La création d'un système de conduits d'air fonctionnant de manière optimale est impossible sans calculs aérodynamiques. Ces données vous permettent de sélectionner le diamètre de la section, la puissance des tuyaux et des ventilateurs, le nombre de branches, les matériaux. Les exigences modernes sont régies par l'ensemble de règles de SP 60.13330.2012, ainsi que dans GOST et SanPiN. Le calcul est effectué selon un algorithme strictement défini utilisant des formules bien connues. Pour déterminer avec précision tous les critères, vous pouvez faire appel à des spécialistes ou calculer vous-même les paramètres.
Types de conduits d'air
Les conduits d'air modernes peuvent être classés en fonction de plusieurs paramètres: méthode d'installation, matériau de fabrication, forme en coupe.
Pour l'installation, les canaux externes et intégrés sont distingués. Les premiers sont installés sur les murs et sont visibles à l'œil nu. Les internes sont montés dans les murs et les structures de la maison.
Le matériau du tuyau peut varier. Il s'agit de divers métaux (cuivre, acier, aluminium) et de plastique. Les produits métalliques se distinguent par leur résistance et leur fiabilité, mais leur installation est plus difficile. Les appareils en plastique sont plus faciles à installer, mais ils ne sont pas utilisés à des températures élevées.
La section peut être rectangulaire et ronde. Les tuyaux rectangulaires sont polyvalents, mais des tourbillons peuvent être créés dans les coins. Les modèles ronds n'ont pas cet inconvénient.
Calcul aérodynamique pas à pas des conduits d'air
Le travail comprend plusieurs étapes, à chacune desquelles un problème local est résolu. Sur la base des données obtenues, divers paramètres des conduits d'air sont calculés.
Les principales tâches de l'équipement du système de ventilation:
- Prise d'air frais de la rue et son transfert à l'intérieur du bâtiment. Une fonction supplémentaire est le chauffage des masses d'air en hiver et le refroidissement en été.
- Purification de l'air de la saleté, de la poussière et des peluches.
- Diminution de la pression acoustique.
- Distribution uniforme de l'air frais dans tout l'appartement.
- Élimination de l'air d'échappement et son rejet dans la rue.
Le système de ventilation est caractérisé par les paramètres suivants :
- Corps de travail. Dans ce cas, c'est de l'air. Il est caractérisé par la densité, la viscosité dynamique, la viscosité cinétique. Ces valeurs dépendent de la température du fluide de travail.
- Vitesse du fluide de travail.
- Résistance aérodynamique locale des conduits d'air.
- Perte de pression.
Algorithme pour effectuer des calculs aérodynamiques :
- Développement d'un diagramme axonométrique de la répartition des masses d'air dans les canaux. Sur sa base, la meilleure méthode de calcul est sélectionnée, en tenant compte des particularités de la ventilation.
- Effectuer des calculs aérodynamiques le long des lignes principales et supplémentaires.
- Sélection de la forme géométrique et de la section transversale des tuyaux. Détermination des caractéristiques techniques des ventilateurs et des radiateurs. Détermination de la possibilité d'installer des capteurs d'extinction d'incendie, contrôle automatique de la puissance de ventilation.
Ce sont les principales étapes des calculs.
Toutes les données reçues peuvent être collectées dans un tableau, puis sélectionner des matériaux pour créer un canal.
Calculs
L'objectif principal du calcul aérodynamique est de déterminer la résistance à la circulation de l'air dans chaque partie du système.
Il existe des problèmes directs et inverses de calcul aérodynamique.Direct traite de la conception des systèmes de ventilation et consiste à déterminer la section transversale de chaque section du système. Le problème inverse est résolu en déterminant le débit d'air dans une zone donnée.
Pour le calcul, il est nécessaire de déterminer la fréquence d'échange d'air. Il s'agit d'une caractéristique quantitative du fonctionnement du système, qui indique combien de fois l'air de la pièce a été rafraîchi par heure. L'indicateur dépend des caractéristiques de la pièce, de son objectif.
La création d'un schéma de système en projection axonométrique se fait à l'échelle M 1 : 100. Il est nécessaire d'appliquer des conduits d'air, des filtres, des silencieux, des vannes et d'autres composants de ventilation au schéma. En fonction des données obtenues, la longueur de la branche, le débit à chaque section, est déterminé, et la résistance du conduit est calculée.
Après cela, la ligne de pose de tuyaux optimale est sélectionnée. Il s'agit de la plus longue chaîne de sections consécutives.
S'il y a plusieurs lignes dans le circuit, la principale est celle dans laquelle le débit est le plus élevé.
Formules de base pour le calcul
La section transversale du conduit peut être ronde ou carrée. Il est calculé par la formule F = Q/voù sous Q le débit d'air est indiqué, et v - vitesse air recommandée (valeur de référence).
Le diamètre de la section est déterminé à partir de la surface rési les tuyaux sont ronds, ou la hauteur et la largeur MAIS et DANS pour rectangulaire. Les valeurs sont arrondies à la plus grande norme la plus proche et obtiennent MAISst et DANSst.
Pour les conduits rectangulaires, le diamètre équivalent est calculé à l'aide de la formule DL = (2Ast*DANSst) / (MAISst + Bst).
La valeur du critère de similarité de Reynolds est calculée comme suit Re = 64100 * Dst *vfactice... Le coefficient de frottement dépend de cet indicateur, qui est déterminé par la formuleλtr = 0,3164 Re-0,25 à Re≤60000, λtr = 0,1266 Re-0,167 à Re> 60 000.
Coefficient de résistance localeλm est sélectionné dans l'ouvrage de référence puis remplacé dans la formule de la perte de charge dans la zone calculée = ((λtr* L) / Dst +m) * 0,6 * v2 fait. L - la longueur de la section calculée.
Lorsque toutes les pertes sont additionnées, les pertes totales de la ligne principale et du système de ventilation sont obtenues. Sur la base de ces valeurs, un ventilateur est sélectionné avec une marge de 10 %. A partir de ses caractéristiques, l'efficacité est considérée met puis la puissance N = (Qévent* Pévent) / (3600 * 1000 * n)... Ici Qévent, Pévent - débit d'air et pression générés par le ventilateur.
Le calcul de la perte de charge dans le conduit peut être effectué à l'aide de la formuleDP = x * r * v2/2où r - densité de l'air, v - vitesse de mouvement, X - coefficient de résistance locale.
Erreurs possibles
Le calcul du système de ventilation est long et se compose de plusieurs étapes, à chacune desquelles des erreurs peuvent être commises. Les problèmes les plus courants sont :
- Arrondissement de la section transversale des gazoducs vers le bas. Ensuite, il peut y avoir un bruit excessif ou l'impossibilité de faire passer le nombre requis de flux d'air par unité de temps.
- Calcul incorrect de la longueur de la section du conduit. Conduit à un mauvais choix d'équipement et à une erreur dans le calcul de la vitesse de déplacement.
L'ensemble du projet nécessite un calcul minutieux et compétent de l'aérodynamique. S'il est impossible de calculer le système vous-même, vous pouvez utiliser une calculatrice en ligne ou demander l'aide de spécialistes.
