info@matlabiran.ir

خانه » کتاب آموزشی » اندازه گیری فشار در کانال های تهویه

اندازه گیری فشار در کانال های تهویه

مسلما مهندسین و تکنیسین های که در صنعت تهویه مطبوع فعالیت دارند در کارهای خود بارها با انواع وسایل اندازه گیری سر و کار پیدا می کنند. می دانیم هدف از به کار گیری فرایند تهویه مطبوع در داخل ساختمان ها تامین شرایط راحتی افرادی است که به منظور زندگی، کار و… در آن ساختمان حضور دارند. برای دست یابی به بهترین شرایط، مهندسین و تکنیسین محترم کیفیت هوا باید بطور منظم و با دقت زیاد عملکرد فرایند و متغیرها تهویه را بررسی و اندازه گیری کند.به امید خداوند قصد دارم در یک سری مقالات دنبال دار دوستان تهویه کار را بیشتر با مباحث اندازه گیری آشنا کنم انشا ا… این قسمت را با اندازه گیری جریان هوا در کانال شروع می کنیم.

اندازه گیری جریان هوا در کانال

بی شک مهندسین و کمک مهندسین تهویه مطبوع می بایست با فرآیند جابجایی هوا از یک ناحیه به ناحیه دیگر و روش ها ی اندازه گیر آشنا باشید. می دانیم اگر سرعت هوا در کانال بیش از حد زیاد باشد این امر باعث ایجاد سر و صدا و محیطی نا مطلوب در محیط تهویه خواهد کرد. از طرفی اگر مقدار هوا انتقالی به محیط خیلی زیاد یا کم باشد این امر باعث سرد و گرم شدن محیط خواهد شد.این شرایط محیط نامطلوب و نا مناسبی را تهویه ایجاد خواهد کرد. لذا بهتر است همه مهندسین تهویه با روش ها محاسبات سرعت حرکت هوا و مقدارآن آشنا باشند.

اندازه گیری جریان هوا در کانال

اندازه گیری جریان هوا در کانال

تعیین CFM در کانال اصلی و انشعابات آن یکی از قسمت های اصلی TAB )آزمون تنظیم و متعادل سازی( است. مهندسین تهویه می بایست به کیفیت هوای داخلی) IAQ( بسیاراهمیت دهند، زیرا مشکلات IAQ اغلب در گردش هوا در محیط تهویه مطبوع قرار دارد، لذا مهندسین تهویه باید با اندازه گیری جریان در کانال نسبت به رفع آنها اقدام کند.

چرا هوا جریان می یابد

سیستم آب در خانه ها معمولا تحت فشار حدود 4 بار ) psi 58 پوند بر اینچ مربع ( است، وقتی که آب در قسمتی باز می شود، فشار خط در شیر آب به صفر کاهش و همین امر باعث به جریان یافتن آب می شود. هوا نیز مثل آب یک سیال است و به همین خاطر در صورت وجود اختلاف فشار از یک قسمت به قسمت دیگر جریان می یابد. در یک کانال هوا فشار زیاد به فشار کم جاری می شود.

افزایش فشار در فرایند تهویه مطبوع توسط بادزن ایجاد می گردد. اختلاف فشار و مقاومت فرایند، مقدار هوای جاری در کانال را تنظیم می کنند، هر چقدر اختلاف فشار بیشتر باشد، سرعت و مقدار هوا جاری در کانال بیشتر می شود.

اما قبل از ورود به بحث بهتر است برای درک بهتر به مرور و بررسی چند واژه اشاره داشته باشیم.

فشار اتمسفر  Atmospheric Pressure

سیاره ما توسط گازهای مختلف اتمسفر تا ارتفاع 50 مایل)تقریبا80 کیلومتر( سطح کره را فرا گرفته است. گاز های که اتمسفر را تشکیل می دهند دارای مولکولهای هستند که در هرسوی در حالت حرکت هستند ولی این جنب و جوش و حرکت در محدوده 50 مایل ارتفاع ودر محدوده نیروی جاذبه زمین است. وزن این مولکولها فشاری را به سطح زمین وارد می کند که به فشار اتمسفر معرف می باشد.

فشار اتمسفر

فشار اتمسفر

این فشار در سطح دریا بیشتر است و معمولا psia7/14 در نظر گرفته می شود، اما با افزایش ارتفاع از سطح دریا این فشار کاهش می یابد.

فشار در سطح دریا

فشار در سطح دریا

افزایش فشار با ارتفاع از سطح دریا

افزایش فشار با ارتفاع از سطح دریا

فشار نسبی همان فشاری که با استفاده از یک فشار سنج اندازه گیری می شود. بر روی اکثر و سایل اندازه گیری فشار تنها عبارت PSI حک می شود، ولی توجه داشته توجه داشته باشید که فشاری که توسط این فشار سنج ها اندازه گیری می شود ف همان فشار نسبی(PSIG) است.

فشار مطلق

به مجموع فشار جو و فشار نسبی فشار مطلق گفته می شود. همانطور که قبلا بدان اشاره داشتیم فشار در سطح دریا psi 7/14 است. بنابر این در سیستمی که در سطح دریا نصب شده و در حال کار است، اگر فشار کار کرد توسط فشار سنج psig22 را نشان می دهد، می توان گفت که فشار مطلق آن psiA 7/36

 22 + 14/7 =36/7 psiA

واحد های اندازه گیری

 اینچ آب نسبی(“wg): این واحد معمولا برای اندازه گیری فشار هوا در داخل کانال ها و یا اختلاف فشار های جزئی در داخل لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد.

فوت آب یا H2O ft: این واحد عمدتا برای اندازه گیری فشار آب در داخل لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد و مبنای آن نیز فشار ایجاد شده توسط ستون آب است. این واحد گاهی به نام هد و یا فشار سر نیز عنوان و مورد استفاده قرار می گیرد.

پوند بر اینچ مربع(psi): این واحد معمولا برای اندازه گیری فشار جو، فشارآب در لوله و یا گاز در یک فرایند مورد استفاده قرار می گیرند.

این واحدها تبدیل را بخاطر بسپارید

 Wg” = 0.04 psi = 0.09 H2O

 1 ft water = 0.04 Psi

 1 psi = 2.31 ft water

برای اندازه گیری فشار مطلق می توان از بارومتر استفاده کرد

بارومتر

بارومتر

فشار نسبی

فشار نسبی

اندازه گیری CFM

تعیین CFM در کانال، انشعابات و خروجی یکی از قسمت های اصلی آزمون تنظیم و متعادل سازی ) TAB( است. می دانیم مقدار جریان هوا در کانال مستقیما معمولا اندازه گیری نمی شوند مگر با استفاده از هود های جریانی که متاسفانه در ایران ما چندان یافت و مورد استفاده قرار نمی گیرد.لذا بهتر است با استفاده از سایر وسایل دیگر اندازه گیر نسبت به محاسبه آن اقدام کرد، یعنی

  • با اندازه گیری فشار سرعتی
  • بدست آوردن میانگین فشار سرعتی
  • استفاده از معادله سرعت × مساحت = CFM

اما قبل پرداختن به فشار سرعتی بهتر است با فشار استاتیک آشنا شویم.

فشار استاتیک

همانطور که قبلا بدان اشاره داشتیم، محیطی که ما در آن زندگی می کنیم فشار حدود psia 7/14 بر روی بدن ما و تمام اجسام محیط ما ایجاد می کند، این فشار را می توان فشار استیک نامید، استاتیک یعنی بدون وجود حرکت.در فرایند تهویه مطبوع هوای رانده شده توسط بادزن بر کناره های کانال باعث وارد کردن فشار به آن می شود، این فشار را فشار استاتیک می نامند، این فشار را معمولا با Ps مشخص می کند.

فشار استاتیک

فشار استاتیک

توجه به فشار استاتیک هنگام ساخت کانال مسئله مهمی است، فشار استاتیک خیلی زیاد موجب شکم دادن دیواره کانال می شود.

فشار سرعتی

با وزیدن باد، بدن ما با یک فشار اضافه بنام فشار سرعتی روبرو می شود، اما در فرایند تهویه ومطبوع به فشار ناشی از حرکت هوا در کانال را فشار سرعتی می نامند، این نیرو در جهت حرکت هوا ایجاد می شود و معمولا با Pv مشخص می شود.

فشار سرعتی

فشار سرعتی

فشار سرعتی

فشار سرعتی

فشار کل

فشار کل در کانال، مجموع فشار استیک و فشار سرعتی است، یعنی ما در کانال های تهویه با سه نوع فشار سر و کار داریم.

فشار کل در کانال

فشار کل در کانال

  • فشار استیک Ps فشار روی دیواره های کانال
  • فشار سرعتی Pv فشاری که ناشی از حرکت هوا در کانال است
  • فشار کل PT فشار کلی هوا است که برابر با حاصل جمع فشار استاتیک Ps فشار سرعتی Pv است.

 PT = Ps + Pv

 تغییرات فشار در کانال

در مبحث اندازه گیری فشارهای استاتیک، سرعتی و کل در کانال ما با پدیده ای به نام مقاومت روبرو هستیم، که ضمن الزام به آشنای باید با روش های اندازه گیری و محاسبات آن نیز آشنا باشیم. یک بادزن را در نظر بگیرید که در ابتدای یک کانال 5 متری مستقیم و غیر قابل نفوذ در برابر هوا قرار گرفته است. در چنین شرایطی بی شک مقدار هوا برحسب CFM )فوت مکعب در دقیقه( در ورودی و خروجی این کانال با هم برابرمی باشند.

 حال اگر طول این به 100 متر اضافه گردد، در این شرایط مقدار هوا CFM در انتهای و خروجی کانال دیگر با قسمت ورودی به آن یکسان نخواهد بود، حال اگر به اضافه کردن طول کانال همینطور ادامه دهیم به نقطه ای خواهیم رسید که مقدارهوای CFM از کانال بسیار کم خواهد شد، اگرچه فشار سرعتی در خروجی و ورودی همچنان ثابت باقی خواهد ماند د ولی فشار کل که مچموع فشار سرعتی و فشار استاتیک است کاهش می یابد.

این کاهش CFM که به همراه کاهش فشار استاتیک است به علت وجود مقاومت کانال در برابر جریان هوا است. مقاومت در برابر حرکت هوا در کانال به علت افت های اصطکاکی و دینامیکی ناشی از آشفتگی جریان در کانال می باشد.

منظور از آشفتگی جریان، هرگونه تغییر در جهت یا سرعت حرکت جریان هوا است.

تغییرات فشار در کانال

تغییرات فشار در کانال

افت های اصطکاکی

وقتی که آب در یک رود خانه جریان می یابد، با تماس پیدا کردن آب با کف رودخانه ایجاد اصطکاک می نماید، وجود همین اصطکاک باعث می شود آب کف و اطراف رودخانه آهسته تر از آب در مرکز رودخانه حرکت کند.در کانال هوا نیز جریان هوا در آن باعث می شود فشار استاتیک،هوا را به کناره های کانال بفشارد. فشردن و یا مالش هوا به کناره های کانال موجب بروز اصطکاک می شود. این اصطکاک موجب افت در فشار استاتیک می شود، به این افت،افت اصطکاکی می گویند.همانطور که در نمودار ملاحظه می کنید فشار کل درابتدای خروجی بادزن ) نقطه A(بیشترین مقدار را به خود اختصاص می دهد،اما با خاطروجود افت اصطکاک فشار کل در انتهای کانال (نقطه B) کاهش و برابر با فشار سرعتی می گردد.

افت های اصطکاکی

افت های اصطکاکی

افت های دینامیکی

همیشه در جریان آب جاری در یک رودخانه مقداری آشفتگی وجود دارد. تکه های سنگ های بزرگ یا ریشه درختان موجب چرخش آب اطراف آن می شوند.

وجود خمیدگی های تند در سر راه جریان موجب وجود گردباد می شوند، همه این عوامل موجب آشفتگی جریان آب آرام می شوند. جریان هوا در کانال دقیقا به همین شکل حرکت می کند، وجود تیغه های و شبکه ها سر راه هوا موجب گردبادها و چرخانه ها در هوا می شوند. یک زانویی موجب شکستگی مسیر حرکت هوا می شود و همین امر باعث نوعی آشفتگی در جریان هوا می گردد.

افت های دینامیکی همچنین می تواند به علت وجود کویل ها، دوخم ها و تبدیل های باشند که در فرایند کانال کشی مورد استفاده قرار می گیرند باشند که هر کدام از آنها نوبه خود در تغییر سرعت یا جهت حرکت هوا و ایجاد آشفتگی نقش مهمی ایفاء می کنند. معمولا طراحان کانال از جدولی خاص جهت محاسبه و تخمین افت دینامیکی در اتصالات استفاده می کنند.

افت های دینامیکی ناشی از تغییر ابعاد کانال

هر تغییری در ابعاد کانال باعث تغییر سرعت در کانال می گردد، لذا می توان گفت که هر گونه تغییر در ابعاد کانال می تواند منجر به ایجاد افت دینامیکی در آن گردد.جریان هوا را را می توان با جریان حرکت آب در رودخانه مقیاس کرد،وقتی که محل آب باریک می شود آب سریعتر حرکت می کند و وقتی که این مسیر عریض می گردد، سرعت آب کاهش می یابد. به همین صورت اگر اندازه کانال کوچکتر شود سرعت FPM (فوت در دقیقه) و فشار فشار سرعتی Pv ناشی از آن افزایش می یابند. حال اگر دهانه کانال افزایش یابد، سرعت و در نتیجه فشار سرعتی آن کاهش می یابد. بر اساس این معادله

سرعت × مساحت = مقدار هوا (CFM)

 اگر مقدار هوا ثابت بماند، با افزایش مساحت کانال، سرعت باید کاهش و با کاهش مساحت کانال سرعت افزایش می یابد. برای درک بهتر است شکل زیررا مورد بررسی قرار دهیم.همانطور که نمودار نشان می دهد.

افت های دینامیکی ناشی از تغییر ابعاد کانال

افت های دینامیکی ناشی از تغییر ابعاد کانال

  • در نقطه A چون هیچ گونه افت اصطکاکی و یا دینامیکی در ابتدای کانال وجود ندارد پس فشار کل حداکثر مقدار را به خود اختصاص می دهد.
  • از نقطه A تا B، همانطور که ملاحظه می فرمائید کانال مستقیم است و تغییر در اندازه کانال وجود ندارد. از A تا B مقدار فشار سرعتی Pv چون تغییری در سرعت بوجود نیامده.اما از نقطه A تا B به علت افت اصطکاکی فشار استاتیکی به تردیج کاهش می یابد. همانطور که ملاحظه می کنید تنها افت فشار در این قسمت از کانال افت فشار استاتیک است.
  • از نقطه B تا C همانطور که ملاحظه می کنید سطح مساحت کانال کاهش یافته، بنابر این فشار سرعتی Pv افزایش می یابد)به خاطر انتقال همان CFM قبلی(. در این قسمت افت دینامیکی و اصطکاکی باعت کاهش سریع فشار استاتیکی گردیده.در این شرایط همانطور که ملاحظه می کنید فشار کل نیزکاهش می یابد.
  • ازنقطه C تا D همانطور که شکل ملاحظه می کنیدکانال مستقیم است لذا فشار سرعتی Pv ثابت باقی می ماند، اما بعلت اصطکاک بین هوا و دیوارکانال فشار استاتیک کاهش یافته ولی این افت نسبت به قسمت قبلی کمتر است و همانطورکه ملاحظه می کنید فشار کل نیز به مقدار کمی کاهش یافته است.

واحد اندازه گیری فشار در کانال های تهویه مطبوع

 فشار مبردها در یک فرایند تهویه و یا تایر ماشین معمولا برحسب psi )پوند بر اینچ مربع( اندازه گیری می شود، اما فشار هوا در کانال های انتقال هوا معمولا برحسب اینچ جیوه و یا آب Water gauge ( wg( اندازه گیری می شوند. هر سه واحد فشاررا نشان می دهند، اما اینچ آب wg برای اندازه گیری های فشار کم در کانال مناسب تر می باشد.اندازه گیری های یک نجار را با یک تراشکار مقیاس کنید، یک نجار معمولا از یک متر 1الی 3 متری استفاده می کند، اما یک تراشکار از میکرومتر و یا ورنیر استفاده می کند. به عنوان مثال اگر فشار در یک کانال Wg “1 اندازه گیری کنیم، حال اگر بخواهیم همین فشار را به psi تبدیل کنیم عددی حدود psi 04 /0بدست خواهد آمد، می بینید psi واحد مقیاس خوبی برای اندازه گیری تغییرات کوچک فشار در کانال نیست. 

واحد اندازه گیری فشار در کانال های تهویه مطبوع

واحد اندازه گیری فشار در کانال های تهویه مطبوع

واحد اندازه گیری فشار در کانال های تهویه مطبوع

واحد اندازه گیری فشار در کانال های تهویه مطبوع

وسایل تعیین جریان هوا در کانال

وسایلی که جریان هوا را در کانال اندازه می گیرند از دو قس مت تشکیل می شوند

  • یک ابزار حسگر ماننده لوله پیتو
  • یک ابزار آشکار ساز مانند مانومتر لوله پیتو

لوله پیتو یکی از رایج ترین ابزار حسگر برای اندازه گیری فشار سرعتی است.

این وسیله در واقع شامل دو لوله می شود که یکی در درون دیگری قرار دارد.

لوله می بایست طوری وارد کانال شود که نوک آن به سمت جریان هوا باشد.

استفاده صحیح از لوله پیتو کار چندان ک ار ساده ای نیست. علت اصلی این دشواری این است که جریان هوایی که از داخل کانال عبور می کند عمدتا از الگوی جریان معشوش پیروی می کند.بدین معنی که هوا عبوری از داخل کانال در هنگام عبور بصورت گردابی و درهم می آید. بنابرین سرعت و الگوی جریان هوا در نقاط مختلف کانال تغییرات قابل ملاحظه ای خواهد داشت. علاوه برآن، به دلیل اصطکاک میان هوا و جداره کانال است، چرا که هوایی که با سطح داخلی کانال در تماس است در مقایسه با هوایی که در قسمت های مرکزی کانال جریان دارد سرعت پائین تری دارد. بنابر این در هنگام استفاده از لوله پیتو، دهانه ورودی لوله پیتو باید به روشی خاص در مقاطع کانال حرکت داده شود تا اثرات ناشی از تمامی عومل یاد شده در هنگام اندازه گیری لحاظ شود.

وسایل تعیین جریان هوا در کانال

وسایل تعیین جریان هوا در کانال

فشاراستاتیک توسط این سوراخ حس می شود.

وسایل تعیین جریان هوا در کانال

وسایل تعیین جریان هوا در کانال

مانومتر U

از مانومتر به عنوان ابزار نمایشگر استفاده می شود که به دو خروجی لوله پیتو متصل می شوند.

مانومتر

مانومتر

مانومتر

مانومتر

مانومتر

مانومتر

مانومتر شیبدار

این نوع مانومتر برای کار های خیلی دقیق یا تنظیم سایر مانومترها استفاده می شود.

مانومتر شیبدار

مانومتر شیبدار

مانومتر شیبدار

مانومتر شیبدار

مانومتر دستی (مگنه هلیک Magne helic)

مانومتردستی معمولا برای اندازه گیری فشارهای سرعتی به کار برده می شوند.

مگنه هلیک نامی تجاری است، اما به علت استفاده وسیع این نام تجاری به یک واژه عمومی تبدیل شده است. این ابزار اغلب اختلاف فشار اندازه می گیرد.این وسیله حسگر هایی دارد که با نصب در جاهای مختلف یک فرایند وسیله در دو طرف یک فیلتر و یا مجموعه ای از فیلتر ها قرار داده می شود سپس با مشخص شده اختلاف فشار بین دو نقطه معین می توان به نیاز و یا عدم تعویض فیلتر دست یافت.

معمولا برای اندازه گیری فشار سرعتی در کانال هایی مه سرعت هوا کمتر از FPM 4000 است از مگنه هلیک استفاده نمی شود.

مانومتر دستی (مگنه هلیک Magne helic)

مانومتر دستی (مگنه هلیک Magne helic)

مانومتر الکترونیکی

مانومتر الکترنیکی امکان خواندن دیجیتالی فشار سرعتی و فشاراستیک را فراهم می کند.انواع مختلفی از این نوع مانومتر در بازار وجود دارد ولی همه آنها از لوله پیتو برای اندازه گیری فشار استیک استفاده می کنند. مانومتر الکترنیکی در حقیقت یک رایانه کوچک است و می توان از آن برای انجام عملیات مختلف استفاده کرد. این وسیله می توان فشار VP را به CFM تبدیل و یا میانگین سرعت ها نیز مشخص کند.

مانومتر الکترونیکی

مانومتر الکترونیکی

اندازه گیری مقدار جریان هوا

روش های مختلقی برای نصب و ی قراردادن لوله پیتو در مقطع کانال وجود دارد ولی روش مساحت های مساوی شهرت بیشتر در صنعت HVAC دارد. اندازه گیری مقدار جریان هوا در کانال CFM معمولا مستقیم اندازه گیری نمی شود، مگر با استفاده از ابزار هود جریانی که متاسفانه در ایران خیلی کم پیدا می شود و اگر هم پیدا شود قیمت آن بسیار می باشد، لذا در این رابطه سعی می شود توسط سایر اندازه گیری ها محاسبه گردد، در این روش

  • در ابتدا فشار سرعتی Pv با روشی مناسب بدست می آوریم
  • در مرحله بعدی با استفاده از جدول مربوطه، Pv را به سرعت FPM تبدیل و سپس میگین آن را بدست می آوریم
  • با استفاده از معادله سرعت × مسا حت = CFM، مقدار CFM را بدست می آوریم.

اندازه گیری با استفاده لوله پیتو و مانومتر شیب دار

نصب جایگاه لوله پیتو

چون جریان هوا در کانال های انتقال هوا در حالت آشفته قرار دارد، در این شرایط سرعت در کانال مطمنا یکنواخت نخواهد بود، پس اندازه گیری فشار سرعتی در یک نقطه نمی تواند بیانگر سرعت FPM )فوت در دقیقه(در کانال باشد.

در این شرایطی بهتر است در چندین نقطه در یک مقطع خاص اندازه گیری انجام گیرد وسپس نتایج را به سرعت بر حسب FPM تبدیل و در نهایت میانگین این سرعت ها مد نظر محاسبات خود قرار دهید.

نصب جایگاه لوله پیتو

نصب جایگاه لوله پیتو

 نصب لوله پیتو

چون جریان هوا در کانال در حالت آشفتگی قرار دارد همین امر باعث می شود که سرعت نیز در آن غیر یکنواخت می باشد لذا همین امر باعث می شود اندازه گیری فشار سرعتی در یک نقطه بیانگر سرعت کل در کانال باشد. بنابر این دریک مقطع خاص از کانال بهتر است در چندین نقطه این اندازه گیری ها را انجام داد و سپس نتایج سرعت را به CFM تبدیل کنید. در نهایت می توان میانگین این سرعت را محاسبه کنید. در این روش اندازه گیری باید از یک روش نظام مند برای اندازه گیری استفاده کرد. بهتر است سطح مقطع انتخاب شده جای باشد که سرعت هوا یکنواخت تر باشد.بنابر این حتی الامکان از بادبزن و اتصالات دورتر باشد.این مکان باید حداقل 5/7 برابر قطر لوله می باست طوری وارد کانال شود که نوک آن به سمت جریان هوا باشد.

 نصب لوله پیتو

نصب لوله پیتو

 نصب لوله پیتو

نصب لوله پیتو

 نصب لوله پیتو

نصب لوله پیتو

نصب لوله پیتو

نصب لوله پیتو

محل نصب لوله پیتو جهت اندازه گیری

بهتر است بعلت وجود آشفتگی جریان درقسمت زانوها محل اندازه گیری در روی کانال حداقل 10 برابر قطر کانال از محل جریان آشفتگی دور باشد.

محل نصب لوله پیتو جهت اندازه گیری

محل نصب لوله پیتو جهت اندازه گیری

روش محاسبه fpm (فوت در دقیقه) و cfm (فوت مکعب در دقیقه) از روی فشار سرعتی PV

با وجود آن که امروزه با استفاده از وسایل اندازه گیری دیجیتال اکثر محاسبات مورد نیاز بصورت خودکار انجام می شود، بهتر است مهندسین و تکنیسین با روش های تبدیل فشار سرعتی به مقدار هوا عبوری از کانال آشنا باشند.

مثال: مقدار هوای عبوری از یک کانال مدور به قطر” 4 را محاسبه کنید.

فشار سرعتی

فشار سرعتی

میانگین فشار سرعتی

میانگین فشار سرعتی

می دانیم

سرعت fpm

سرعت fpm

 سرعت) fpm( × مساحت دهانه کانال = )CFM( جریان هوا اگر قطر کانال گردد را 4 اینچ در نظر بگیریم

میانگین فشار سرعتی

میانگین فشار سرعتی 

گذر هوا و فشار در کانال

زمانیکه یک جریان هوا از یک کانال شبیه شکل زیر تغییر مسیر میدهد چه اتفاقی برای فشار استیک Ps، فشار سرعتی Pv و وفشار کل رخ می دهد، ممکن است جواب شما عدم تعییر این فشار ها در بالا و پائین دست کانال باشد یعنی مساوی بودن این فشار ها، البته این امر ممکن است رخ دهد، اما به شرط آنکه شما اصطکاک در کانال را به صفر رسانده باشید که امری است غیر ممکن می باشد.

گذر هوا و فشار در کانال

گذر هوا و فشار در کانال

هر نوع تغییر در مسیر کانال باعث ایجاد اغتشاش در جریان هوا می شود و همین امر باعث ایجاد اصطکاک در کانال می گردد. مقدار این اصطکاک بستگی به زبری سطح کانال و نوع اتصال بکار رفته در کانال کشی دارد.

تغییر در مسیر کانال

تغییر در مسیر کانال

مثال: همانطور که در شکل ملاحظه می کنید فشار کل Pt و فشار استاتیک Ps در پائین دست پس از زانوی کاهش یافته است

فشار کل Pt و فشار استاتیک Ps در پائین دست

فشار کل Pt و فشار استاتیک Ps در پائین دست

این افت فشار مساوی in wg 0.7 می باشد

افت فشار

افت فشار

نکته : همانطور در شکل ملاحظه می کنید فشار سرعتی Pv در قسمت بالا دست و درقسمت پائین دست هیچگونه تغییری در آن مشاهد ه نمی شود یعنی Pv =.25 in. wg، ولی همانطور که ملاحظه می کنید بعلت وجود کانال طولانی و زانوی بکاربرده شده، می توان مشاهده کرد که فشار استاتیک Ps در پائین دست با کاهش روبرو می باشد و همین امر باعث کاهش فشار کل در فرایند کانال گردیده است.

بررسی یک نمونه واقعی کانال کشی

همانطور که ملاحظه می کنید فشار کل در جریان گذرهوا در کانال بعلت وجود اصطکاک در کانال کشی طولانی و بکاربردن اتصالاتی چون زانویی، فیلتر، دمپر و غیره به تدریج کاهش یافته است.

 نمونه واقعی کانال کشی

نمونه واقعی کانال کشی

 قانون Bernolli عنوان می کند که اگر جریان هوا از یک سطح مقطع بزرگ به کوچکترتغییر یابد، این امر باعث افزایش فشار سرعتی Pv و کاهش فشار استاتیک Ps و در صورتی که جریان هوا از یک سطح مقطع کوچک به سطح مقطع بزرگتر تغییر یابد این امر باعث کاهش فشار سرعتی Pv و افزایش فشار استاتیک Ps می گردد.

قانون Bernolli

قانون Bernolli

 در شرایط ایده آل در صورتی درفرایند جریان هوا هیچ گونه اصطکاکی وجود نداشته باشد این دو سرعت در هر دو قسمت می بایست یکسان باشد، که امری است غیر ممکن.

قانون برنولی

قانون برنولی

در حقیقت، در فرایند جریان هوا در یک کانال با سطح مقطع بزرگ به کوچکتر،افزایش فشاری که فشار سرعتی Pv بدست می آورد مساوی افت فشاری است که توسط فشار استاتیک Ps از دست می رود و در فرایند جریان هوا از یک کانال با سطح مقطع کوچک به بزرگتر، کاهش فشاری که فشار سرعتی Pv از دست می دهد مساوی افت فشاری است که توسط فشار استاتیک Ps بدست می آید.

فرایند جریان هوا در یک کانال

فرایند جریان هوا در یک کانال

بررسی یک نمونه

کاهش سرعت

کاهش سرعت

بررسی یک نمونه واقعی

اما در واقعیت امر در قسمت بزرگ شده کانال ما شاهد وجود گرداب در این

قسمت هستیم. حال اگر نسبت به اندازه گیری فشار در کانال اقدام کنیم شاهد کاهش فشار استاتیک و سرعتی و در جمع فشار کل خواهیم بود. همانطورکه در شکل ملاحظه می کنید ما شاهد افت فشار in wg 0.09 هستیم.

 اندازه گیری فشار در کانال

اندازه گیری فشار در کانال

نتیجه گیری : در روند انتقال هوا با عملکرد بالا این انتقال می بایست با کمترین مصرف انرژی صورت گیرد، لذا بهتر است در طراحی کانال سعی بر ایجاد کمترین کاهش افت فشار در طول کانال، اتصالات و پخش کننده های هوا آن باشیم.

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.