Таблица подбора прямоугольных воздуховодов

Метод равного трения в одном абзаце

Выберите целевые потери на трение на 100 футов воздуховода (0,10 in. w.g. это стандарт отрасли). Для каждого участка подберите сечение так, чтобы трение при расходе на этом участке равнялось целевому значению. В итоге каждый участок системы вносит одинаковое трение на единицу длины, статическое давление вентилятора равно сумме всех потерь на трение плюс потери на фасонных частях, и вам не нужны мощные балансировочные клапаны, чтобы согласовать систему с характеристикой вентилятора. Поэтому 90% коммерческих воздуховодов ОВК подбирают методом равного трения.

Пошаговая процедура

1. Прочитайте спецификацию механической части, чтобы найти CFM на каждом участке ответвлений и магистрали.
2. Начните с нагнетания вентилятора с общим CFM системы. Выберите начальную скорость в магистрали: типична 1200 FPM. По таблице ниже найдите диаметр воздуховода, который пропускает общий CFM при 1200 FPM.
3. Считайте потери на трение для этого диаметра и CFM по диаграмме трения. Это и есть ваши расчётные потери на трение, обычно 0,08–0,12 in. w.g. на 100 футов. Используйте то же значение для всех остальных участков.
4. Для каждого последующего участка найдите диаметр круглого воздуховода, который пропускает расход этого участка при тех же потерях на трение. Скорость будет естественно падать по мере уменьшения CFM.
5. Переведите каждый круглый размер в прямоугольный по уравнению эквивалентного диаметра: De = 1.30 × (ab)^0.625 / (a+b)^0.25. Старайтесь, чтобы соотношение сторон было 2:1 или меньше; считайте 4:1 практическим верхним пределом.
6. Сложите потери на трение по самой длинной ветке, чтобы найти полное статическое давление системы. Добавьте потери на фасонных частях (отводы, тройники, переходы). Сверьте с характеристикой вентилятора с запасом 25%.

Диаметр круглого воздуховода и CFM при 0,10 in. w.g. на 100 футов

По этой таблице найдите диаметр круглого воздуховода для заданного CFM при стандартных расчётных потерях на трение. Затем переведите его в прямоугольные размеры по таблице эквивалентных диаметров ниже.

Значения рассчитаны по уравнению Дарси-Вейсбаха при 0,10 in. w.g. на 100 футов и шероховатости оцинкованной стали (ε = 0,0003 фута). Фактическое трение зависит от состояния воздуховода и числа фасонных частей.

Эквивалентный диаметр: от круглого к прямоугольному, краткий справочник

Получив диаметр круглого воздуховода, найдите по этой таблице прямоугольные размеры при соотношении сторон 2:1 (соотношение, которое предпочитает большинство проектировщиков для сбалансированного монтажа).

Прямоугольные размеры дают те же потери на трение на единицу длины, что и эквивалентный круглый воздуховод. Размеры округлены до стандартных шагов 1" или 25 мм. Соотношение сторон выше 2:1 увеличивает расход листового металла на CFM и повышает потери давления из-за турбулентности во внутренних углах.

Почему соотношение сторон важнее, чем кажется

У круглого воздуховода наименьший периметр на единицу площади сечения. Когда вы сплющиваете прямоугольный воздуховод, периметр растёт (больше расходов на листовой металл), а вклад трения о стенки в сравнении с основным потоком увеличивается. При соотношении сторон 4:1 расход листового металла на CFM примерно на 35% выше, чем при 1:1. При 8:1 он почти вдвое выше, и к этому добавляются «барабанный» гул, худшая эффективность усиления и сложный монтаж в потолочных пространствах.

Практическое правило: 1:1 там, где позволяет габарит; 2:1 там, где нужно уместиться над потолком коридора; 3:1 там, где воздуховод зажат между балками; и 4:1 только тогда, когда нехватка места не оставляет другого выхода.

Целевые скорости по участкам

• Основная приточная магистраль: 1000–1500 FPM (5–7,5 м/с). При более высокой скорости растёт шум; при более низкой впустую расходуется листовой металл.
• Приточное ответвление: 600–900 FPM (3–4,5 м/с). Баланс между шумом и размером воздуховода.
• Основная возвратная магистраль: 800–1200 FPM (4–6 м/с). Немного ниже, чем в притоке, чтобы компенсировать потери в возвратном плениуме.
• Возвратное ответвление: 400–600 FPM (2–3 м/с). Достаточно низкая, чтобы у диффузоров было тихо.
• Воздухозабор наружного воздуха: 500–700 FPM (2,5–3,5 м/с). Ограничивает затягивание дождя и мусора.
• Выброс вытяжного воздуха: 2000–3000 FPM (10–15 м/с). Достаточно высокая, чтобы струя чисто уходила над кровлей.

Ориентировочные правила по статическому давлению

• Типичный расчёт по методу равного трения при 0,10 in. w.g. на 100 футов добавляет 0,3–0,6 in. w.g. трения на самой длинной ветке в небольшом или среднем офисе. Добавьте потери на теплообменнике, фильтре и концевых устройствах, чтобы получить полное внешнее статическое давление.
• Каждый отвод 90° добавляет эквивалент 10–15 диаметров прямого участка. Около 10 для плавного радиусного отвода, около 15 для 5-секционного сегментного отвода; квадратный отвод с острым углом без направляющих лопаток намного хуже. Отводы с большим радиусом (R/D = 1,5) оптимальны.
• Врезка ответвления с конической фасонной частью добавляет примерно 0,10–0,15 in. w.g.. Врезка с прямым срезом может удвоить это значение: указывайте коническую.
• Перед выбором вентилятора округляйте расчётное статическое давление вентилятора вверх на 25%. Реальный монтаж никогда не совпадает с расчётом на бумаге из-за переходов, изменений на объекте и загрязнённых фильтров.

Как подобрать станки под выбранные размеры воздуховодов

Когда размеры утверждены, остаётся вопрос, на каком станке в цехе изготовителя будет формоваться каждый участок. Полностью автоматическая линия для воздуховодов SBAL-V от Taokron работает с шириной листа от 800 до 1500 мм, чего хватает для подавляющего большинства коммерческих воздуховодов ОВК (прямоугольные воздуховоды примерно до 1250 × 1250 мм). Для более крупных промышленных сечений линию можно перенастроить на более широкий инструмент. Полуавтоматическая линия SBAL-III охватывает тот же диапазон при меньшей производительности, что типично для изготовителей, делающих менее 1000 м в день. Спецификации с соотношением сторон выше 2:1 лучше выполнять на автоматической линии, потому что она сама отслеживает длину реза и положение шва; воздуховоды выше 2:1, сложенные вручную, склонны к скручиванию и отклонению углов от прямого.

Поговорить с инженером Taokron →

Калькулятор массы листового металла для воздуховодов

Оцените массу и площадь поверхности листового металла для прямого участка воздуховода без припусков: полезно для расчёта материалов и планирования перевозки. Чистая геометрия: площадь поверхности × толщина × плотность материала. Добавьте собственный припуск на швы, нахлёсты и фасонные части (обычно +10–20%).

Другие бесплатные инструменты Taokron: подбор станка · калькулятор окупаемости и ROI · конвертер gauge ↔ мм

Вопросы и ответы

Что такое метод равного трения при подборе воздуховодов?

Метод равного трения подбирает каждый участок системы воздуховодов так, чтобы потери на трение на единицу длины были постоянными: обычно 0,08–0,12 дюйма водяного столба на 100 футов воздуховода. Это метод по умолчанию для воздуховодов ОВК низкого и среднего давления: он быстрый, даёт сбалансированные системы, которым не требуется сильная регулировка клапанов на объекте, и соответствует тому, как строятся характеристики вентиляторов.

Каково максимальное соотношение сторон прямоугольного воздуховода?

Большинство руководств по проектированию считают 4:1 практическим максимумом соотношения сторон прямоугольного воздуховода; для эффективного монтажа и меньших потерь давления предпочтительно 2:1 или меньше. При соотношении выше 4:1 расход листового металла на CFM резко растёт, воздуховод труднее усиливать, а вибрация и «барабанный» гул становятся вероятнее в типичных рабочих точках вентилятора.

На какую скорость ориентироваться в прямоугольных воздуховодах ОВК?

Для коммерческих систем ОВК: приточные магистрали 1000–1500 FPM, приточные ответвления 600–900 FPM, возвратные магистрали 800–1200 FPM, возвратные ответвления 400–600 FPM. При скорости выше 1500 FPM шум и потери давления резко растут; если скорости намного ниже этих диапазонов, воздуховод получается слишком большим, а листовой металл расходуется впустую.

Как перевести диаметр круглого воздуховода в прямоугольные размеры?

Используйте уравнение эквивалентного диаметра De = 1.30 × (a×b)^0.625 / (a+b)^0.25, где a и b это внутренние размеры прямоугольного воздуховода. Подберите прямоугольные a и b, дающие тот же De, что и нужный круглый диаметр. Большинство проектировщиков пользуются заранее рассчитанной таблицей, а не решают уравнение напрямую.

Какой класс давления указывать для прямоугольных воздуховодов?

Низкое давление (до 2 in. w.g.): класс давления SMACNA 1 или 2. Среднее давление (2–4 in. w.g.): класс 3 или 4. Высокое давление (4–10 in. w.g.): классы 6 и 10. Выбирайте исходя из полного статического давления, которое должен создавать вентилятор, плюс запас примерно 25%. Указывайте класс давления на чертежах, потому что от него зависят толщина, тип шва, шаг усиления и класс герметизации.