Cálculo del área de conductos y accesorios: reglas para realizar cálculos + ejemplos de cálculos por fórmulas

La clave para una ventilación perfecta y efectiva es el cálculo competente del área de conductos y accesorios, de la cual depende la selección de elementos y equipos individuales. El propósito del cálculo es asegurar la multiplicidad óptima de cambios de aire en las instalaciones de acuerdo con su propósito.

En el artículo, examinamos en detalle cada una de las etapas requeridas de los cálculos: determinar la sección transversal y el área real de los conductos de aire, calcular la velocidad del aire y seleccionar los parámetros de los productos conformados. Además, identificamos los requisitos principales para el tamaño de los conductos de ventilación, y también dimos un ejemplo del cálculo de los conductos de aire para una casa privada.

El propósito de los cálculos.

Características del cálculo y selección de conductos dependen de su tipo y del material del que están hechos. Esta última característica determina los matices que surgen del movimiento del aire y las peculiaridades de la interacción de una avalancha de aire con las paredes.

Los ductos son:

• metal: puede ser acero negro, galvanizado, acero inoxidable;
• aluminio corrugado flexible;
• conductos de ventilación de plástico - flexible y rígido;
• tejido

Según la geometría de la sección, se hacen conductos redondos, rectangulares, ovales. Estos últimos no son tan populares como los dos primeros.

Incluso si existe el diseño más correcto del sistema de ventilación, un error en la selección de las secciones transversales de los conductos puede provocar la interrupción de la circulación del aire.

El resultado de los errores en los cálculos será el aumento de la humedad, y luego el moho y los hongos en la habitación. Sin el cálculo correcto del área de todas las partes, es imposible elegir elementos adecuados del complejo de ventilación.

Depende de este parámetro:

• flujo de masa de aire y su volumen;
• grado de estanqueidad de las articulaciones;
• ruido del sistema de ventilación;
• Consumo de energía.

Los cálculos correctos ahorrarán dinero porque la cantidad de material se determinará con precisión. Pero además de los problemas económicos, los principales siguen siendo los parámetros de ventilación que proporcionan condiciones de vida cómodas para las personas.

Información general para calcular el área transversal

El área de las tuberías para el conducto se calcula de acuerdo con diferentes valores:

1. Para el cumplimiento de los parámetros sanitarios e higiénicos (SanPiN).
2. Por el número de residentes.
3. Por la zona de las habitaciones.

El resultado se puede obtener tanto para una habitación separada como para la casa en su conjunto. Para el cálculo, hay programas especiales con algoritmos incrustados en ellos. Otra opción de cálculo es el uso de fórmulas.

El área de la sección transversal de los conductos durante su diseño se elige de modo que el aire a lo largo de todas las longitudes se mueva aproximadamente a la misma velocidad. A lo largo del sistema, la cantidad de aire es diferente, por lo que el área de la sección transversal del conducto debe cambiar hacia arriba al aumentar el volumen de aire.

Si consideramos la ventilación por extracción, entonces la cuadratura de la sección transversal aumenta a medida que nos acercamos al ventilador. Esta es la única forma de garantizar más o menos la misma velocidad de masa de aire a lo largo del conducto de aire.

Con el crecimiento de una sección circular, la velocidad del aire disminuye. Al mismo tiempo, el ruido aerodinámico también se reducirá. La desventaja de tales conductos es el volumen de la estructura, por lo que es imposible instalarlos en el espacio entre el techo y los techos suspendidos, así como a un costo mayor.

Si esto no es posible, puede dar preferencia a la geometría rectangular, ya que la altura de la sección rectangular es menor. Por otro lado, los productos redondos son más fáciles de instalar y tienen sus propias ventajas operativas.

Dado que los conductos redondos no siempre se pueden ingresar al interior, y los más caros rectangulares estéticos, como alternativa, vale la pena considerar los productos ovalados. Ambos son ergonómicos y eficientes.

La elección de una u otra opción depende de las prioridades del usuario. Si a la vanguardia se ahorra energía, se produce un ruido mínimo y existen todas las posibilidades de instalar una red dimensional, la mejor opción es una forma de conducto redondo.

Etapas de cálculo

El trabajo de liquidación consta de varias etapas:

1. Elaborando un común diagramas del sistema de ventilación. Aquí, las longitudes de las secciones rectas, las partes giratorias y su tipo, los lugares de cambio de la sección deben tenerse en cuenta.
2. La elección de la multiplicidad de intercambio de aire, idéntico a los requisitos sanitarios e higiénicos.
3. Cálculo de la velocidad de movimiento de las masas de aire a través de la tubería. Este parámetro depende de tipo de ventilación, y puede ser natural o forzado.
4. Cálculo del área de conductos y otros parámetros.

Existen muchos programas para realizar tales cálculos.

Los cálculos usando fórmulas para un sistema complejo no es una tarea fácil. Para una casa pequeña, el cálculo del área de elementos individuales, la sección transversal de los conductos es bastante posible

El cálculo de la sección transversal del conducto.

La expresión utilizada para calcular la cuadratura de los elementos y conductos conformados se ve así:

Sc = (L x 2.778): V,

donde:

• Sc - área en sección transversal;
• L - caudal de aire que circula en el sistema;
• 2.778 - coeficiente que corresponde a varias dimensiones;
• V - La velocidad de una avalancha en un lugar en particular, medida en metros por segundo.

El resultado del cálculo será un valor medido en cm².

Hay una fórmula alternativa:

S = L: k × V,

El coeficiente K en este caso es 3600.

Determinación del área real del conducto

El área de ventilación regular para conductos de ventilación redondos se calcula mediante la fórmula:

S = (π x D2): 400,

donde:

• S - área real;
• D - diámetro.

Para tuberías rectangulares:

S = (A x B): 100,

donde:

• S - área real;
• D - diámetro;
• Un - altura del conducto;
• En - ancho de la estructura.

El área de la sección transversal de una tubería con una sección transversal ovalada se calcula mediante la fórmula:

S = π × A × B: 4,

donde:

• Un - el diámetro más grande del óvalo;
• En - diámetro más pequeño, respectivamente.

Existen otras fórmulas para calcular el área del conducto.

Usando un documento regulatorio como SNiP, puede comparar el tamaño de las secciones transversales de los conductos con los indicadores requeridos. Por lo tanto, el tamaño adecuado de la tubería de aire se determina aún más simple.

Algunos fabricantes en la descripción de los conductos dan nomogramas. Están en la literatura reguladora.

Nomograma para un conducto de metal con una sección transversal circular. Los valores de él se sustituyen en la fórmula. Todos los conductos flexibles se complementan con dichos esquemas (+)

De los nomogramas, puede tomar el valor del área de la sección transversal. Es aproximado, pero adecuado para crear un sistema con un ruido mínimo.

Para encontrar las dimensiones del conducto para una rama particular de la tubería a través de la cual se transporta un volumen de aire dado, debe realizar los siguientes pasos:

1. Determine en el nomograma el punto de intersección del volumen de aire transportado en 1 hora y la línea de velocidad máxima para la sección calculada.
2. Junto a este punto, encuentre el valor del diámetro más adecuado.

Además, al tener un nomograma, es posible no solo facilitar el cálculo de la sección transversal de los conductos y accesorios de aire, sino también especificar la pérdida de presión sobre una sección de la línea de aire a una velocidad establecida.

El nomograma es opcional; puede determinar el área de la sección transversal deseada dependiendo de la velocidad de la masa de aire.

Cálculo de la velocidad del aire

Usando fórmulas o tablas especiales, calcule la velocidad del conducto. El parámetro clave aquí es el indicador de multiplicidad, que determina la cantidad de aire a la que hay una ventilación completa de una habitación con un volumen de 1 m.³ dentro de 1 hora

Los expertos recomiendan, para determinar el indicador de tasa, estudiar condiciones específicas en instalaciones industriales existentes, para las cuales hay datos reales sobre la emisión de gases, humos tóxicos, etc. Es mejor hacer un cálculo independiente utilizando las fórmulas.

Para simplificar los cálculos, hay tablas especiales donde puede obtener el valor final del indicador de multiplicidad, pero debe tener en cuenta que proporcionan parámetros redondeados

La fórmula para calcular la multiplicidad es la siguiente:

N = V: W,

donde:

• N - multiplicidad deseada;
• V - el volumen de masa de aire fresco que ingresa a la habitación dentro de una hora;
• W - El volumen de la habitación.

La unidad de multiplicidad es el número de veces / hora, V se mide en mᶾ / h, el volumen está en mᶾ.

Considere un ejemplo específico de determinar la cantidad de aire requerida por multiplicidad.

Hay una sala de estar con un volumen de 22 mᶾ. Se requerirá aire: L = 22 x 6 = 132 m³, aquí 6 es el tipo de cambio de aire tomado de la tabla.

La velocidad de la masa (V) se mide en m / sy se determina mediante la fórmula:

V = L: 3600 x S,

donde:

• L - aire usado (mᶾ / h);
• S - área del conducto seccional (mᶾ).

Además, 2 parámetros más afectan velocidad del aire: nivel de ruido, coeficiente de vibración. Al diseñar un sistema, deben tenerse en cuenta.

Ejemplo de cálculo para una pequeña cabaña

Para el cálculo tomamos una cabaña con un área interna de 108.8 m² y una altura de 3 m desde el piso hasta el techo.En el interior hay una sala de estar, dormitorio, cuarto de niños, cocina, baño. El índice de multiplicidad se toma igual a 1.

El sistema de ventilación le permite salvar la habitación de impurezas que son dañinas para la salud: potencialmente peligrosas y que provocan reacciones alérgicas, empeoran el bienestar

Primero, se calcula la cantidad de aire extraído y entrante en general para el edificio.

Solicite este método SNiP:

1. Dado que el dormitorio y la sala de estar tienen el mismo área, la cantidad de aire extraído de ellos es de 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ / h.
2. Para niños: 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ / h.
3. Para la cocina - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ / h.
4. Para el baño - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ / h.
5. Como resultado: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ / h.

El corredor y el pasillo no fueron tomados en cuenta.100 ml es el volumen que atraviesa la campana de la cocina.

La distribución correcta del flujo de aire en la casa también es un punto muy importante. En edificios de este tipo, generalmente se dispone un sistema de ventilación natural. El elemento coercitivo todavía está presente aquí: campana extractora.

Luego, determine los diámetros de los conductos de ventilación. Desde 100 m³ quita el capó a la fuerza, queda por distribuir los 294 m restantes³. Se irán naturalmente a través de 2 minas. Cada uno tendrá: 294: 2 = 147 mᶾ.

Dado que en las minas de ventilación natural la velocidad del aire oscila entre 0,5 y 1,5 m / s, generalmente en los cálculos toman un valor promedio de 1 m / s. Sustituyendo los valores conocidos en la fórmula S = L: k × V, encuentran: S = 147: 3600 x 1 = 0.0408 m².

Ahora es posible determinar el diámetro del conducto con un círculo en sección transversal de acuerdo con la fórmula: S = (π x D2): 400 o 0.0408 = (3.14 x D2): 400.

Al resolver esta ecuación con una incógnita, a través de cálculos simples, encuentran que el diámetro del conducto es de 2.28 mm. El tamaño de tubería estándar más grande más cercano se selecciona para este valor.

Con esta tabla de conversión, puede seleccionar el diámetro equivalente del conducto con una sección transversal circular. Esto simplifica enormemente el cálculo.

Cuando se monta un conducto rectangular, su tamaño se selecciona de acuerdo con la tabla, centrándose en el área. El valor mayor más cercano es 200 x 250 mm.

De acuerdo con el mismo esquema, el área de la sección transversal del grifo para una campana extractora se determina con la diferencia de que la velocidad del aire aquí es de 3 m / s. S = 100: 3600 x 3 = 0.083 m² o diámetro 107 mm.

Es necesaria una tabla de conversión cuando es necesario realizar el cálculo de conductos de aire con una sección transversal rectangular y aplicar la tabla para productos redondos. Aquí están los diámetros de los conductos de aire con un círculo en sección transversal, en el que la disminución de la presión debido a la fricción es igual al mismo valor en un diseño rectangular.

Hay tres formas de determinar el valor equivalente:

• por velocidad;
• a lo largo de la sección transversal;
• por gastos

Estos valores están asociados con diferentes parámetros de conducto. Para cada uno de ellos hay una metodología individual para usar tablas. Lo principal es que, independientemente de la metodología aplicada, la magnitud de la pérdida de presión de fricción es la misma.

En conclusión, se realiza una comprobación de velocidad: V = 147: (3600 x 0.0408) = 1.0 m / s. Esto está dentro del límite aceptable.

Productos conformados y su cálculo

En instalación de ductos Se conectan secciones rectas de varios tamaños utilizando productos conformados.

En la producción de conductos y accesorios, es necesario calcular su área. Sin esto, es imposible determinar la cantidad correcta de material para la fabricación de piezas.

Los productos con forma incluyen:

1. Curvas. Se utilizan para cambiar la dirección de la tubería de aire en todos los ángulos posibles. Hay tanto redondos como rectangulares, ovales.
2. Transiciones. Con su ayuda, se conectan conductos de varias secciones. Cualquier geometría, desde redonda hasta combinada.
3. Acoplamientos, pezones. Conecte secciones rectas de la carretera.
4. Camisetas. Ramas conjuntas o dos ramas del conducto.
5. Trozos. Bloquee el flujo de aire.
6. Cruces. Separe o conecte las corrientes de aire.
7. Patos. Proporcione un paso de varios niveles del conducto.

Para calcular los parámetros necesarios de productos conformados, se necesitan habilidades matemáticas.

Cualquier producto conformado tiene su propio papel especial en el sistema de ventilación. Los fabricantes diseñan cada uno de ellos por separado. Se entregan junto con los elementos principales.

Un error cometido en un indicador implicará un deterioro en el rendimiento del sistema. No hay fórmulas preparadas para tales cálculos.

La tabla muestra los tamaños estándar de conductos. Incluso los profesionales en lugar de los cálculos complejos usan tablas especiales similares y similares

Muchos diseñadores usan programas especiales, calculadoras en línea. Solo necesita ingresar los valores primarios y obtener parámetros listos en la salida.

Los programas permiten no solo determinar los valores necesarios de todas las partes, sino también hacer su desarrollo. Este escaneo, impreso en una impresora 3D, permite ajustar perfectamente los conductos de ventilación.

Requerimientos básicos de cálculo

Al determinar los parámetros finales de los conductos, debe tenerse en cuenta que determinar el área de los conductos debe garantizar que:

1. Se proporciona el régimen de temperatura en la habitación. Cuando hay un exceso de calor, se proporciona su eliminación, y donde hay una deficiencia, se minimiza su pérdida.
2. La velocidad del movimiento del aire de ninguna manera reduce el nivel de comodidad de las personas en la habitación. En áreas de áreas de trabajo, la purificación del aire es obligatoria.
3. Los compuestos químicos nocivos y las partículas suspendidas presentes en el aire están en el volumen correspondiente a GOST 12.1.005-88.

Para habitaciones individuales, un requisito previo para seleccionar el área de los conductos de aire es el mantenimiento constante del agua estancada y la exclusión del suministro de aire desde el exterior.

Al calcular la resistencia de la línea, tenga en cuenta la pérdida de presión. Para que el flujo de masa de aire supere la resistencia durante el movimiento, se requiere una presión adecuada

La categoría de locales donde se necesita apoyo incluye sótanos, así como habitaciones en las que se pueden acumular sustancias nocivas.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Programa en línea para ayudar al ingeniero de diseño:

La trama de la organización de la ventilación de una casa privada en general:

El área de la sección transversal, la forma y la longitud del conducto son algunos de los parámetros que determinan el rendimiento del sistema de ventilación. El cálculo correcto es extremadamente importante porque el flujo de aire, así como el caudal y el funcionamiento efectivo de la estructura en su conjunto, dependen de ello.

Al usar la calculadora en línea, el grado de precisión del cálculo será mayor que cuando se calcula manualmente. Este resultado se explica por el hecho de que el programa redondea automáticamente los valores a valores más precisos.

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