Расход воздуха в чем измеряется

Измерение расхода воздуха с помощью анемометра

Применение анемометра позволяет практически точно определить расход воздуха. При использовании устройства диаметром 60–100 mm можно достичь минимальной погрешности измерений при определении скорости на вентиляционной решетке. Если предстоит снятие показателей внутри воздуховода, следует использовать анемометр с небольшим диаметром: в пределах 16–25 mm. Для определения скорости в труднодоступных участках воздуховодов рекомендуется воспользоваться телескопическим зондом.

Определение расхода воздуха

Этап первый. Определение зоны для создания рабочего отверстия. Основное требование — это должен быть прямой участок, минимальная длина которого составляет 5d, расстояние от изгиба трубы до точки сверления — не менее 3d, и до следующей смены направления — от 2d и более. (для справки: d=диаметр воздуховода). Важно! Необходимо позаботиться о том, чтобы диаметр отверстия совпадал с размером зонда.

Этап второй. Проведение нескольких измерений, количество определяется согласно ГОСТ 8–79. Расчет усредненной скорости в некоторых типах анемометров осуществляется автоматически. Если подобная функция отсутствует, рассчитать среднеарифметическое значение придется самостоятельно.

Полезные рекомендации

При осуществлении измерений стоит учитывать ряд ограничений.
Не использовать термоанемометры при предполагаемой скорости рабочей среды свыше 20 , так как это может привести к повреждению датчика.
Трубку Пито не рекомендуется эксплуатировать в рабочей среде с большим количеством засоренности, аналогичное требование выдвигается и в отношении термоанемометра.

Ознакомление с рекомендациями изготовителя обязательно, так как каждое измерительное устройства рассчитано на эксплуатацию в определенных условиях. Игнорирование этих требований часто приводит к поломке прибора.

В газопроводах с высокой температурой рабочей среды недопустимо использование устройств, содержащих элементы из пластика, так как он с большой вероятностью может деформироваться.

Для расчета объемного расхода воздуха следует полученную скорость умножить на площадь сечения трубопровода. Есть и еще один существенный момент.

Для точного определения скорости следует воспользоваться формулой:
V=Vср.изм.+t*.+p* Vср. изм
Значения t и p необходимо взять из таблицы:

Температура воздуха	p	t	Pa
50	0,03	0,05	720
40	0,02	0,03	730
30	0,01	0,02	740
20	0,01	0	750
10	0	-0,02	760
0	-0,01	-0,03	770
-10	-0,01	-0,05	780
-20	—	-0,07	—
-30	—	-0,09	—
-40	—	-0,11	—
-50	—	-0,13	—

Поправки на давление воздуха и его температуру позволяют уменьшить погрешность измерений. Для расчета площади сечения следует использовать формулу:
S=π(d/2)2
Объемный расход:
L=F*Vсредняя
При измерении скорости воздуха важно правильно расположить датчик устройства. Чем больше его отклонение от рекомендованного, тем существеннее будет погрешность расчетов.

Физические принципы измерения скорости потока

Поток представляет собой направленное движение частиц или непрерывной среды. Например, может быть поток воды или газа. Единица измерения скорости потока в системе SI – метры в секунду (м/с).

В зависимости от наличия турбулентности, разделяют ламинарный (без турбулентности) и турбулентный поток.

Поток в воздуховоде

Ламинарный поток

От лат. «lamina»: пластинка
Движение жидкостей и газов, при котором не возникает турбулентности (вихрей / встречного движения)
Слои не перемешиваются, пути течения частиц идут практически параллельно друг другу

Турбулентный поток

От лат. «turbulentus»: бурный, неспокойный
Движение жидкостей и газов, при котором возникают турбулентности любых размеров
Частицы движутся хаотично во всех направлениях

Laminar — ламинарный поток, turbulent smooth — слабо-турбулентный, turbulent rough — сильно турбулентный

Volume flow and flow velocity

Объемный расход воздуха

Термин «объёмный расход воздуха» обозначает объём среды, движущейся через поперечное сечение в определённый период времени.

Объёмный расход воздуха обычно измеряется в л/с или м³/ч.
Для пересчёта используется соотношение 1000 л = 1 м³ и 3600 с = 1 ч.
Коэффициент пересчёта: 1 л/с = 3,6 м³/ч или 1 м³/ч = 0,27777777777778 л/с.

Формула для вычисления объёмного расхода

Q: Объёмный расход в [м³/с], [л/мин], [м³/ч]

V: Объём в [см³], [дм³], [м³]

t: Время в [с], [мин], [ч]

c: Средняя скорость потока в [м/с]

A: Поперечное сечение в месте замера в [м²]

Измерение расхода воздуха в помещениях

Для комфортной и надежной работы системы вентиляции и кондиционирования необходима их качественная настройка и постоянное техобслуживание.
Замеры скорости воздуха и его расхода могут проводиться как на вентиляционной входной решетке, так и прямо в воздуховоде. Для этого применяют различные контрольно-измерительные приборы.

Наиболее популярными типами таких приборов являются следующие:

Крыльчатый анемометр. Измеряет скорость воздуха по скорости вращения крыльчатки прибора.
Термоанемометр. Измеряет скорость воздуха в зависимости от скорости остывания датчика.
Ультразвуковой трехмерный анемометр. Измеряет скорость воздуха по изменению частоты звука между контрольными точками
Трубка Пито. В данном приборе применяется цифровой электрический манометр. С его помощью в заданной точке потока фиксируется разница между полным и статическим давлением.
Балометр. Быстро определяет суммарный расход воздушной массы, концентрируя поток в точке замеров с заранее установленным сечением.

Измерение расхода воздуха на потолочных диффузорах

При пуско-наладке вентиляции необходимо сделать точные замеры объемного расхода воздуха. Наиболее надежный и цивилизованный метод —сделать замеры при помощи балометра. Верхний конфузор прикладывается к плоскости потолка, закрывая диффузор, и производятся замеры воздуха. Замеряется как приточный, так и вытяжной потоки. Этот прибор достаточно дорогой и редкий в России.

Некоторые замерщики пытаются вставлять зонд в пространство между ламелями диффузора и крутят им, пока не будет получен средний результат по расходу. Такой подход неверен, так как турбулентность потоков воздуха в пленуме очень велика и поэтому реальный расход не увидеть. Да и прямо по потоку зонд не выставить. Таким образом замерщик, вертящий зондом в решетке, создает только видимость работы и ничего больше.

Второй способ (по ГОСТ) предполагает наличие перед воздухораспределителем прямого участка воздуховода, на котором поток равномерный по сечению. Делают измерительные отверстия и через них делают замеры. Такая методика хоть и точна, но часто неуместна. Не везде есть прямые участки с двумя диаметрами до и шестью диаметрами после места возмущения потока, нужно постоянно лезть за подвесной потолок. Для подобной методики нужно несколько человек: один замеряет, второй стремянку держит, ну и так далее.

Поэтому, если нужно получить результат быстро и точно — то нужен специалист именно с балометром.

Измерение расхода воздуха на вентиляционной решетке

Замеры объемного расхода воздуха на решетке воздуховода производят, используя анемометр или термоанемометр с 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.

Получить доступ для замеров в труднодоступных местах позволит также применение специального телескопического зонда (удлинителя зонда).

Измерение расхода воздуха в воздуховоде

Контрольно-измерительные операции в воздуховоде проводят через специальное рабочее отверстие в стенке трубы. Его диаметр должен точно соответствовать диаметру зонда.

Важно точно выбрать и место для замеров. Согласно ГОСТ, 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.

При измерении расхода воздуха внутри воздуховода рекомендуется применять крыльчатые анемометры с крыльчаткой небольшого диаметра (16-25 мм).

В случае достаточно высокого расположения воздуховода в помещении (например, под потолком комнаты) рекомендуется воспользоваться зондом с телескопической ручкой либо удлинителем зонда.

Правила использования приборов

Использование контрольно-измерительных приборов для определения расхода воздуха должно осуществляться строго в номинальных температурных диапазонах, указанных в паспортах приборов.

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.

Правильный выбор и применение приборов позволяет специалистам составить объективную картину вентиляции помещений.

Цены на замеры воздухообмена вентиляции и других услуг компании можно узнать, позвонив нам по тел.+7(495) 108-07-93 или отправив электронный запрос нашим менеджерам. В подробностях контакты и схему проезда смотрите здесь.

1.2. Физические единицы измерения

Сила, с которой на квадратный сантиметр площади действует столб воздуха, поднимающийся от уровня моря и доходящий до верхнего края атмосферы, составляет примерно 10,13 Н. Поэтому абсолютное атмосферное давление на уровне моря приблизительно равно 10,13х104Н на квадратный метр и называется 1 Па (паскаль). Паскаль — единица измерения давления в системе СИ. Расчет основных величин показывает, что 1 бар = 1 х 105 Па. Чем выше вы находитесь над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление, и наоборот.

1.2.2. Температура

Температуру газа, в отличие от давления, четко определить значительно труднее. Температура — показатель величины кинетической энергии молекул. Они движутся тем быстрее, чем выше температура, и всякое движение прекращается при абсолютном нуле. На этом основана шкала Кельвина. В остальных отношениях она градуирована точно так же, как и шкала Цельсия. Соотношения между температурами:

T= t + 273,2
Т—абсолютная температура, К
t —температура, °С

1.2.3. Теплоемкость

Удельная теплоемкость вещества представляет собой количество теплоты, необходимой для повышения температуры 1 кг этого вещества на 1 К. Соответственно, размерность теплоемкости будет Дж/(кг х К). Следовательно, размерность мольной теплоемкости будет Дж/(моль х К). Обычно используются следующие обозначения:

с_p – теплоемкость при постоянном давлении
с_v – теплоемкость при постоянном объеме
С_p – мольная теплоемкость при постоянном давлении
С_v – мольная теплоемкость при постоянном объеме

Теплоемкость при постоянном давлении всегда больше, чем теплоемкость при постоянном объеме. Теплоемкость вещества не является постоянной величиной и обычно возрастает с повышением температуры.

Для практического применения чаще всего может использоваться среднее значение. Для жидкостей и твердых веществ это с_p ≈ с_v ≈ с. Тогда мощность, потребляемая на нагрев массового расхода с t1 до t2, cоставит:

Q ≈ m x c x (T2 — T1), где
Q – тепловая мощность, Вт
m – массовый расход, кг/с
с – удельная теплоемкость, Дж/(кг х К)
T – температура, К

Объяснением того, почему с_p превышает с_v, является работа по расширению, которую газ должен выполнить при постоянном давлении. Отношение с_p к с_v, называемое k, является функцией от количества атомов в молекуле:

1.2.4. Работа

Механическую работу можно определить как произведение силы на расстояние, на протяжении которого на тело действует сила.

Точно так же и для теплоты: работа представляет собой энергию, которая передается от одного тела к другому. Разница заключается в том, что вместо силы действует температура.

Примером может послужить сжатие газа в цилиндре за счет перемещения поршня. Сжатие происходит под действием силы, движущей поршень. В то же время энергия передается от поршня к находящемуся в цилиндре газу. Эта энергия преобразуется в работу в термодинамическом смысле. Сумма подводимой и передаваемой энергии всегда постоянна. Работа может дать разные результаты, например, изменение потенциальной энергии, кинетической энергии или тепловой энергии.

Механическая работа, связанная с изменениями объема газа или газовой смеси, является одним из важнейших процессов в термодинамике. Единицей работы в системе СИ является джоуль. 1 Дж = 1 Н ∉ м = 1 Вт ∉ с.

1.2.5. Мощность

Мощность представляет собой работу, выполняемую за единицу времени. Единицей мощности в системе СИ является ватт. 1 Вт = 1 Дж/с.

Например, мощность, подводимая к приводному валу компрессора расходуется на теплоту, излучаемую системой и теплоту, затрачиваемую на увеличение потенциальной энергии газа.

1.2.6. Объемный расход

Единицей измерения объемного расхода служит м3/с. Однако, когда говорят об объемном расходе, часто используют литры в секунду (л/с), как, например, в случае с компрессорами. Этот объемный расход называется производительностью компрессора и выражается либо в виде нормальных литров в секунду (Nл/с), либо в виде расхода газа со свободным выпуском (л/с).

При использовании единицы измерения «нормальный литр в секунду» (Nл/с) расход воздуха пересчитывается и приводится к «нормальному состоянию», т.е. 1,013 бар и 0°С. Эта единица используется преимущественно в том случае, когда вы хотите точно определить массовый расход.

Если вы имеете дело с расходом воздуха со свободным выпуском, то такой расход пересчитывается для стандартных условий впуска (давление впуска и температура впуска). Соответственно, вы определяете, сколько литров воздуха перекачивается, если бы он мог снова расшириться до состояния внешней среды. Соотношение между двумя объемными расходами (обратите внимание, что в приведенной ниже формуле не учитывается
влажность):

Q_n x (273+t_i) x 1,013
Q_i = ———————————————, где
273 x p_i
Q_i – объемный расход как расход
со свободным выпуском, л/с
Q_n– объемный расход в нормальных
литрах в секунду, Nл/с
t_i – температура воздуха на впуске, °С
р_i – давление воздуха на впуске, бар