica.

Para saber a perda de pressão no duto de ar, você pode monitorar a dinâmica do fluxo: assim que a velocidade do ar aumenta, a resistência da rede de ventilação aumenta. A pressão é perdida devido a esta resistência.

Anemômetros e anemômetros de fio quente medem a velocidade do fluxo em um duto de ar em valores de até 5 m/s ou mais; o anemômetro deve ser selecionado de acordo com GOST 6376-74

À medida que a velocidade do ventilador aumenta, a pressão estática cai e a pressão dinâmica aumenta proporcionalmente ao quadrado do aumento do fluxo de ar. A pressão total não mudará.

Com um dispositivo devidamente selecionado, a pressão dinâmica muda em proporção direta ao quadrado da vazão e a pressão estática em proporção inversa.Neste caso, a quantidade de ar utilizada e a carga do motor elétrico, se aumentarem, serão insignificantes.

Alguns requisitos para o motor elétrico:

• baixo torque de partida - devido ao fato do consumo de energia variar de acordo com a variação do número de rotações fornecidas ao cubo;
• grande estoque;
• trabalhe na potência máxima para maior economia.

A potência do ventilador depende da pressão total, bem como da eficiência e do fluxo de ar. Os dois últimos indicadores se correlacionam com o rendimento do sistema de ventilação.

Na fase de design, você terá que definir prioridades. Leve em consideração custos, perda de volume útil das instalações, nível de ruído.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Uma visão geral dos indicadores físicos necessários para medições:

O papel da pressão na rede de ventilação:

O ventilador tem um design simples em forma de roda com pás. Ao mesmo tempo, é a parte principal do sistema de ventilação. Um dispositivo mecânico afeta a pressão no duto de ar e determina a eficiência da ventilação.

Se você deseja calcular a pressão do ventilador, entenda valores como velocidade, fluxo de ar, potência. Você entenderá melhor a essência das medições. O principal indicador é medir a pressão total de acordo com os esquemas que descrevemos.

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