Аэродинамическое сопротивление воздуховода – сила, затормаживающая движение потока воздуха внутри системы вентиляции. К ее возникновению приводят вихревые потери на всех участках с неравными сечениями, ответвлениями, соединениями и изгибами трубопровода. А также трение воздушных потоков о стенки труб.
При проектировании воздуховодов обязательно нужно учитывать сопротивление, которое воздух встречает на пути. От этого зависят две важные вещи: какой напор должен создавать вентилятор и сколько давления потеряется в системе. Если не учесть сопротивление, вентилятор может просто не прокачать нужный объем воздуха.
Влияние формы воздуховода на его сопротивление
Вентиляционные сети могут иметь прямолинейную или сложную, например, изогнутую, конфигурацию. В системах с непрямой формой:
- Каждый изгиб под 90° обеспечивает аэродинамическую силу каналов, равную сопротивлению на нескольких метрах прямого участка;
- Все расширения и сужения провоцируют турбулентные завихрения, снижающие напор воздушных потоков;
- Обратные клапаны, переходники и другая арматура для монтажа непрямых участков увеличивают общую протяженность трассы. Хотя сами трубы остаются той же длины, из-за дополнительных элементов путь, который проходит воздух, становится длиннее.
Для уменьшения количества фитингов, при создании непрямых систем можно применять гибкие трубы. Но трение воздушных потоков о гофрированные, а не гладкие стенки, существенно большее. Из-за этого, сопротивление также повышенное.
Если воздуховод должен иметь сложную конфигурацию, используйте круглые жесткие трубы с плоскими стенками. Старайтесь минимизировать количество соединительной, разветвляющей, другой арматуры.
Для снижения аэродинамической силы, системы каналов с любой геометрией следует монтировать из труб круглой формы. Потоки перемещаются по округлым контурам с одинаковой скоростью, контактируя со стенками наименьшее время. В прямоугольных и других профильных воздуховодах сопротивление сравнительно большее. Во-первых, из-за образования завихрений в углах. Во-вторых, из-за увеличенного периметра плоских труб при равной (с круглыми образцами) площади сечения.
Кроме формы труб, важен их диаметр. Для снижения трения воздушных потоков о стенки, увеличьте диаметр каналов.
Влияние длины воздуховода на его аэродинамику
Чем больше протяженность системы вентиляции, тем выше общие потери давления и меньше производительность линии. Каждый очередной метр требует от вентилятора больше энергии для перемещения воздушных потоков. Из-за этого, в отдаленные точки помещения может поступать недостаточно свежего воздуха, вытяжка отработанных масс из них слабая.
Другие проблемы, характерные для длинных вентиляционных систем:
- Ускоренный износ вентиляторов, прочих элементов трассы, работающих с повышенной нагрузкой;
- Увеличенная шумливость;
- Сравнительно большая нагрузка на кабель;
- Неравномерное распределение воздушных потоков по ответвлениям;
- Замедленное движение масс и их локальный застой.
Длина воздуховодов, при которой наблюдаются проблемы: промышленные магистрали – 40-50 м и более, бытовые линии – 15-20 м и более.
Особенно критична большая протяженность для систем с маломощными вентиляторами и трубами с небольшим диаметром. При длине трасс от 20 м, в обслуживаемых ими помещениях будет нарушен температурный баланс. Из-за недостаточно эффективного воздухообмена, воздух будет влажным и застоявшимся.
Правила аэродинамического расчета с учетом всех факторов
Необходимо учитывать, что на сопротивление в вентиляционной линии влияют разные факторы:
- Общая длина и геометрия трассы.
- Круглая или профильная форма труб.
- Шумоглушители, переходники, заслонки, любые другие дополнительные элементы.
- Шероховатость внутренних стенок каналов.
- Простая или сложная конфигурация соединений.
Даже прямолинейная гладкая система, длиной до 20-30 м, будет создавать некоторое сопротивление. Если предусмотреть в ней 3-5 изгибов под углом 90° или значительно увеличить протяженность трассы, сила торможения воздуха повысится вдвое. Потери эффективности окажутся еще больше, если проложить магистраль с гофрированными трубами.
Из-за наличия множества факторов, однозначно сказать, какое сопротивление будет у трассы того или иного размера, например, в 25 м, нельзя. Даже при прямолинейной конфигурации вентиляции. При аэродинамических расчетах, нужно учитывать не длину системы, а эквивалентную протяженность линии со всеми отдельными элементами, дающими сопротивление.
Для снижения потерь, при выборе формы и длины вентиляционной системы:
- Заранее ознакомьтесь с нормами СанПиН 2.1.2.2645, ГОСТ 30494-2011 и других регламентов;
- Проектируйте линию по самому краткому маршруту – сокращение протяженности даже на несколько метров заметно повысит эффективность работы сети;
- Старайтесь избегать поворотов. Каждый изгиб – источник шума и сопротивления;
- Если поворот обязателен, делайте его плавным и/или используйте шумоглушители, компенсаторы.
Современная вентиляция решает не только задачу воздухообмена, но и вопросы здоровья, безопасности и качества жизни. Воздуховоды и установки завода «Томир» разработаны с учетом высоких требований к надежности и эффективности. Они обеспечивают стабильную защиту от загрязнений и создают безопасную среду в любых помещениях.
Оставьте заявку, с вами свяжется специалист Завода «ТОМИР», с которым вы сможете обсудить детали заказа.