Kalkulator luas penampang saluran. Cara menghitung penampang dan diameter saluran udara

Ketika parameter saluran udara diketahui (panjangnya, penampang, koefisien gesekan udara pada permukaan), kehilangan tekanan dalam sistem pada aliran udara yang dirancang dapat dihitung.

Total kehilangan tekanan (dalam kg/sq.m.) dihitung menggunakan rumus:

P = R*l + z,

Di mana R- kehilangan tekanan gesekan per 1 meter linier saluran udara, aku z- kehilangan tekanan karena resistensi lokal (dengan penampang variabel).

1. Kerugian gesekan:

DI DALAM saluran bundar kehilangan tekanan karena gesekan Ptr dianggap seperti ini:

Ptr = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

Di mana X- koefisien ketahanan gesekan, aku- panjang saluran dalam meter, D- diameter saluran dalam meter, ay kamu G- percepatan jatuh bebas (9,8 m/s2).

Komentar: Jika saluran udara mempunyai penampang persegi panjang dan bukan bulat, maka diameter ekuivalen harus disubstitusikan ke dalam rumus, dimana untuk saluran udara dengan sisi A dan B sama dengan: deq = 2AB/(A + B)

2. Kerugian akibat resistensi lokal:

Kehilangan tekanan akibat hambatan lokal dihitung dengan rumus:

z = Q* (v*v*y)/2g,

Di mana Q- jumlah koefisien hambatan lokal pada bagian saluran udara yang perhitungannya dilakukan, ay- kecepatan aliran udara dalam m/s, kamu- kepadatan udara dalam kg/cub.m., G- percepatan jatuh bebas (9,8 m/s2). Nilai-nilai Q dituangkan dalam bentuk tabel.

Metode kecepatan yang diizinkan

Saat menghitung jaringan saluran udara menggunakan metode kecepatan yang diizinkan, kecepatan udara optimal diambil sebagai data awal (lihat tabel). Kemudian penampang saluran udara yang diperlukan dan kehilangan tekanan di dalamnya dihitung.

Tata cara perhitungan aerodinamis saluran udara menggunakan metode kecepatan yang diizinkan:

  1. Gambarlah diagram sistem distribusi udara. Untuk setiap bagian saluran udara, tunjukkan panjang dan jumlah udara yang lewat dalam 1 jam.
  2. Kami memulai perhitungan dari area terjauh dari kipas angin dan paling banyak memuatnya.
  3. Mengetahui kecepatan udara optimal untuk ruangan tertentu dan volume udara yang melewati saluran udara dalam 1 jam, kita akan menentukan diameter (atau penampang) saluran udara yang sesuai.
  4. Kami menghitung kehilangan tekanan akibat gesekan Ptr.
  5. Dengan menggunakan data tabel, kami menentukan jumlah resistansi lokal Q dan menghitung kehilangan tekanan akibat resistansi lokal z.
  6. Tekanan yang tersedia untuk cabang-cabang jaringan distribusi udara berikut ini ditentukan sebagai jumlah kehilangan tekanan di area yang terletak sebelum cabang ini.

Selama proses perhitungan, semua cabang jaringan perlu dihubungkan secara berurutan, menyamakan resistansi setiap cabang dengan resistansi cabang yang paling banyak memuat. Ini dilakukan dengan menggunakan diafragma. Mereka dipasang di area saluran udara dengan beban ringan, sehingga meningkatkan resistensi.

Tabel kecepatan udara maksimum tergantung pada kebutuhan saluran

Tujuan Persyaratan dasar
Kesunyian Minimal. kehilangan kepala
Saluran utama Saluran utama Ranting
Arus masuk Tudung Arus masuk Tudung
Ruang hidup 3 5 4 3 3
Hotel 5 7.5 6.5 6 5
Institusi 6 8 6.5 6 5
Restoran 7 9 7 7 6
Toko-toko 8 9 7 7 6

Catatan: Kecepatan aliran udara dalam tabel diberikan dalam meter per detik.

Metode kehilangan kepala secara konstan

Metode ini mengasumsikan hilangnya tekanan secara konstan per 1 meter linier saluran udara. Berdasarkan hal tersebut, dimensi jaringan saluran udara ditentukan. Metode kehilangan tekanan konstan cukup sederhana dan digunakan pada tahap studi kelayakan sistem ventilasi.

  1. Tergantung pada tujuan ruangan, menurut tabel kecepatan udara yang diizinkan, pilih kecepatan di bagian utama saluran udara.
  2. Berdasarkan kecepatan yang ditentukan dalam paragraf 1 dan berdasarkan aliran udara desain, kehilangan tekanan awal ditemukan (per 1 m panjang saluran). Diagram di bawah melakukan hal ini.
  3. Cabang yang paling banyak memuatnya ditentukan, dan panjangnya diambil sebagai panjang setara dengan sistem distribusi udara. Paling sering ini adalah jarak ke diffuser terjauh.
  4. Kalikan panjang ekivalen sistem dengan kehilangan tekanan dari langkah 2. Kehilangan tekanan pada diffuser ditambahkan ke nilai yang dihasilkan.
  5. Sekarang, dengan menggunakan diagram di bawah, tentukan diameter saluran udara awal yang berasal dari kipas, dan kemudian diameter bagian jaringan lainnya sesuai dengan laju aliran udara yang sesuai. Dalam hal ini, kehilangan tekanan awal diasumsikan konstan.
Diagram untuk menentukan kehilangan tekanan dan diameter saluran udara
Menggunakan saluran persegi panjang

Diagram kehilangan tekanan menunjukkan diameter saluran bundar. Jika saluran digunakan sebagai gantinya bagian persegi panjang, maka Anda perlu mencari diameter ekuivalennya menggunakan tabel di bawah.

Catatan:

  1. Jika ruang memungkinkan, lebih baik memilih saluran bulat atau persegi.
  2. Jika tidak ada cukup ruang (misalnya, selama rekonstruksi), pilihlah saluran udara persegi panjang. Biasanya, lebar saluran adalah 2 kali tingginya). Tabel menunjukkan tinggi saluran udara dalam mm sepanjang garis horizontal, lebarnya pada garis vertikal, dan sel-sel tabel berisi diameter setara saluran udara dalam mm.
Tabel diameter saluran setara
Ukuran 150 200 250 300 350 400 450 500
250 210 245 275
300 230 265 300 330
350 245 285 325 355 380
400 260 305 345 370 410 440
450 275 320 365 400 435 465 490
500 290 340 380 425 455 490 520 545
550 300 350 400 440 475 515 545 575
600 310 365 415 460 495 535 565 600
650 320 380 430 475 515 555 590 625
700 390 445 490 535 575 610 645
750 400 455 505 550 590 630 665
800 415 470 520 565 610 650 685
850 480 535 580 625 670 710
900 495 550 600 645 685 725
950 505 560 615 660 705 745
1000 520 575 625 675 720 760
1200 620 680 730 780 830
1400 725 780 835 880
1600 830 885 940
1800 870 935 990

Parameter indikator iklim mikro ditentukan oleh ketentuan GOST 12.1.2.1002-00, 30494-96, SanPin 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. Berdasarkan peraturan negara yang ada, telah dikembangkan Kode Praktik SP 60.13330.2012. Kecepatan udara harus memenuhi standar yang ada.

Apa yang diperhitungkan saat menentukan kecepatan udara

Untuk melakukan perhitungan dengan benar, perancang harus memenuhi beberapa kondisi yang diatur, yang masing-masing sama pentingnya. Parameter apa yang bergantung pada kecepatan aliran udara?

Tingkat kebisingan dalam ruangan

Tergantung pada penggunaan spesifik tempat tersebut, standar sanitasi menetapkan indikator tekanan suara maksimum berikut.

Tabel 1. Tingkat kebisingan maksimum.

Melebihi parameter hanya diperbolehkan dalam mode jangka pendek selama start/stop sistem ventilasi atau peralatan tambahan.
Tingkat getaran dalam ruangan Saat kipas beroperasi, getaran dihasilkan. Indikator getaran bergantung pada bahan yang digunakan untuk membuat saluran udara, metode dan kualitas gasket peredam getaran, serta kecepatan aliran udara melalui saluran udara. Indikator getaran umum tidak boleh melebihi nilai batas yang ditetapkan oleh organisasi pemerintah.

Tabel 2. Nilai getaran maksimum yang diijinkan.


Selama perhitungan, kecepatan udara optimal dipilih yang tidak meningkatkan proses getaran dan getaran suara terkait. Sistem ventilasi harus menjaga iklim mikro tertentu di dalam ruangan.

Nilai kecepatan aliran, kelembaban dan suhu terdapat dalam tabel.

Tabel 3. Parameter iklim mikro.


Indikator lain yang diperhitungkan saat menghitung laju aliran adalah nilai tukar udara dalam sistem ventilasi. Dengan mempertimbangkan penggunaannya, standar sanitasi menetapkan persyaratan pertukaran udara berikut.

Tabel 4. Nilai tukar udara di berbagai ruangan.

Rumah tangga
Tempat rumah tangga Nilai tukar udara
Ruang tamu (di apartemen atau asrama) 3m 3 / jam per 1 m 2 tempat tinggal
Dapur apartemen atau asrama 6-8
Kamar mandi 7-9
Kamar mandi 7-9
Toilet 8-10
Binatu (rumah tangga) 7
Lemari pakaian 1,5
Sepen 1
Garasi 4-8
Gudang di bawah tanah 4-6
Industri
Tempat industri dan besar Nilai tukar udara
Teater, ruang bioskop, ruang konferensi 20-40 m3 per orang
Ruang kantor 5-7
Bank 2-4
Restoran 8-10
Bar, Kafe, ruang bir, ruang biliar 9-11
Ruang dapur di kafe, restoran 10-15
Supermarket 1,5-3
Apotek (area perbelanjaan) 3
Garasi dan bengkel mobil 6-8
Toilet (umum) 10-12 (atau 100 m 3 per toilet)
Ruang dansa, disko 8-10
Ruang merokok 10
Ruang server 5-10
Gym tidak kurang dari 80 m 3 per 1 siswa dan tidak kurang dari 20 m 3 per 1 penonton
Penata rambut (hingga 5 tempat kerja) 2
Salon tata rambut (lebih dari 5 tempat kerja) 3
Saham 1-2
Cucian 10-13
Kolam 10-20
Cel pewarnaan industri 25-40
Bengkel mekanik 3-5
Kelas 3-8

Algoritma perhitungan Kecepatan udara di saluran ditentukan dengan mempertimbangkan semua kondisi di atas; data teknis ditunjukkan oleh pelanggan dalam spesifikasi desain dan pemasangan sistem ventilasi. Kriteria utama dalam menghitung laju aliran adalah nilai tukar. Semua koordinasi lebih lanjut dilakukan dengan mengubah bentuk dan penampang saluran udara. Laju aliran tergantung pada kecepatan dan diameter saluran udara dapat diambil dari tabel.

Tabel 5. Konsumsi udara tergantung kecepatan aliran dan diameter saluran.


Perhitungan sendiri

Misalnya pada ruangan dengan volume 20 m 3 sesuai kebutuhan standar sanitasi Untuk ventilasi yang efektif, perlu dilakukan tiga pergantian udara. Artinya dalam satu jam paling sedikit L = 20 m 3 × 3 = 60 m 3 harus melewati saluran udara. Rumus untuk menghitung kecepatan aliran adalah V= L / 3600× S, dimana:

V – kecepatan aliran udara dalam m/s;

L – aliran udara dalam m 3 / jam;

S – luas penampang saluran udara dalam m2.

Mari kita ambil saluran udara bundar Ø 400 mm, luas penampangnya sama dengan:

Dalam contoh kita, S = (3,14 × 0,4 2 m)/4 = 0,1256 m 2. Oleh karena itu, untuk memastikan nilai tukar udara yang diperlukan (60 m 3 /jam) dalam saluran udara bundar Ø 400 mm (S = 0,1256 m 3), laju aliran udara adalah: V = 60/(3600 × 0,1256) ≈ 0,13 m /S.

Dengan menggunakan rumus yang sama, dengan kecepatan yang diketahui sebelumnya, Anda dapat menghitung volume udara yang bergerak melalui saluran udara per satuan waktu.

L = 3600×S (m 3)×V (m/s). Volume (konsumsi) diperoleh dalam meter persegi.

Seperti dijelaskan sebelumnya, tingkat kebisingan sistem ventilasi juga bergantung pada kecepatan udara. Untuk meminimalkan dampak negatif dari fenomena ini, para insinyur membuat perhitungan kecepatan udara maksimum yang diizinkan untuk berbagai ruangan.

Dengan menggunakan algoritma yang sama, kecepatan udara di saluran udara ditentukan saat menghitung pasokan panas, dan bidang toleransi ditetapkan untuk meminimalkan kerugian dalam pemeliharaan bangunan di periode musim dingin waktu, kipas dipilih berdasarkan kekuatan. Data aliran udara juga diperlukan untuk mengurangi kehilangan tekanan, dan ini memungkinkan untuk meningkatkan efisiensi sistem ventilasi dan mengurangi konsumsi energi listrik.

Perhitungan dilakukan untuk setiap bagian, dengan mempertimbangkan data yang diperoleh, parameter jalan raya utama dalam hal diameter dan geometri dipilih. Mereka harus punya waktu untuk mengalirkan udara yang dipompa dari semua ruangan. Diameter saluran udara dipilih sedemikian rupa untuk meminimalkan hilangnya kebisingan dan hambatan. Untuk perhitungan diagram kinematik, ketiga indikator sistem ventilasi penting: volume maksimum udara yang disuntikkan/dibuang, kecepatan pergerakan massa udara, dan diameter saluran udara. Pekerjaan perhitungan sistem ventilasi tergolong rumit dari sudut pandang teknik, dan hanya dapat dilakukan oleh spesialis profesional dengan pendidikan khusus.

Untuk memastikan nilai kecepatan udara yang konstan pada saluran dengan penampang yang berbeda, digunakan rumus sebagai berikut:


Setelah perhitungan, nilai terdekat dari pipa standar diambil sebagai data akhir. Hal ini mengurangi waktu pemasangan peralatan dan menyederhanakan proses pemeliharaan dan perbaikan berkala. Kelebihan lainnya adalah pengurangan perkiraan biaya sistem ventilasi.

Untuk pemanas udara perumahan dan tempat produksi kecepatan disesuaikan dengan mempertimbangkan suhu cairan pendingin di saluran masuk dan keluar, untuk dispersi aliran yang seragam udara hangat diagram instalasi dan dimensi dipikirkan kisi-kisi ventilasi. Sistem modern pemanas udara memberikan kemampuan untuk secara otomatis mengatur kecepatan dan arah aliran. Suhu udara di outlet tidak boleh melebihi +50°C, jarak ke tempat kerja minimal 1,5 m Laju aliran massa udara distandarisasi oleh standar negara bagian saat ini dan peraturan industri.

Selama perhitungan, atas permintaan pelanggan, kemungkinan pemasangan cabang tambahan dapat diperhitungkan, untuk tujuan ini, disediakan cadangan produktivitas peralatan dan kapasitas saluran. Kecepatan aliran dihitung sedemikian rupa sehingga, setelah meningkatkan kekuatan sistem ventilasi, tidak menimbulkan beban suara tambahan pada orang yang ada di dalam ruangan.

Pilihan diameter dibuat dari minimum yang dapat diterima; semakin kecil dimensinya, semakin universal sistem ventilasi, semakin murah produksi dan pemasangannya. Sistem hisap lokal dihitung secara terpisah dan dapat beroperasi secara mandiri atau dihubungkan ke sistem ventilasi yang ada.

Peraturan negara bagian menetapkan kecepatan yang disarankan tergantung pada lokasi dan tujuan saluran udara. Saat membuat perhitungan, Anda harus mematuhi parameter ini.

Jenis dan lokasi pemasangan saluran dan kisi-kisi Ventilasi
Alami Mekanis
Tirai pemasukan udara 0,5-1,0 2,0-4,0
Saluran poros suplai 1,0-2,0 2,0-6,0
Saluran pengumpulan horizontal 0,5-1,0 2,0-5,0
Saluran vertikal 0,5-1,0 2,0-5,0
Kisi-kisi saluran masuk dekat lantai 0,2-0,5 0,2-0,5
Pasokan kisi-kisi di dekat langit-langit 0,5-1,0 1,0-3,0
Kisi-kisi knalpot 0,5-1,0 1,5-3,0
Poros pembuangan 1,0-1,5 3,0-6,0

Udara dalam ruangan tidak dapat bergerak dengan kecepatan lebih dari 0,3 m/s; kelebihan parameter jangka pendek diperbolehkan tidak lebih dari 30%. Jika ada dua sistem di dalam ruangan, maka kecepatan udara di masing-masing sistem harus menyediakan setidaknya 50% dari perkiraan volume pasokan atau pembuangan udara.

Organisasi pemadam kebakaran mengajukan persyaratan mereka untuk kecepatan pergerakan massa udara di saluran udara, tergantung pada kategori ruangan dan fiturnya proses teknologi. Peraturan tersebut bertujuan untuk mengurangi kecepatan penyebaran asap atau api melalui saluran udara. Jika perlu, katup dan katup penutup harus dipasang pada sistem ventilasi. Perangkat dipicu setelah sinyal sensor atau dilakukan secara manual oleh orang yang bertanggung jawab. Hanya kelompok ruangan tertentu yang dapat dihubungkan ke satu sistem ventilasi.

Selama periode waktu dingin di gedung-gedung berpemanas, suhu udara akibat pengoperasian sistem ventilasi tidak boleh turun di bawah nilai normal. Suhu normal dipastikan sebelum dimulainya shift kerja. Selama periode hangat, persyaratan ini tidak relevan. Pergerakan massa udara tidak boleh memperburuk standar yang ditetapkan oleh SanPin 2.1.2.2645. Untuk prestasi hasil yang diinginkan Selama perancangan sistem, diameter saluran udara, daya dan jumlah kipas serta kecepatan aliran berubah.

Data perhitungan yang diterima tentang parameter pergerakan di saluran udara harus menyediakan:

  1. Mempertahankan parameter iklim mikro dalam ruangan, menjaga kualitas udara dalam batas yang diatur. Pada saat yang sama, langkah-langkah diambil untuk mengurangi kehilangan panas yang tidak produktif. Data diambil dari data yang ada dokumen peraturan, dan dari spesifikasi teknis pelanggan.
  2. Kecepatan pergerakan massa udara di area kerja tidak boleh menimbulkan angin kencang dan menjamin kenyamanan yang dapat diterima di dalam ruangan. Ventilasi mekanis disediakan hanya jika tidak mungkin mencapai hasil yang diinginkan melalui ventilasi alami. Selain itu, ventilasi mekanis harus dipasang di bengkel dengan kondisi kerja yang berbahaya.

Saat menghitung indikator pergerakan udara dalam sistem dengan ventilasi alami Nilai rata-rata tahunan perbedaan kepadatan udara dalam dan luar ruangan diambil. Data kinerja aktual minimum harus memberikan nilai standar yang dapat diterima untuk nilai tukar udara.

Komentar:

  • Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran saluran udara
  • Perhitungan dimensi saluran udara
  • Pemilihan dimensi untuk kondisi nyata

Untuk mengalirkan pasokan atau pembuangan udara dari unit ventilasi di bangunan sipil atau industri, digunakan saluran udara dengan berbagai konfigurasi, bentuk dan ukuran. Seringkali mereka harus diletakkan di tempat yang ada di tempat yang paling tidak terduga dan dikotori dengan peralatan. Untuk kasus seperti itu, penampang saluran udara dan diameternya yang dihitung dengan benar memainkan peran penting.

Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran saluran udara

Pada fasilitas yang sedang dirancang atau baru dibangun, keberhasilan pemasangan pipa untuk sistem ventilasi bukanlah masalah besar - cukup menyepakati lokasi sistem relatif terhadap tempat kerja, peralatan, dan lainnya. jaringan utilitas. Saat ini bangunan industri ini jauh lebih sulit dilakukan karena terbatasnya ruang.

Ini dan beberapa faktor lainnya mempengaruhi perhitungan diameter saluran:

  1. Salah satu faktor utamanya adalah laju aliran udara suplai atau pembuangan per satuan waktu (m 3 / jam) yang harus dilalui suatu saluran tertentu.
  2. Throughput juga tergantung pada kecepatan udara (m/s). Tidak boleh terlalu kecil, jika tidak menurut perhitungan ukuran saluran udara akan sangat besar sehingga tidak layak secara ekonomi. Kecepatan yang berlebihan dapat menyebabkan getaran, kebisingan, dan tingkat daya unit ventilasi. Untuk daerah yang berbeda sistem pasokan Disarankan untuk mengambil kecepatan yang berbeda, nilainya berkisar antara 1,5 hingga 8 m/s.
  3. Bahan saluran itu penting. Biasanya baja galvanis, tetapi bahan lain juga digunakan: berbagai jenis plastik, baja tahan karat atau hitam. Yang terakhir ini memiliki kekasaran permukaan tertinggi, hambatan aliran akan lebih tinggi, dan ukuran saluran harus lebih besar. Nilai diameter harus dipilih sesuai dengan dokumentasi peraturan.

Tabel 1 menunjukkan dimensi normal saluran udara dan ketebalan logam untuk pembuatannya.

Tabel 1

Catatan: Tabel 1 tidak sepenuhnya mencerminkan ukuran saluran normal, tetapi hanya ukuran saluran yang paling umum.

Saluran udara diproduksi tidak hanya berbentuk bulat, tetapi juga berbentuk persegi panjang dan oval. Dimensinya diambil melalui nilai diameter ekivalen. Selain itu, metode baru untuk membuat saluran memungkinkan penggunaan logam yang lebih tipis, sekaligus meningkatkan kecepatan di dalamnya tanpa risiko menimbulkan getaran dan kebisingan. Hal ini berlaku untuk saluran udara spiral, mereka memiliki kepadatan dan kekakuan yang tinggi.

Kembali ke isi

Perhitungan dimensi saluran udara

Pertama, Anda perlu memutuskan jumlah pasokan atau pembuangan udara yang perlu dialirkan melalui saluran ke dalam ruangan. Bila nilai ini diketahui, maka luas penampang (m2) dihitung dengan menggunakan rumus:

Dalam rumus ini:

  • ϑ – kecepatan udara di saluran, m/s;
  • L – aliran udara, m 3 /jam;
  • S – daerah persilangan saluran, m 2;

Untuk menghubungkan satuan waktu (detik dan jam), angka 3600 dimasukkan dalam perhitungan.

Diameter saluran berbentuk lingkaran dalam meter dapat dihitung berdasarkan luas penampangnya dengan menggunakan rumus:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, dimana D adalah diameter saluran, m.

Tata cara menghitung ukuran saluran udara adalah sebagai berikut:

  1. Mengetahui aliran udara di suatu daerah tertentu, kecepatan pergerakannya ditentukan tergantung pada tujuan saluran tersebut. Sebagai contoh, kita dapat mengambil L = 10.000 m 3 /jam dan kecepatan 8 m/s, karena cabang sistem adalah jalur utama.
  2. Hitung luas penampang: 10.000 / 3600 x 8 = 0,347 m2, diameternya adalah 0,665 m.
  3. Biasanya yang diambil adalah yang terdekat dari dua ukuran, biasanya diambil yang lebih besar. Di samping 665 mm ada diameter 630 mm dan 710 mm, sebaiknya ambil 710 mm.
  4. Dalam urutan terbalik, kecepatan sebenarnya campuran udara di saluran udara dihitung untuk selanjutnya menentukan daya kipas. Dalam hal ini, luas penampangnya adalah: (3,14 x 0,71 2 / 4) = 0,4 m2, dan kecepatan sebenarnya adalah 10.000 / 3600 x 0,4 = 6,95 m/s.
  5. Jika perlu membuat saluran bentuk persegi panjang, dimensinya dipilih sesuai dengan luas penampang yang dihitung setara dengan luas bulat. Artinya, lebar dan tinggi pipa dihitung sehingga luasnya dalam hal ini adalah 0,347 m2. Ini bisa berupa opsi 700 mm x 500 mm atau 650 mm x 550 mm. Saluran udara tersebut dipasang dalam kondisi sempit, ketika ruang pemasangan dibatasi oleh peralatan teknologi atau jaringan utilitas lainnya.