การคำนวณพื้นที่ท่อและข้อต่ออากาศ: กฎสำหรับการคำนวณ + ตัวอย่างการคำนวณโดยใช้สูตร
กุญแจสำคัญในการระบายอากาศที่ไร้ที่ติและมีประสิทธิภาพคือการคำนวณพื้นที่ท่อและอุปกรณ์เชื่อมต่ออากาศอย่างมีความสามารถซึ่งการเลือกทั้งองค์ประกอบและอุปกรณ์แต่ละอย่างขึ้นอยู่กับ วัตถุประสงค์ของการคำนวณคือเพื่อให้แน่ใจว่าความถี่ที่เหมาะสมของการเปลี่ยนแปลงอากาศในห้องตามวัตถุประสงค์
ในบทความเราได้ตรวจสอบรายละเอียดแต่ละขั้นตอนการคำนวณที่จำเป็น: การกำหนดพื้นที่หน้าตัดและพื้นที่จริงของท่อ, การคำนวณความเร็วลมและการเลือกพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่าง นอกจากนี้เรายังระบุข้อกำหนดหลักสำหรับขนาดของท่อระบายอากาศและยังยกตัวอย่างการคำนวณท่ออากาศสำหรับบ้านส่วนตัวด้วย
เนื้อหาของบทความ:
วัตถุประสงค์ของการคำนวณ
คุณสมบัติของการคำนวณและ การเลือกท่ออากาศ ขึ้นอยู่กับประเภทและวัสดุที่ใช้ทำ ลักษณะหลังกำหนดความแตกต่างที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของอากาศและลักษณะเฉพาะของปฏิสัมพันธ์ของหิมะถล่มในอากาศกับผนัง
ท่ออากาศคือ:
- โลหะ - อาจเป็นเหล็กสีดำ, สังกะสี, สแตนเลส
- อลูมิเนียมลูกฟูกที่มีความยืดหยุ่น
- ท่อระบายอากาศพลาสติก - ยืดหยุ่นและแข็งแกร่ง
- ผ้า.
ตามรูปทรงหน้าตัด ท่ออากาศจะทำเป็นรูปทรงกลม สี่เหลี่ยม หรือวงรี อย่างหลังไม่ได้รับความนิยมเท่ากับสองอันแรก
แม้ว่าจะมีการออกแบบระบบระบายอากาศที่ถูกต้องที่สุด แต่ข้อผิดพลาดในการเลือกส่วนท่ออากาศอาจทำให้การไหลเวียนของอากาศหยุดชะงักได้
พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับ:
- ความเร็วการไหลของมวลอากาศและปริมาตร
- ระดับความแน่นของการเชื่อมต่อ
- ระบบระบายอากาศที่มีเสียงดัง
- การใช้พลังงาน
การคำนวณอย่างถูกต้องจะช่วยให้ประหยัดเงินได้เนื่องจากปริมาณวัสดุจะถูกกำหนดอย่างถูกต้อง แต่นอกเหนือจากปัญหาทางเศรษฐกิจแล้ว สิ่งสำคัญคือพารามิเตอร์การระบายอากาศซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงสภาพความเป็นอยู่ที่สะดวกสบายของผู้คน
ข้อมูลทั่วไปสำหรับการคำนวณพื้นที่หน้าตัด
พื้นที่ท่อสำหรับท่ออากาศคำนวณโดยใช้ค่าต่างๆ:
- เพื่อให้สอดคล้องกับพารามิเตอร์ด้านสุขอนามัยและสุขอนามัย (SanPiN)
- ตามจำนวนผู้อยู่อาศัย
- ตามพื้นที่ของห้องพัก
ผลลัพธ์สามารถรับได้ทั้งสำหรับห้องแยกและสำหรับบ้านโดยรวม สำหรับการคำนวณมีโปรแกรมพิเศษพร้อมอัลกอริธึมฝังตัว อีกทางเลือกหนึ่งในการคำนวณคือการใช้สูตร
ในระหว่างการออกแบบจะมีการเลือกพื้นที่หน้าตัดของท่ออากาศเพื่อให้อากาศเคลื่อนที่ไปตามความยาวทั้งหมดด้วยความเร็วเท่ากันโดยประมาณ ตามความยาวทั้งหมดของระบบปริมาณอากาศจะแตกต่างกันดังนั้นพื้นที่หน้าตัดของท่ออากาศจึงควรเปลี่ยนไปด้านบนเมื่อปริมาตรของมวลอากาศเพิ่มขึ้น
เมื่อหน้าตัดเป็นวงกลมเพิ่มขึ้น ความเร็วการไหลของอากาศจะลดลง ในขณะเดียวกัน เสียงตามหลักอากาศพลศาสตร์ก็จะลดลงด้วย ข้อเสียของท่ออากาศดังกล่าวคือความเทอะทะของการออกแบบซึ่งทำให้ไม่สามารถติดตั้งในช่องว่างระหว่างแบบร่างและเพดานแบบแขวนได้ตลอดจนต้นทุนที่เพิ่มขึ้น
หากเป็นไปไม่ได้ คุณสามารถเลือกใช้รูปทรงสี่เหลี่ยมแทนได้ เนื่องจากความสูงของส่วนสี่เหลี่ยมจะเล็กกว่า ในทางกลับกัน ผลิตภัณฑ์ทรงกลมจะติดตั้งได้ง่ายกว่าและยังมีข้อได้เปรียบในการปฏิบัติงานด้วย
การเลือกตัวเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นอยู่กับลำดับความสำคัญของผู้ใช้ หากการประหยัดพลังงาน เสียงรบกวนน้อยที่สุดเป็นสิ่งสำคัญที่สุด และมีโอกาสในการติดตั้งเครือข่ายขนาดใหญ่ ทางเลือกที่ดีที่สุดคือท่ออากาศทรงกลม
ขั้นตอนการคำนวณ
งานการคำนวณประกอบด้วยหลายขั้นตอน:
- การวาดภาพทั่วไป แผนภาพระบบระบายอากาศ. นี่คือความยาวของส่วนตรง ชิ้นส่วนที่หมุนได้และประเภทของชิ้นส่วน และตำแหน่งที่ควรสังเกตการเปลี่ยนแปลงของส่วนต่างๆ
- การเลือกอัตราแลกเปลี่ยนอากาศที่ตรงตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัย
- การคำนวณความเร็วการเคลื่อนที่ของมวลอากาศผ่านท่อ พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับ ประเภทของการระบายอากาศและอาจเป็นไปตามธรรมชาติหรือถูกบังคับ
- การคำนวณพื้นที่ท่ออากาศและพารามิเตอร์อื่นๆ
มีหลายโปรแกรมสำหรับการคำนวณดังกล่าว
การคำนวณหน้าตัดของท่อ
นิพจน์ที่ใช้ในการคำนวณการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสขององค์ประกอบรูปทรงและท่ออากาศมีลักษณะดังนี้:
Sc = (ยาว x 2.778) : V,
ที่ไหน:
- วท - พื้นที่หน้าตัด
- ล - อัตราการไหลของอากาศหมุนเวียนในระบบ
- 2.778 — ค่าสัมประสิทธิ์ที่กระทบยอดมิติที่แตกต่างกัน
- วี — ความเร็วของอากาศถล่มในสถานที่เฉพาะ วัดเป็นเมตรต่อวินาที
ผลลัพธ์ของการคำนวณจะเป็นค่าที่วัดได้ในหน่วยซม. ²
มีสูตรอื่น:
S = L : k × V,
ค่าสัมประสิทธิ์ K ในกรณีนี้คือ 3600
การกำหนดพื้นที่ท่อจริง
พื้นที่ระบายอากาศปกติสำหรับท่อระบายอากาศแบบกลมคำนวณโดยใช้สูตร:
ส = (π x ลึก2) : 400,
ที่ไหน:
- ส — พื้นที่จริง
- ดี — เส้นผ่านศูนย์กลาง
สำหรับท่อสี่เหลี่ยม:
ส = (ก x ข) : 100,
ที่ไหน:
- ส — พื้นที่จริง
- ดี — เส้นผ่านศูนย์กลาง;
- ก - ความสูงของท่ออากาศ
- ใน - ความกว้างของโครงสร้าง
พื้นที่หน้าตัดของท่อที่มีหน้าตัดวงรีคำนวณโดยใช้สูตร:
ส = π × ก × ข: 4,
ที่ไหน:
- ก - เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นของวงรี
- ใน - เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลงตามลำดับ
มีสูตรอื่นในการคำนวณพื้นที่ท่ออากาศ
เมื่อใช้เอกสารกำกับดูแลเช่น SNiP คุณสามารถเปรียบเทียบขนาดหน้าตัดของท่ออากาศกับตัวบ่งชี้ที่ต้องการได้ ช่วยให้กำหนดขนาดท่อลมที่เหมาะสมได้ง่ายยิ่งขึ้น
ผู้ผลิตบางรายระบุโนโมแกรมไว้ในคำอธิบายของท่ออากาศ พวกเขายังอยู่ในวรรณกรรมเชิงบรรทัดฐานด้วย
จากโนโมแกรม คุณสามารถหาค่าของพื้นที่หน้าตัดได้ เป็นเพียงค่าประมาณแต่เหมาะสำหรับการสร้างระบบที่มีสัญญาณรบกวนน้อยที่สุด
หากต้องการค้นหาขนาดท่อสำหรับท่อแยกเฉพาะที่ลำเลียงอากาศตามปริมาตรที่กำหนด คุณต้องดำเนินการดังต่อไปนี้:
- กำหนดบนโนโมแกรมว่าจุดตัดกันของปริมาตรอากาศที่เคลื่อนที่ใน 1 ชั่วโมงและเส้นความเร็วสูงสุดสำหรับส่วนการออกแบบ
- เมื่อใกล้จุดนี้ ให้หาค่าของเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมที่สุด
นอกจากนี้ การมีโนโมแกรม คุณไม่เพียงแต่สามารถอำนวยความสะดวกในการคำนวณส่วนตัดขวางของท่ออากาศและข้อต่อเท่านั้น แต่ยังระบุการสูญเสียแรงดันตามส่วนของท่ออากาศด้วยความเร็วที่ตั้งไว้อีกด้วย
ไม่จำเป็นต้องใช้โนโมแกรมคุณสามารถกำหนดพื้นที่หน้าตัดที่ต้องการได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของมวลอากาศ
การคำนวณความเร็วลม
ใช้สูตรหรือตารางพิเศษคำนวณความเร็วท่ออากาศ พารามิเตอร์หลักที่นี่คือดัชนีหลายหลากซึ่งกำหนดปริมาตรอากาศที่ห้องที่มีปริมาตร 1 ตร.ม. ได้รับการระบายอากาศอย่างเต็มที่3 ภายใน 1 ชั่วโมง
ในการกำหนดดัชนีหลายหลาก ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ศึกษาเงื่อนไขเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีอยู่ซึ่งมีข้อมูลจริงเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซ ไอพิษ ฯลฯ วิธีที่ดีที่สุดคือทำการคำนวณอย่างอิสระโดยใช้สูตร
สูตรคำนวณการคูณมีลักษณะดังนี้:
ยังไม่มีข้อความ=วี:ว,
ที่ไหน:
- เอ็น — หลายหลากที่ต้องการ
- วี - ปริมาณมวลอากาศบริสุทธิ์ที่เข้ามาในห้องภายในหนึ่งชั่วโมง
- ว - ปริมาตรของห้อง
หน่วยของการคูณคือจำนวนครั้ง/ชั่วโมง V มีหน่วยเป็น mᶾ/h ปริมาตรมีหน่วยเป็น mᶾ
ลองพิจารณาตัวอย่างเฉพาะของการกำหนดปริมาณอากาศที่ต้องการด้วยหลายหลาก
มีห้องนั่งเล่นขนาด 22 ตร.ม. จะต้องมีอากาศ: L = 22 x 6 = 132 ม3โดยที่ 6 คืออัตราแลกเปลี่ยนอากาศที่นำมาจากตาราง
ความเร็วของการเคลื่อนที่ของมวล (V) มีหน่วยเป็น m/s และกำหนดโดยสูตร:
วี=ล : 3600 x ส,
ที่ไหน:
- ล — อากาศที่ใช้ (mᶾ/h);
- ส — พื้นที่หน้าตัดของท่ออากาศ (mᶾ)
นอกจากนี้ ยังมีพารามิเตอร์อีก 2 ตัวที่ส่งผลต่อ ความเร็วลม: ระดับเสียง ค่าสัมประสิทธิ์การสั่นสะเทือน ต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบระบบ
ตัวอย่างการคำนวณกระท่อมหลังเล็ก
สำหรับการคำนวณได้นำกระท่อมที่มีพื้นที่ภายใน 108.8 ม2 และความสูงจากพื้นถึงเพดาน 3 ม. ภายในมีห้องนั่งเล่น ห้องนอน ห้องเด็ก ห้องครัว ห้องน้ำ ตัวบ่งชี้หลายหลากมีค่าเท่ากับ 1
ขั้นแรก คำนวณปริมาณอากาศที่ถูกกำจัดและอากาศเข้าสำหรับทั้งอาคาร
วิธี SNiP ใช้สำหรับสิ่งนี้:
- เนื่องจากห้องนอนและห้องนั่งเล่นมีพื้นที่เท่ากัน ปริมาณอากาศที่ปล่อยออกมาคือ 21 x 3 x 1 = 63 มᶾ/ชม.
- สำหรับห้องเด็ก - 24 x 3 x 1 = 72 ม./ชม.
- สำหรับห้องครัว - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 ม./ชม.
- สำหรับห้องน้ำ - 10 x 3 x 1 = 30 ม./ชม.
- ผลลัพธ์: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/ชม.
ไม่ได้คำนึงถึงทางเดินและโถงทางเดิน 100 มᶾ คือปริมาตรที่ไหลผ่านเครื่องดูดควันในห้องครัว
การกระจายลมภายในบ้านอย่างถูกต้องก็เป็นจุดสำคัญเช่นกัน ในอาคารประเภทนี้มักจะติดตั้งระบบระบายอากาศตามธรรมชาติยังมีองค์ประกอบบีบบังคับอยู่ที่นี่ - เครื่องดูดควันในครัว.
จากนั้นกำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อระบายอากาศ ตั้งแต่ 100 ม3 หากถอดฝากระโปรงออกโดยบังคับ สิ่งที่เหลืออยู่คือการกระจายส่วนที่เหลือ 294 ม3. พวกมันจะออกไปตามธรรมชาติทาง 2 เพลา สำหรับแต่ละสิ่งจำเป็น: 294: 2 = 147 มᶾ
เนื่องจากความเร็วลมในปล่องระบายอากาศตามธรรมชาติอยู่ในช่วง 0.5 ถึง 1.5 ม./วินาที โดยปกติแล้วจะคำนวณค่าเฉลี่ย 1 ม./วินาที แทนที่ค่าที่รู้จักลงในสูตร S = L: k × V จะพบ: S = 147: 3600 x 1 = 0.0408 m²
ตอนนี้คุณสามารถกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่ออากาศด้วยวงกลมในหน้าตัดได้โดยใช้สูตร: S = (π x D2) : 400 หรือ 0.0408 = (3.14 x D2) : 400
เมื่อแก้สมการนี้โดยไม่ทราบค่าด้วยการคำนวณง่ายๆ พวกเขาพบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่ออากาศคือ 2.28 มม. ขนาดท่อมาตรฐานที่ใหญ่กว่าที่ใกล้ที่สุดจะถูกเลือกสำหรับค่านี้
ในการติดตั้งท่ออากาศทรงสี่เหลี่ยมให้เลือกขนาดตามตารางโดยเน้นพื้นที่ ค่าที่ใหญ่กว่าที่ใกล้ที่สุดคือ 200 x 250 มม.
เมื่อใช้รูปแบบเดียวกันจะกำหนดพื้นที่หน้าตัดของทางออกสำหรับเครื่องดูดควันในครัวโดยมีความแตกต่างที่ความเร็วลมที่นี่คือ 3 เมตรต่อวินาที S = 100: 3600 x 3 = 0.083 ตร.ม. หรือเส้นผ่านศูนย์กลาง 107 มม.
จำเป็นต้องใช้ตารางแปลงเมื่อคุณต้องการคำนวณท่ออากาศที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า และใช้ตารางสำหรับผลิตภัณฑ์ทรงกลม นี่คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่ออากาศที่มีหน้าตัดเป็นวงกลม ซึ่งแรงดันที่ลดลงเนื่องจากแรงเสียดทานจะเท่ากับค่าเดียวกันในการออกแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้า
มีสามวิธีในการกำหนดค่าที่เท่ากัน:
- ตามความเร็ว
- ตามแนวขวาง;
- โดยการบริโภค
ค่าเหล่านี้สัมพันธ์กับพารามิเตอร์ต่างๆ ของท่ออากาศ แต่ละคนมีวิธีการใช้ตารางเป็นรายบุคคล สิ่งสำคัญคือไม่ว่าจะใช้เทคนิคใดก็ตาม ปริมาณการสูญเสียแรงดันเนื่องจากแรงเสียดทานจะเท่ากัน
สุดท้าย ตรวจสอบความเร็ว: V = 147: (3600 x 0.0408) = 1.0 ม./วินาที ซึ่งอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้
ผลิตภัณฑ์รูปทรงและการคำนวณ
ที่ การติดตั้งท่ออากาศ ส่วนตรงที่มีขนาดต่างกันเชื่อมต่อกันโดยใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่าง
ผลิตภัณฑ์รูปทรงต่างๆ ได้แก่ :
- โค้ง. ใช้สำหรับเปลี่ยนทิศทางของท่อลมในทุกมุม มีทั้งแบบกลม สี่เหลี่ยม และวงรี
- การเปลี่ยนผ่าน. ใช้สำหรับต่อท่ออากาศส่วนต่างๆ รูปทรงใดก็ได้ - ตั้งแต่แบบกลมไปจนถึงแบบรวม
- ข้อต่อหัวนม. เชื่อมต่อทางตรงของทางหลวง
- ประเดิม. ต่อกิ่งหรือสองกิ่งของท่ออากาศเข้าด้วยกัน
- ต้นขั้ว. ปิดกั้นการไหลของอากาศ
- ครอสส์พีซ. แยกหรือเชื่อมต่อการไหลของอากาศ
- เป็ด. ให้การเปลี่ยนท่ออากาศหลายระดับ
ในการคำนวณพารามิเตอร์ที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรง จำเป็นต้องมีทักษะทางคณิตศาสตร์
ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในตัวบ่งชี้ตัวเดียวจะทำให้ลักษณะการทำงานของระบบลดลง ไม่มีสูตรสำเร็จรูปสำหรับการคำนวณดังกล่าว
นักออกแบบหลายคนใช้โปรแกรมพิเศษและเครื่องคิดเลขออนไลน์ คุณจะต้องป้อนค่าหลักและรับพารามิเตอร์สำเร็จรูปที่เอาต์พุต
โปรแกรมช่วยให้คุณไม่เพียง แต่กำหนดขนาดที่ต้องการของชิ้นส่วนทั้งหมดเท่านั้น แต่ยังช่วยพัฒนาอีกด้วย การพัฒนาดังกล่าวซึ่งพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3D ช่วยให้ท่อระบายอากาศมีขนาดพอดี
ข้อกำหนดการคำนวณขั้นพื้นฐาน
เมื่อพิจารณาพารามิเตอร์สุดท้ายของท่ออากาศจำเป็นต้องคำนึงว่าการกำหนดพื้นที่ของท่ออากาศต้องแน่ใจว่า:
- มั่นใจในระบอบอุณหภูมิในห้อง ในกรณีที่มีความร้อนมากเกินไป จะมีการถอดออก และหากมีข้อบกพร่อง การสูญเสียจะลดลง
- ความเร็วของการเคลื่อนที่ของอากาศไม่ได้ลดระดับความสะดวกสบายของผู้คนในห้องแต่อย่างใด จำเป็นต้องมีการฟอกอากาศในพื้นที่ทำงาน
- สารประกอบเคมีที่เป็นอันตรายและอนุภาคแขวนลอยที่มีอยู่ในอากาศมีอยู่ในปริมาตรที่สอดคล้องกับ GOST 12.1.005-88
สำหรับแต่ละห้องข้อกำหนดเบื้องต้นในการเลือกพื้นที่ของท่ออากาศคือการรักษาความดันอย่างต่อเนื่องและไม่รวมอากาศจากภายนอก
ประเภทของสถานที่ที่จำเป็นต้องมีการสำรองข้อมูล ได้แก่ ห้องใต้ดิน และสถานที่ซึ่งสารอันตรายสามารถสะสมได้
บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ
โปรแกรมออนไลน์เพื่อช่วยวิศวกรออกแบบ:
พล็อตเกี่ยวกับการจัดระบบระบายอากาศของบ้านส่วนตัวโดยรวม:
พื้นที่หน้าตัด รูปร่าง และความยาวของท่ออากาศเป็นพารามิเตอร์บางส่วนที่กำหนดประสิทธิภาพของระบบระบายอากาศ การคำนวณที่ถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจาก... ขึ้นอยู่กับความสามารถในการส่งผ่านอากาศตลอดจนความเร็วการไหลและการทำงานที่มีประสิทธิภาพของโครงสร้างโดยรวม
เมื่อใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์ ระดับความแม่นยำของการคำนวณจะสูงกว่าการคำนวณด้วยตนเอง ผลลัพธ์นี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโปรแกรมจะปัดเศษค่าให้เป็นค่าที่แม่นยำยิ่งขึ้นโดยอัตโนมัติ
คุณมีประสบการณ์ส่วนตัวในการออกแบบติดตั้งและคำนวณระบบท่ออากาศหรือไม่? คุณต้องการแบ่งปันความรู้ที่สั่งสมมาหรือถามคำถามในหัวข้อนี้หรือไม่? กรุณาแสดงความคิดเห็นและมีส่วนร่วมในการอภิปราย - แบบฟอร์มข้อเสนอแนะอยู่ด้านล่าง
สวัสดีครับ ผมมีที่จอดรถ ยาว 6 x กว้าง 4 x สูง 3 ขอคำแนะนำหน่อยว่าต้องใช้ท่อกลมเส้นผ่านศูนย์กลางเท่าไหร่ในการระบายอากาศตามธรรมชาติ?