Динамическое давление: динамическое давление | это… Что такое динамическое давление?

Давление в текстильных воздуховодах: статическое и динамическое

Технические особенности

Давление – важный параметр, влияющий на работу текстильных воздуховодов. Вентилятор, функционирующий в приточной системе, способствует появлению избытка подаваемого воздуха. Чтобы преодолеть имеющееся сопротивление в рукаве, вентилятор должен создать полное давление (Рп), которое вычисляется по формуле:

Рп= Рст + Рд

В данной формуле Рст представляет собой статическое давление, а Рд – динамическое.

Для полноценного функционирования тканевый воздуховод должен находиться в расправленном состоянии. При этом ему необходимо проталкивать воздух сквозь отверстия и перфорацию– в противном случае воздушный рукав будет неэффективен.

СТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Чтобы определить способы достижения максимальной эффективности системы, необходимо рассчитать статическое давление, воздействующее на внутренние «стенки» конструкции. Это основной параметр, посредством которого определяется дальнобойность струи и объем воздуха, выходящего из отверстий.

Стабильность работы круглых воздушных рукавов достигается при статическом давлении от 100 до 500 Па. Если такого показателя не удается достичь, рекомендуется использовать воздуховоды из более легких тканей – они исключат возникновение складок.

ДИНАМИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Показатель динамического давления напрямую зависит от скорости движения воздушных потоков в системе. Этот параметр рассчитывается по такой формуле:

Pд = 1/2 · ρ · ʋ²

В данной формуле ρ означает плотность воздуха, равную 1,2 кг/м³. Такой показатель обусловлен тем, что в системах вентиляции отсутствуют условия для такого сжатия воздуха, которое могло бы изменить его плотность.

Скорость воздуха в системе обозначается буквой ʋ. При этом давление в тканевых диффузорах высчитывается согласно следующей схеме.

Особенность перфорированных тканевых диффузоров заключается в том, что с прохождением через систему воздух теряет динамическое давление и наращивает постоянное. В данном случае объем воздуха уменьшается, поэтому потерями давления вследствие трения можно пренебречь.

ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ

Потери давления в воздуховоде имеют сходство с потерями в классических системах распределения воздуха. Для расчета показателя, необходимого для компенсации потерь, можно пользоваться методами, которые используются для проведения аналогичных вычислений с жестяными рукавами.

От массы ткани, из которой был изготовлен воздуховод для вентиляции, зависит показатель минимального статического давления в системе. Так, например, для легких материалов будет достаточно 20-30 Па. Для более плотной и тяжелой ткани этот показатель должен превышать 50 Па.

Текстильные воздуховоды могут работать совместно с металлической сетью, выступая в качестве конечной воздухораспределительной зоны. В данном случае могут образовываться вихревые зоны, возникающие вблизи местного сопротивления. Здесь потери давления зависят от показателя общего сопротивления ξ и вычисляются по формуле:

ΔP = ξ · Pд₂

Pд₂ — динамическое давление воздуха, преодолевшего фасонный элемент системы.

КОЛЕБАНИЯ В ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЗДУХОВОДАХ

Возникновение вихревых зон, описанных ранее, может приводить к колебаниям поверхностей воздушных диффузоров. Турбулентность в системе может возникать:

·        после преодоления воздухом дросселей или вентилятора;

·         вследствие преодоления потоком отводов, поворотов и других фасонных деталей;

·         при крайне низком статическом давлении, неспособном повлиять на компенсацию потерь;

·         в случае несоответствия показателей динамического и статического давления в текстильном воздуховоде.

Чтобы получить ламинарный воздушный поток, его необходимо создать при помощи стабилизаторов. Важно помнить, что применение эквалайзеров уменьшает вибрацию рукава, однако создает потери давления, которые необходимо учитывать при проектировании системы.

ДРОССЕЛЬНАЯ ЗАСЛОНКА

Для регулирования давления, скорости и других параметров воздушного потока используется дроссельная заслонка, или демпфер. Этот элемент изготавливается из перфорированной ткани. Его диаметр может изменяться благодаря вшитому в материал зажиму.

Диаметр максимально открытой заслонки равен диаметру тканевого воздуховода, и в таком виде демпфер не создает потерь давления. Если же конструкция закрыта частично, потери усиливаются, однако динамика возрастает пропорционально скорости воздушного потока.

Демпферная заслонка – удобное приспособление, при помощи которого можно в любой момент откорректировать показатель статического давления. Этот элемент монтируется после проведения расчета прямо перед регулируемой областью.

В заключение стоит отметить, что от статического давления зависит дальнобойность потоков – важный показатель в системах отопления и охлаждения. Правильные расчеты предусматривают разработку воздуховода на базе внешнего кулера.

Также стоит помнить, что потери давления могут быть связаны с загрязнением воздушного рукава, и поэтому его необходимо подвергать стирке. Это правило остается актуальным даже при использовании систем фильтрации.

Также в разделе FAQ вы можете найти ответы на интересующие Вас вопросы, такие как:

• Что представляет собой текстильный воздуховод при выключенном вентиляторе?
• Можно ли использовать текстильные воздуховоды для вытяжки воздуха?
• Каков срок службы текстильных воздуховодов?
• Что делать с воздуховодом, когда он закупорится в результате загрязнения?
• Могут ли текстильные воздуховоды покрыться плесенью?
• Почему PRIHODA не использует более воздухопроницаемые ткани?
• Какие сертификаты имеют текстильные воздуховоды Prihoda
• Соответствуют ли текстильные воздуховоды требованиям пожарной безопасности?

вернуться к списку

Гидравлический расчет, устойчивость и режим сети

В гидравлический расчет сети теплопроводов входит определение диаметров трубопроводов, потерь давления в них, давлений в различных точках сети и выбор оборудования обеспечивающего нормальную эксплуатацию и транспортировку теплоносителя.

Давление

В гидравлических расчетах применяется понятие о давлении газа (воздуха), жидкости, как о силе, приходящейся на единицу площади. Различают давление статическое, динамическое и суммарное, или полное.

• Статическое давление характеризует степень сжатия газа или жидкости. Давление газа, как правило, измеряется в килограммах на 1 м2 или в миллиметрах водяного столба. Давление жидкости, а иногда и газа измеряют в килограммах на 1 см2.Давление отсчитывают от абсолютного вакуума. Абсолютное статическое давление всегда положительное, тогда как избыточное может быть отрицательным.
• Динамическое давление представляет собой кинетическую энергию 1 м3 газа или 1 л жидкости; оно пропорционально квадрату скорости и плотности. Динамическое давление всегда положительное и измеряется в тех же единицах, что и статическое.
• Суммарное (полное) давление, так же как его составляющие, отсчитывается от абсолютного нуля или от а атмосферного давления.При определенных условиях статическое и динамическое давления могут взаимно преобразовываться одно в другое,

Потери в трубопроводах

При движении теплоносителя по трубам на стенках возникает трение, на преодоление которого затрачивается энергия. Этот вид потерь в прямых участках труб нарывают линейными потерями. Существуют два режима течения жидкости: ламинарный и турбулентный. Ламинарным называется режим струйного течения, характеризующийся отсутствием пересечения траекторий отдельных частиц жидкости (газа). Турбулентное течение протекает беспорядочно.

При ламинарном движении потери на трение обусловливаются исключительно вязкостью жидкости или газа. При турбулентном движении потери давления пропорциональны приблизительно второй степени скорости движения.

Потери давления на трение при турбулентном движении во много раз превосходят потери, имеющие место при ламинарном движении. Коэффициент трения при ламинарном движении обратно пропорционален числу Rе.

При больших значениях Re следует пользоваться формулой сопротивления для шероховатых труб (приводится в любой справочной литературе). Вопрос состоит в определении шероховатости трубопроводов.Значения выступов шероховатости рекомендуется принимать:

для каналов из шлакоалебастровых плит равным 1 мм;

для каналов из шлакобетонных плит – 1,5 мм;

для кирпичной кладки – 2,0 мм.

Потери на трение для квадратных и прямоугольны каналов определяют по данным для круглых труб путей замены прямоугольных каналов круглыми трубами с эквивалентными диаметрами (по трению).

Местные потери

При движении теплоносителя в кривых участка труб, в арматуре, фасонных частях и компенсаторах потери давления происходят в основном из-за вихреобразования и удара. Суммарные потери давления в теплопроводах складываются из линейных и местных. При расчете диаметров сети исходят из того, что напор системе должен преодолеть гидравлические сопротивления, возникающие при перемещении по ним расчетного количества теплоносителя: Коэффициенты местных сопротивлений для различных видов оборудования и арматуры тепловых сетей приведены в справочниках По величине давления и потерь выбирают сечение трубопроводов

Рекомендации по выбору труб

При расчете получающиеся диаметры труб следует округлять до стандартных по ГОСТ.

Выполняя расчеты трубопроводов, необходимо стремиться к тому, чтобы на вводах или у отдельных потребителей не было больших избытков давления, так как это может привести к разрегулировке сетей в процессе эксплуатации и отставанию снабжения теплом дальних потребителей вследствие излишнего поступления его в ближайшие участки системы. Кроме того, избыточное поступление тепла в ближние участки приведет к уменьшению перепада температуры между прямой и обратной магистралью.

Под гидравлической устойчивостью сети, по которой транспортируется жидкость или газ, следует понимать способность ее поддерживать стабильность распределения жидкости или газов по отдельным участкам сети, установленного начальной или эксплуатационной регулировкой.

Гидравлическая устойчивость сети определяется отношением гидравлических потерь в отдельных ответвлениях к гидравлическим потерям в трубопроводе (воздуховоде). Чем больше это отношение, тем выше гидравлическая устойчивость сети (системы).

Расход газов или жидкости в сети или в каждом отдельном участке — ветви системы отопления или вентиляции зависит от проводимости последнего (включая регулировочные органы) и напора перед ними. Под проводимостью следует понимать расход газов (жидкости) па данном участке при потере напора 1 кгс/м2.

Устойчивость и конфигурация сети

Все участки-ветви системы связаны между собой магистральным трубопроводом. Если в какой-либо ветви изменится расход, то произойдет изменение давления, а, следовательно, и напора на всех участках системы. В соответствии с этим изменятся и расходы среды, транспортируемой на всех участках.

Если выключить из системы одного потребителя, то напор в целом уменьшится, уменьшится также и давление на магистраль, а свободный напор перед потребителями воздуха увеличится, что будет способствовать некоторому возрастанию расхода воздуха у всех потребителей. При дополнительном расходе воздуха в какой-либо ветвью системы произойдет обратное явление, т. е. у всех ОСТАЛЬНЫХ потребителей расход уменьшится.

Наибольшая разрегулировка потребителей систем произойдет в том случае, когда останется включении только один потребитель. В этом случае падение давления в магистральной сети будет минимальным, а напор перед ветвью приблизится к напору, развиваемому вентилятором.

При этом режиме будет достигнут максимальный расход и устойчивость для одного работающего потребителя, а в целом система будет предельно разрегулированной. Исходя из этих соображений, определяется критерий гидравлической устойчивости сети. Его величина, равная 0,5 условно может быть принята границей между зонами устойчивости и неустойчивости сети.

Застой против статического давления

Стагнация и статическое давление

Определения давления иногда неоднозначны при выполнении расчетов. Программное обеспечение AFT оборудовано для обработки каждого определения, представленного пользователю. Давление застоя также известно как общее давление и учитывает динамическое давление и статическое давление. Это лучше всего представлено трубкой Пито, направленной в направлении потока. Статическое давление не учитывает какого-либо нарастания давления в результате местных скоростей и представлено штуцером давления, перпендикулярным потоку. Назначенные соединения давления позволяют пользователям указать, какое определение давления они хотели бы использовать. Приложения в середине конвейера будут использовать статические свойства, в то время как резервуары или подобные граничные условия лучше всего моделировать со свойствами застоя.

 

Разница между давлением торможения и статическим давлением Когда жидкость течет, она испытывает два вида давления: статическое и динамическое. Статическое давление  это давление в точке жидкости. Это фактическое термодинамическое давление жидкости. Не учитывает расход жидкости.

Давление застоя  — это давление, которое получила бы жидкость, если бы ее останавливали без потери механической энергии. Разница между ними  Динамическое давление  (или скоростное давление), которое является мерой скорости жидкости.

Статическое давление представлено членом P уравнения Бернулли. Сумма статических и динамических давлений, действующих на элемент жидкости, называется застоем или полным давлением.

Ρ stag = Ρ stat + Ρ dynamic

При принятии решения о том, следует ли использовать статическое давление или стагнационное давление, часто возникает путаница. Это часто возникает при определении давления в соединении регулирующего клапана или назначенном соединении давления. Это также возникает при проверке давления на выходе. В чем разница между статическим давлением и давлением застоя? Лучше всего это можно проиллюстрировать, разбив уравнение Бернулли на составляющие.

Уравнение Бернулли утверждает, что для несжимаемого невязкого потока сумма статического давления, динамического давления и гидростатического давления остается постоянной вдоль обтекаемого потока давление торможения представляет собой сумму статического давления и динамического давления

Чтобы лучше проиллюстрировать взаимосвязь между статическим давлением, динамическое давление и стагнационное давление, на видео выше показан дренаж открытого резервуара через трубу под действием силы тяжести. График в видео показывает давление застоя и статическое давление в зависимости от длины потока. Имейте в виду, что давление застоя всегда больше или равно статическому давлению.

Статическое давление в точке 1 равно давлению торможения в точке 1, поскольку скорость или динамическое давление в точке 1 практически равны нулю.

Точно так же статическое давление в точке 2 равно давлению торможения в точке 2, поскольку скорость в точке 2 практически равна нулю. Статическое давление и давление застоя между точками 1 и 2 изменяются только из-за изменения гидростатического давления в точке 3. Для упрощения этого обсуждения мы предположим соединение без потерь, в этой точке наше давление застоя такое же, как и в точке 2.

Однако наше динамическое давление увеличилось из-за придания скорости жидкости. Увеличение скорости означает, что теперь необходимо учитывать динамическую составляющую. Обратите внимание на графике в точке 3, что статическое давление уменьшается. Величина, на которую уменьшается статическое давление, эквивалентна величине динамического давления, возникающего при движении жидкости по трубе из точки 3 в точку 4. Застойное давление уменьшается из-за трения. Эта потеря давления является невосполнимой, в то время как снижение статического давления имеет как восстанавливаемую, так и невосполнимую составляющие.

Обратите внимание, что поскольку жидкость снова проходит через область расширения в точке 4, мы предполагаем, что это компонент без потерь. Статическое давление увеличивается из-за уменьшения скорости жидкости. Стоит повторить, что давление застоя всегда больше или равно статическому давлению.

Обратите внимание, что в точках 3 и 4, где скорость жидкости изменяется, давление торможения не изменяется, за исключением потерь из-за трения. Теперь давайте посмотрим, как это влияет на определение вашей системы. Соединение управляющего клапана — это одно из двух соединений в наборе инструментов, которое требует, чтобы вы задали либо статическое давление, либо давление торможения. Большинство реальных регулирующих клапанов считывают давление в системе с помощью датчика, подключенного к крану сбоку трубы. Если датчик давления не имеет встроенного элемента, такого как датчик pedo 2, показания давления будут по умолчанию возвращать измерение статического давления.

Заданные значения давления регулирующего клапана установлены для контроля статического давления. Назначенное соединение давления — это второе соединение, для которого требуется указать либо статическое давление, либо стагнационное давление. Назначенное соединение давления действует как граница системы. Этот узел не будет уравновешивать массовый поток внутрь и наружу. Вместо этого этот узел будет источником и синхронизацией любого потока, необходимого для поддержания заданного пользователем давления. Определение этого соединения с использованием давления застоя целесообразно при попытке смоделировать большой объем жидкости с незначительной скоростью. Уместно определить это соединение с помощью статического давления. Например, при определении коммерческого учета в трубопроводе, если вы моделируете систему до точки коммерческого учета, вполне вероятно, что в этой точке у вас есть элемент потока и манометр. Затем вы должны либо определить границу вашей системы, используя назначенное соединение потока, либо, предполагая, что встроенный датчик давления отсутствует, вы должны использовать границу системы статического давления.

Не менее важно знать, какие параметры вы просматриваете в выходных данных, если вы сравниваете результаты своей модели с фактическими измерениями давления в вашей системе. Обязательно сравните показания манометра статического давления с выходным параметром статического давления. Динамическое давление — очень полезный выходной параметр для понимания разницы между статическим давлением и давлением торможения, поскольку динамическое давление — это просто давление торможения — статическое давление. Еще одним распространенным источником путаницы является определение границы системы сброса. Как указано в Техническом документе Crane, для 10a k коэффициент 1 следует применять к резкому выходу переходной трубы. При определении давления нагнетания в сочетании с коэффициентом потерь нагнетания возникает путаница. При сбросе в резервуар или большой объем жидкости, где скорость практически равна нулю, eft рекомендует пользователю всегда определять границу системы застоя. Все три системы слева определены одинаково, за исключением границы системы сброса. Для этого простого сравнения мы моделируем воду на высоте 59°.градусов по Фаренгейту. Течет под давлением 20 фунтов на квадратный дюйм через 20 футов 2-дюймовой трубы в основание резервуара глубиной 10 футов. J-10 представляет собой соединение резервуара с отметкой поверхности жидкости 10 футов на вкладке глубины трубы и коэффициента потерь, мы должны найти глубину трубы на 10 футов ниже отметки поверхности, а коэффициент потерь на выходе из трубы K равен 1, чтобы представить резкий выход трубы на кран

J-20 – это назначенный напорный узел, представляющий те же граничные условия, что и j-10. Для этого нам нужно сначала преобразовать 10 футов воды в давление

Поскольку мы предполагаем, что эта граница системы представляет собой большой объем воды с незначительной скоростью, мы определим этот узел, используя стагнационное давление. При определении границы системы с помощью стагнационного давления необходимо вручную учитывать коэффициент потерь. Опять же, эта граница системы будет смоделирована с использованием резких потерь на выходе переходной трубы, как определено Крейном.

Обратите внимание, что результаты этих двух систем одинаковы, за исключением небольшой разницы? Из-за преобразования 10 футов водяного столба в 4,33 фунтов на кв. Опять же, это давление эквивалентно 10 футам водяного столба, однако, когда вы задаете это давление как статическое, вам не нужно учитывать коэффициент потерь на выходе из трубы. Вы можете видеть, что результаты для этой системы такие же, как и для двух предыдущих систем. При моделировании границы системы с использованием статического давления вы фактически учитываете, что K равно одной потере на выходе. Это представляет собой резкий выход переходной трубы, используемый с застойным давлением. Хотя может показаться, что это упрощает процесс моделирования, это может усложнить ситуацию при использовании коэффициента потерь для чего-то другого, кроме резкого выхода переходной трубы. Граничное условие давления застоя упростит вашу модель, если у вас есть коэффициент потерь, отличный от K, равный единице. Если вы планируете оценивать несколько рабочих условий системы, мы подробно рассмотрим взаимосвязь между изменяющимися рабочими условиями системы и определениями границ системы, а также соответствующим образом представим измерения давления в будущем учебном пособии.

 

 

 

Разница между статическим давлением, динамическим давлением и полным давлением?

Промышленные вентиляторы

Центр знаний

Невозможно определить размеры вентилятора, пока неизвестны следующие четыре параметра:

• Объемный расход, необходимый для применения
• Общее давление, создаваемое вентилятором
• температура на входе
• Способ подключения вентилятора к системе

 

Можно легко определить объемный расход, температуру и подключение.  Однако суммарный прирост давления нуждается в дополнительных пояснениях, особенно в связи с методом соединения.
 

Общий прирост давления

Общий прирост давления представляет собой разницу между полным давлением на входе (1) и на выходе (2) вентилятора. Это давление вызывает воздушный поток.

Ниже мы увидим, что общий прирост давления зависит от способа подключения.

Что такое общее давление?

Полное давление представляет собой сумму всех статических и динамических давлений.

 

Что такое статическое давление?

Статическое давление — это давление, оказываемое воздухом на стены, перпендикулярные воздушному потоку. Он соответствует сумме всех перепадов давления в системе воздуховодов и ее компонентах.

Что такое динамическое давление?

Динамическое давление — это кинетическая энергия воздуха, проходящего через вентилятор. Наносится на стены, препятствующие воздушному потоку. Это динамическое давление напрямую зависит от воздушной скорости (с) и может быть рассчитано как:

 

Как видите, динамическое давление также зависит от плотности и, следовательно, от температуры. Плотность рассчитывается как:

 

p = атмосферное давление (стандартное 101325 Па)
R = газовая постоянная для воздуха (287 Дж/(кг·K)
T = температура в Кельвинах (= 273,15 + t в °C)

Из приведенных выше соотношений можно вывести следующее уравнение: 

Поскольку статическое давление на входе можно рассматривать как вакуумметрическое давление, его можно рассчитать как отрицательное 9. 0005

 

Суммарное давление в зависимости от способа подключения

Способ подключения напрямую влияет на прирост общего давления.

Способ подключения A

Вентилятор имеет открытый вход и выход.

Способ подключения B 

Вентилятор имеет открытый вход и соединенный выход.

Способ подключения C

Вентилятор имеет соединенный вход и открытый выход.

Способ подключения D

Вентилятор подключен с обеих сторон.

 Как указано выше, общий прирост давления рассчитывается как:

Для двух из четырех способов подключения его можно упростить.

В случае метода B вход открыт. Как следствие, мы можем считать:

В случае метода С выход открыт. Как следствие, мы можем рассмотреть:

 

Если поверхность на входе равна поверхности на выходе, оба динамических давления одинаковы и аннулируют каждое:

Заключение

Важно знать положение, в котором построен вентилятор, и знать конструкцию вентилятора (размеры на входе и выходе), потому что это определяет, будет ли статическое давление меньше, равно или выше, чем общее давление.