Чем измерить расход воздуха в трубе
Измеряем расход воздуха
При большой площади сечения выходящей воздушной трубы скорость воздуха вверху, внизу и в центре может быть различной. В этом случае выполняют сканирование анемометром перед батареей, но данный способ не гарантирует высокой точности измерения, поскольку прибор приходится постоянно перемещать и в это время сложно сохранять перпендикулярность к продольной оси батареи и обеспечить плотное прижатие (рис.41.2).
Данный метод также способствует появлению зон, в которых скорость сильно отличается от средней, и результат измерений остается только приблизительным. Поэтому метод сканирования используется для небольших батарей и только с обеспечением достаточной точности измерения.
При значительной площади батареи лучше мысленно ее разделить на несколько небольших участков, по площади равных крыльчатке прибора. В нашем примере (рис.41.3) мы разделим ее на 9 равных частей. Измерив скорость воздуха на каждом из участков, выполняем усреднение результатов, в результате чего получаем среднюю скорость воздуха Vm, который проходит через батарею.
Теперь чтобы рассчитать объемный расход воздуха нам необходимо знать размеры трубы – ширину l и высоту h:
Qv (м3/с)= vm (м/с)х l (м)х h (м)
Для получения расхода в м3/ч необходимо перемножить полученный результат на 3600:
Qv (м3/ч)= Qv (м3/с)х3600
После выполнения этих несложных расчетов ремонтнику следует сопоставить полученные значения с номинальным расходом и сравнить результаты.
Проведение измерения
Счетчик отключают от крыльчатки и помещают на батарею в положение 1 (рис.41.3). После того как крыльчатка набрала скорость, включают анеометр так, чтобы запустить счетчик и хронометр. Как только хронометр показал 20 с, его перемещают в положение 2 и через равный интервал (20 с) в остальные положения. Через 180 с (9 положений) анеометр выключают и останавливают показания счетчика и хронометра. Допустим, показания на счетчике составляет 601 м, это значит, он набрал 601-115=486 м за 180 с. Средняя скорость составит 486/180=2,7 м/с.
Если взять высоту равную 60 см и ширину 65 см, то часовой расход составит:
Примечание. Необходимо внимательно проверять отчеты, исключая ошибки, а также следить за последовательностью получения данных. Допустим, расход для батареи 60х65 см в 368 м3/час был бы подозрительно маленьким, а 36800 м3/час слишком большим.
Для установок искусственного климата, необходимо учитывать, что расход воздуха через испаритель составляет 700 м3/час на каждый киловатт мощности компрессора.
Как проводить измерение расхода воздуха в воздуховоде?
Экологически чистая атмосфера является важнейшим фактором нормальной жизнедеятельности человека. Поэтому сегодня такое большое значение придается эффективным системам вентиляции и кондиционирования воздуха.
Современная система вентиляции и кондиционирования в помещениях позволяет организовать комфортную жизнедеятельность человека.
Успешная долговечная эксплуатация таких систем невозможна без их качественной настройки и постоянного техобслуживания. Определению эффективности оборудования служат также регулярные измерения различных параметров работы, в том числе и измерение расхода воздуха в воздуховоде. Для этой важной операции разработаны различные методики и приборы.
Для чего необходимо проводить измерение расхода воздушной массы?
Схема вентиляции и кондиционирования в жилом помещении.
Течение воздуха по системе проветривания осуществляется при определенной скорости, на которую влияют многие факторы. Данный параметр, зависящий от конструкции и сечения вентиляционных каналов, является ключевым критерием для выяснения величины расходования воздуха в воздуховоде. Средняя скорость исчисляется на основе замеров уровня динамического давления.
При этом следует учитывать, что измерение реальной скорости воздуха имеет решающее значение для чистых жилых комнат, которые снабжаются однонаправленным воздушным потоком. В то же время фиксация уровня расхода воздуха является первостепенной операцией для жилых зон с разнонаправленными потоками воздуха.
Целью замеров расхода воздушной массы, перемещающейся в воздуховоде в чистые жилые помещения, является фиксация объема этой массы, прибывающей внутрь комнаты в единицу времени.
Измерения в воздуховоде производятся через специальное технологическое отверстие, точно соответствующее диаметру зонда.
Расход замеряется либо после воздушных фильтров (решеток), либо непосредственно в воздуховоде. В обоих случаях производится измерение скорости движения воздушной массы и учитывается площадь сечения трубы.
Для качественных замеров выбирается достаточно ровный и прямой отрезок трубы. Длина данного участка не может быть меньше 4-5 размеров диаметра после точки местного сопротивления. Вместе с тем до следующего местного сопротивления должно быть 2 или более диаметра канала.
Для фиксации средней скорости воздуха в воздуховоде следует произвести несколько измерений. Их количество зависит от диаметра круглой трубы или от размера сторон прямоугольного канала.
Типы измерителей расхода и скорости воздушного потока
При наладке вентиляционных систем возникает вопрос, какой именно контрольно-измерительный прибор задействовать для замеров скорости воздуха и его расхода в воздуховоде. Следует отметить, что на данный момент рынок специальной аппаратуры для измерения характеристик вентиляции предлагает большое количество самой разнообразной техники, которая учитывает многие факторы естественного и искусственного проветривания помещений.
В частности, при выборе оптимального инструмента необходимо знать, где именно – на вентиляционной входной решетке или прямо в воздуховоде – будут проводиться измерения. Еще важно знать, какие скорости движения воздуха допускаются в трубе, каковы допустимые температура и уровень запыленности вентиляционного канала.
Наиболее популярными типами таких приборов являются следующие:
Конструкция крыльчатого анемометра.
Измерение расхода на входной вентиляционной решетке воздуховода
Схема рабочих датчиков телескопического зонда.
Наилучшим образом можно осуществить точные замеры объемного расхода воздуха, используя в указанном месте любой подходящий анемометр или термоанемометр. При этом специалисты рекомендуют обратить особое внимание на анемометр, снабженный достаточно большой крыльчаткой. При своем диаметре от 60 до 100 мм она вполне сопоставима с габаритами решетки. Благодаря такому прибору можно достичь оптимального результата при минимальном количестве замеров.
Вместе с тем упростить процесс измерения и одновременно минимизировать возможные погрешности можно и с помощью дополнительных приспособлений, таких как, например, воронка. Эта несложная по конструкции принадлежность дает возможность проводить более точные измерения всего за один замер, что, как нетрудно догадаться, значительно экономит время работника. Получить доступ для замеров в труднодоступных местах позволит также применение специального телескопического зонда (удлинителя зонда).
При выборе для работы того или иного оборудования рекомендуется отдавать предпочтение тем приборам, которые имеют опции автоматического исчисления объемного расхода воздуха и определения усредненных показателей по времени и числу замеров. Если у прибора отсутствуют указанные функции, оба этих параметра придется определять своими силами.
Организация замеров расхода воздуха в воздуховоде
Процесс замера скорости воздуха с помощью зонда.
Прежде чем начать измерение непосредственно в воздуховоде, необходимо убедиться в том, что в стенке трубы имеется рабочее отверстие, предназначенное для контрольно-измерительных операций. Его диаметр должен точно соответствовать диаметру зонда.
Важно точно выбрать и место для замеров. В частности, указанное отверстие следует просверлить на прямом отрезке воздуховода, длина которого должна составлять не менее 5 диаметров трубы. При этом само отверстие надо располагать таким образом, чтобы расстояние до него равнялось 3 диаметрам, а после него – 2 диаметрам воздуховода.
В отличие от замеров на вентиляционной решетке, при измерении расхода воздуха внутри воздуховода рекомендуется применять крыльчатые анемометры с крыльчаткой небольшого диаметра (16-25 мм). Для данной операции используются также термоанемометры и дифференциальные манометры, снабженные пневмометрической трубкой.
Здесь следует отметить, что дифференциальные манометры не подходят для проведения замеров в воздуховодах, по которым проходит воздушная масса с заведомо невысокой скоростью (менее 2 м/сек). В этом случае необходимо воспользоваться термоанемометром или крыльчатым анемометром.
В случае достаточно высокого расположения воздуховода в помещении (например, под потолком комнаты) рекомендуется воспользоваться зондом с телескопической ручкой либо удлинителем зонда. Если при измерениях используется пневмометрическая трубка, то выбирать ее длину следует заранее, учитывая высоту точки измерения.
Несколько полезных советов по правильному использованию приборов
Если воздушный поток в воздуховоде характеризуется повышенным уровнем запыленности, термоанемометр и трубку Пито в таком случае лучше не применять. Так как отверстие в трубке, которое принимает суммарное давление потока, имеет маленький диаметр, при воздействии загрязненного воздуха оно может быстро засориться.
Термоанемометры не подходят для работы в условиях высоких скоростей воздушного потока (более 20 м/сек). Дело в том, что основной термодатчик, который характеризуется повышенной чувствительностью, под сильным давлением воздуха может просто разрушиться.
Использование контрольно-измерительных приборов для определения расхода воздуха должно осуществляться строго в номинальных температурных диапазонах, указанных в паспортах приборов.
В газоходах (воздуховодах, в которых протекает в основном нагретый воздух) рекомендуется использовать пневмометрические трубки, корпус которых изготовлен из нержавейки. Использование в указанных трубах оборудования с компонентами из пластика нежелательно по причине возможной деформации корпуса под воздействием высоких температур.
Проводя замеры скорости и расхода воздуха, надо следить, чтобы чувствительный датчик зонда был всегда сориентирован точно навстречу воздушному потоку. Несоблюдение данного требования ведет к искажению результатов измерений. Причем искажения и неточности будут тем значительнее, чем больше будет степень отклонения датчика от идеального положения.
Таким образом, правильный выбор контрольно-измерительных приборов для определения расхода воздушных масс в воздуховоде и их надлежащее применение во время работы позволит специалистам составить объективную картину вентиляции помещений. Особую важность этот аспект приобретает, когда речь идет о жилых помещениях.
Измерение воздушного потока
Приборы для измерения параметров воздушного потока в вентсистемах и газоходах.
При контроле работы отопительного оборудования и наладке систем вентиляции возникает вопрос: какой прибор использовать для измерения в воздуховодах (газоходах) таких параметров воздушного потока, как скорость и объемный расход?
На рынке представлено большое количество приборов: крыльчатые анемометры с различными диаметрами крыльчаток, термоанемометры, дифференциальные манометры с различными пневмометрическими (напорными) трубками, комбинированные приборы и так далее. Выбор прибора зависит от того, где проводятся измерения – на вентиляционной решетке или непосредственно в воздуховоде (газоходе), каков диапазон скоростей, температура, запыленность. В этой статье приводятся принципиальные различия между приборами, а также даны советы по выбору приборов в зависимости от задачи наладчика. Технические характеристики приведенных в статье приборов указаны приблизительно, так как существует множество моделей с различными параметрами.
Конструктивные особенности приборов
На рис. 1 показана линейка приборов для измерения параметров воздушного потока на примере одной из фирм-производителей, в порядке перечисления: термоанемометр, крыльчатый анемометр, дифференциальный манометр, пневмометрические трубки, комбинированный прибор со сменными зондами, воронки для определения объемного расхода.
Дифференциальный манометр (дифманометр) с напорной трубкой
При прохождении через струну потока воздуха она охлажда-ется, и меняется ее сопротивление, кото-рое пропорционально скорости воздуха.
Скорость определяется по числу оборотов вращающейся под действием потока воздуха крыльчатки.
Напорные трубки (Пито, НИИОГАЗ и др.) имеют два канала, соединяемые шлангами со штуцерами дифманометра. Они воспринимают полное и статическое давление в воздуховоде, по которым прибор измеряет динамический напор, на основе которого вычисляются скорость потока и объемный расход.
Воздуховоды, решетки, аттестация рабочих мест. Приме-няется в основном для измерения малых скоростей
Приблизи-тельный диапазон измерения
от 0,2 … 0,6 м/с
до 15 … 40 м/с
2-4 … 20-100 м/с
Скорость потока в соответствии с ГОСТ 17.2.4.06-90 должна быть не менее 4 м/с.
На практике минимальная скорость может быть от 2 до 10 м/с в зависимости от диапазона измерения давления.
Максимальная скорость ограничивается конструктивными особенностями трубки и техническими средствами проведения поверки.
Относительная погрешность по скорости
Средняя рабочая температура зонда (трубки)
Примечание. Функция усреднения, расчета объемного расхода, а в случае с дифманометром и функция расчета скорости могут быть заложены в прибор или отсутствовать.
Примечание. Дифференциальный манометр чаще всего более надежный и доступный прибор, нежели анемометры.
 |  |  |  |  |  |
|---|---|---|---|---|---|
| Рис. 1. Приборы измерения воздушного потока | |||||
Комбинированный (многофункциональный) прибор – совокупность перечисленных в таблице выше приборов. Представляет собой измерительный блок с возможностью подключения различных зондов: пневмометрических трубок, зондов-крыльчаток, термоанемометров, зондов скорости вращения, зондов температуры и влажности и др.
Воронки используются совместно с анемометрами для измерения объемного расхода на вентиляционных решетках и диффузорах. С воронками процесс измерения становится проще и точнее, т.к. проводится один замер, а не несколько в случае работы только с анемометром с последующим усреднением результатов. Необходимо, чтобы воронка полностью накрывала решетку (диффузор), то есть размер и форма воронки должны соответствовать размеру и форме решетки (диффузора). При использовании воронки в прибор вносится ее коэффициент, поэтому чаще всего анемометр можно использовать только той фирмы, которая производит и воронки к нему.
Примечание. Когда задача наладчика состоит из измерения нескольких параметров (например, давление, скорость, влажность, температура), удобнее всего воспользоваться комбинированным прибором, но это далеко не всегда дешевле, чем приобрести по отдельности дифманометр, анемометр, гигрометр и т.п.
Ограничения по использованию приборов.
Не рекомендуется использовать термоанемометры и трубки Пито для измерения в потоках воздуха с большой запыленностью, а термоанемометры также и в высокоскоростных потоках (более 20 м/с). В трубках Пито отверстие, воспринимающее полное давление, небольшого диаметра, и оно может засориться. А в термоанемометре может порваться чувствительный элемент – «обогреваемая струна». Большая запыленность может быть, например, при производстве цемента, муки, сахара, в металлургии, при наладке вентсистем в период строительства и др.
Нежелательно использование приборов вне диапазонов рабочих температур для измерительного блока и зондов. При высоких температурах рекомендуем использовать пневмометрические трубки из нержавеющей стали или высокотемпературные крыльчатки из специальных сплавов, нежели скоростные зонды, изготовленные с пластиковыми элементами. Например, при измерениях в газоходах, где чаще всего преобладают высокие температуры.
При проведении замеров необходимо, чтобы чувствительный элемент зонда был направлен строго навстречу потоку воздуха. При отклонении от этой оси увеличивается погрешность измерений, причем, чем больше угол отклонения, тем больше погрешность.
Измерение скорости потока и объемного расхода на вентиляционной решетке.
Для проведения измерений можно использовать любой анемометр или термоанемометр, но замеры будут быстрее, правильнее и точнее, если использовать анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм, т.к. в этом случае диаметр крыльчатки будет сопоставим с размерами решетки. Для упрощения измерений и уменьшения погрешности можно использовать воронку вместе с прибором. Если необходимо проводить замеры в труднодоступных местах (например, под потолком), можно использовать либо телескопический зонд, либо зонд с удлинителем.
Анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм – наиболее подходящий прибор, так как с ним проводится минимальное количество измерений, что дает более точный результат и минимум затраченного времени.
Анемометр с крыльчаткой малого диаметра D=16-25мм и термоанемометр. При использовании этих приборов необходимо провести большее количество измерений, нежели при использовании анемометра с крыльчаткой большого диаметра. Это занимает больше времени, а также уменьшает точность измерений ввиду того, что увеличивается вероятность отклонения от оси измерений при каждом замере.
При использовании любого из вышеперечисленных приборов желательно, чтобы он имел функцию расчета объемного расхода, а также усреднения по времени и количеству замеров. В противном случае придется эти значения рассчитывать самостоятельно. Для начала необходимо провести измерения скорости потока в нескольких точках, распределенных по решетке, например, как показано на рис. 2, после чего рассчитывать среднюю скорость по формуле:
Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке (решетки).
Анемометры с функциями расчета и усреднения облегчают работу наладчика – автоматизируют процесс расчета значений параметров воздушного потока, хотя измерения по точкам сечения все равно приходиться проводить, а также вводить в прибор площадь сечения.
Рис. 2. Распределение точек замеров в прямоугольном и круглом сечении воздуховода (решетки) по ГОСТ 12.3.018-79.
Воронки и другие принадлежности. При использовании прибора с воронкой отпадает необходимость проведения множества замеров, что дает более точный результат измерений и экономит время. Проводится всего лишь один замер. В случае с диффузором без воронки вообще очень трудно обойтись. После установки воронки с анемометром на вентиляционную решетку (диффузор), как показано на рис. 3, однородный поток воздуха будет устремлен прямо на чувствительный элемент прибора, благодаря чему будет измерена средняя скорость. Анемометры с функцией расчета объемного расхода отображают его автоматически. При этом надо учесть, что у каждой воронки есть свой коэффициент преобразования, который необходимо предварительно ввести в прибор. Если прибор не рассчитывает объемный расход, то его можно вычислить самостоятельно по формуле:
Иногда замеры необходимо производить в труднодоступных местах, когда решетки находятся на потолке или сразу под потолком. В этих случаях, чтобы не пользоваться стремянкой, можно использовать зонды с телескопической рукояткой или удлинители зондов.
Рис. 3. Установка воронки на вентиляционную решетку
Измерение скорости потока и объемного расхода непосредственно в воздуховоде (газоходе).
Перед работой надо убедиться, что в стенке воздуховода есть отверстие, диаметр которого соответствует диаметру измерительного зонда. Необходимо, чтобы это отверстие было на прямом участке воздуховода, так как в этом случае воздушный поток максимально однороден. Прямой участок должен быть длиной не менее пяти диаметров воздуховода. Точка замера выбирается с условием, что до нее должно быть расстояние, равное трем диаметрам воздуховода, и после нее – двум диаметрам.
Для проведения замеров используются термоанемометры, крыльчатые анемометры с малым диаметром крыльчатки D=16-25 мм и дифференциальные манометры с пневмометрическими трубками. Если в воздуховоде бывают малые скорости ( 80°С) используются высокотемпературные крыльчатки.
Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.
При использовании анемометров в зависимости от того, есть ли у прибора функция расчета объемного расхода и функция усреднения по времени и количеству замеров, искомые значения средней скорости и объемного расхода либо рассчитывает прибор, либо вычисляются самостоятельно по указанным выше формулам.
Дифференциальные манометры с пневмометрической трубкой используются при высоких температурах (> 80°С) и/или скоростях более 2 м/с. Приборы можно условно разделить на две группы: одни измеряют только перепад давлений (динамический напор), другие еще имеют функцию усреднения и рассчитывают скорость потока и объемный расход. Обращаем внимание, что у пневмометрических трубок, также как и у воронок, есть коэффициенты, которые также предварительно необходимо ввести в прибор. Кроме того, в прибор также надо вводить площадь сечения воздуховода и температуру потока. Можно использовать дифманометры с автоматическим каналом ввода температуры и пневмометрические трубки со встроенной термопарой для упрощения вычислений. Не советуем использовать пневмометрическую трубку Пито в запыленных потоках, в этом случае лучше проводить измерения горячей струной
Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.
Для дифманометров из первой группы, которые не имеют функции расчета скорости потока и объемного расхода (например, ДМЦ-01О), упрощенные формулы для расчета искомых значений приведены ниже. Точные формулы с расчетом плотности среды в общем случае см. в ГОСТ 17.2.4.06-90.
Динамический напор, измеряемый прибором:
Pd = Pt – Ps [Па или мм вод.ст.], где Pt – полное давление, Ps – статическое давление.
Скорость потока в точке замера:
— для Pdi в [Па] и
— для Pdi в [мм вод.ст.],
где Pdi – динамический напор в точке замера, Тр [°С] – температура
среды, Кт – коэффициент пневмометрической трубки.
Среднее значение скорости потока:
Объемный расход:
Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке.
Блок-схема выбора прибора.
Популярные приборы.
Наша компания на протяжении более 20 лет профессионально занимается приборами для измерения параметров воздушного потока: поставка, продажа, поверка, ремонт. Мы готовы проконсультировать и помочь в выборе прибора. Но из множества приборов, представленных на рынке, хотелось бы выделить наиболее популярные по итогам продаж. По мнению наших многочисленных клиентов, именно эти приборы имеют хорошие показатели по отношению «цена / качество».
Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге
Решения для жизни и работы!
Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.
Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.