Estimarea preciziei fluxului de aer în sistemele de ventilație la certificarea acestora

Cele mai probabile cauze ale abaterilor

Firește, nepotrivire de debit măsurat determină proiectului mult, și, din păcate, multe dintre ele nu depind de calitatea instalării sistemului de ventilație sau de calificare și a echipamentelor tehnice instalatorii.
În primul rând, așa cum este cunoscut, debitul în sistem depinde de rezistența aerodinamică. In timpul dezvoltarii proiectului, fluxul de proiectare este calculat, rezistența sistemului de conducte, și, pe această bază, este selectat ventilatorul corespunzător. La instalarea unui sistem de ventilație de dimensiunea reală va fi puțin diferit de proiect. Unele conducte vor fi puțin mai lung, unele - un pic mai scurte îndoiri cu raze rândul său, poate fi un pic mai rece, și, prin urmare, robinete va crea o rezistență mai mare. Conductele și accesorii au toleranțele de proiectare, astfel încât dimensiunile reale de la diferiți producători pot varia. Rugozitatea pereților canalului poate, de asemenea, ușor diferite față de cea prevăzută de calcul. Luate împreună, toate aceste mici rețele de ventilație de proiectare deviere poate duce la rata de nerespectare a acesteia în sistemul de decontare.
În al doilea rând, instalația de ventilație toleranțele de proiectare poate duce la abateri de la valoarea nominală a fluxului de aer. Această deviație este reglementată în [3] și poate fi de până la ± 1,5% din debitul de volum.
În al treilea rând, sistemul de ventilație este un sistem deschis, și într-un anumit fel răspunde la schimbările condițiilor de mediu. Aici este un exemplu. Unitatea de tratare a aerului este amplasat pe acoperiș. Iarna, îngheț. Camera a inclus încălzire. Diferența de temperatură și de elevație schimbări creează o dorință naturală direcționată din cameră. Atunci când unitatea de tratare a aerului această atracție creează rezistență suplimentară și debitul de aer.
Rafale de vânt în apropierea unității de ventilație provoca o schimbare a presiunii statice. Acest lucru duce la oscilație a fluxului de ventilator, și ca o consecință, viteza în secțiunea de măsurare. Prin urmare, în vreme precizie testări aerodinamice vânt poate fi redusă.
Astfel, prin deschiderea sistemului de ventilație, fluctuațiile parametrilor de mediu - presiune, temperatura, umiditatea, viteza și direcția vântului, au un efect asupra fluxului de aer.
Următorul mare grup de erori asociate cu procedura de testare și tehnica măsurării. Această eroare depinde de acuratețea citirilor, precizia de măsurare a instrumentului de poziționare, alegerea corectă secțiuni transversale dimensionale, etc. Cele mai multe dintre aceste erori este considerat în [1] pentru a estima tehnica totală de eroare.

Procedura de determinare a ratei de eroare în conformitate cu GOST 12.3.018

Conform [1] limitare eroarea relativă în determinarea fluxului de aer în procente exprimat prin următoarea formulă:

în care: σL - limitarea eroarea relativă în determinarea fluxului de aer asociat cu neuniformitatea distribuției vitezei în secțiunea de măsurare; δφ --medie pătrată eroare relativă datorită măsurătorilor incorecte în timpul testului.
valoarea de eroare δφ. Aceasta depinde de forma conductei, numărul de puncte și distanța de măsurare de perturbația spațiului de curgere a secțiunii dimensionale. Tabelul 1 prezintă valorile δφ erorii. prezentată în [1].

După cum se poate observa din tabelul 1, devierea curentului de aer provocat de neuniformitatea profilul vitezei în conductă cu secțiunea transversală dimensional aranjament în regiunea 3 diametre hidraulice (minim admis în [1] la distanță) din locațiile perturbațiilor de flux poate ajunge la 15%.

Precizia este determinată prin formula

în cazul în care σp. σB. σt - eroarea rms de măsurare a debitului Pd presiune dinamică, presiunea barometrică Ba, temperatura, debit, respectiv, t;

σD - eroarea pătratică medie în determinarea dimensiunii dimensionale a secțiunii transversale a conductei; la 100 mm ≤ Dh300 valoare mm σD = ± 3%, când Dh> 300 mm, σD = ± 2%.

Valorile σp, σB, σt GOST 12.3.018-79 sunt prezentate în tabelul. 2.

Aici este un exemplu de calcul al limitei de eroare de măsurare a debitului luat din GOST 12.3.018-79.

“. secțiunea 3 dimensional este dispus la o distanță în spatele diametrele tubulatură genunchiului de 300 mm diametru (m. E. ΔD = ± 3%). Măsurătorile de presiune sunt combinate în secțiunea receptor 8 puncte dimensionale (m. E. Conform Tabelului. 1 σφ = + 10%). Instrumente de evaluare Accuracy (manometru, barometru, termometru) - 1.0. Numără pe toate dispozitivele fabricate în jurul mijlocul scalei, adică. E. pe masă. 2, σp = σB = σt = ± 1,0%. Rezervă eroarea relativă a măsurării debitului de aer,%, este:

Efectul pulsațiilor turbulente

Recent, sensibilitatea instrumentului pentru a determina viteza aerului din conductă este semnificativ crescută. Dispozitivele moderne au devenit sensibile la pulsații ale fluxului de turbulente, care, la rândul său, poate introduce unele erori în rezultatele măsurătorilor.

Definim eroarea introdusă prin pulsațiilor curgerii turbulente. Fig. 1 este un grafic schematică a componentei longitudinale a vitezei instantanee la un punct arbitrar al secțiunii în funcție de timp.

Fig. 1 arată că viteza instantanee la un anumit punct în spațiu poate fi reprezentat ca suma vitezei și vitezei ondulație medie a lungul timpului:

În conformitate cu teoria Prandtl componentei fluctuante a vitezei de curgere longitudinală depinde de viteza de amestecare și gradientul axei longitudinale a peretelui. Modul de amestecare este lungimea căii turbulentă a volumului macroscopice de fluid (gaz) [4] și este definit ca:

unde k - constanta experimental (von Karman constantă) k = 0,4; y - distanța de la peretele secțiunii conductei la un punct arbitrar.

componentă fluctuează este dată de:

Rezultatele de calcul ale vitezei componentei pulsații în funcție de debitul într-o conductă de secțiune transversală circulară cu un diametru de 400 mm, este prezentat în Tabelul. 3. În aceeași viteză în profilul conductă luate, în conformitate cu o lege de putere:

Rezultatele de calcul ale vitezei componentei pulsații în funcție de debitul într-o conductă de secțiune transversală circulară cu un diametru de 400 mm, este prezentat în Tabelul. 3. În aceeași viteză în profilul conductă luate, în conformitate cu o lege de putere:

unde u - viteză de un punct arbitrar al secțiunii mediate în timp;

u0 - timp medie a vitezei la axa conductei;

R - raza conductei;

η - coeficient empiric.

Empirical η coeficient depinde de numărul Reynolds și se determină conform graficului (Fig. 2).

Figura 2. Dependența n coeficient de numărul Reynolds

Punctele de măsurare indicate în tabel. 3 (y1 = 0,054D și y2 = 0,28D), coordonate de măsurare a vitezei corespund tubulatură circulară conform GOST 12.3.018-79. Astfel, în timpul măsurării abaterii vitezei măsurate în medie pe timpul cauzată de pulsațiile curgerea turbulentă poate fi ± 5. ± 7%.

Deviația standard a componentei fluctuante a timpului medie a vitezei va fi apoi egal cu:

Prin urmare, valoarea abaterii standard de aproximativ 3.5. 5%.

Estimăm probabilitatea de a obține o eroare de măsurare a vitezei de 1% sau mai mare în orice direcție de la o viteză medie mai mică. Estimările de probabilitate au fost făcute pentru unul, trei și zece măsurători. În acest scop, suntem de acord că rezultatele măsurătorilor convenționale se supună distribuția normală a variabilei aleatoare. În acest caz, probabilitatea de a obține o abatere mai mare viteza medie de mai mult de 1%, este:

pentru o măsurătoare - 42%;
la trei dimensiuni - 7,4%;
pentru zece măsurători - 0,17%.
Rezultatele de calcul de mai sus arată că efectul fluctuațiilor vitezei turbulente poate fi simțit atunci când doar o cantitate mică de măsurători. De exemplu, prin măsurarea vitezei la un moment dat de trei ori, este posibil sa fie confundate cu 7,4% mai mult decât + 1% sau -1%. Astfel, rezultatele de măsurare vitezei, în alte puncte ale secțiunii, cu o probabilitate mare nega abaterea.

standarde europene care guvernează acceptarea sistemelor de ventilație, mai puțin stricte decât românul. De exemplu, standardul EN 12599 „Ventilarea clădirilor - testarea procedurilor și metodelor de transmitere a sistemelor de sisteme de ventilație și condiționare a aerului de măsurare“ [5] permite devierea debitului întregului sistem de proiectare ± 15%, în timp ce pentru fiecare cameră individuală permis abatere de ± 20% . În conformitate cu aceste reglementări punerea în funcțiune și reglare sisteme de ventilare au devenit destul de sarcina și încetează să mai fie un „feat“.

Conform [6] și [7] profilul vitezei duct este complet stabilit numai la o distanță de aproximativ 45 de diametre din spațiul perturbație hidraulic.

Acest articol a analizat principalii factori care afectează precizia de determinare a debitului în sistemele de ventilație, efectul unora dintre acești factori a fost cuantificat. De exemplu, GOST 12.3.018-79 admite eroare descris aici metodele de determinare a fluxului de aer mai mult de 20%. Parametri de respingere Unitate de ventilație din nominal poate fi de până la ± 1,5% [3].

EN 12599 care reglementează acceptarea sistemelor de ventilație în Europa, definește deviația maximă a debitului măsurat nu cu mai mult de ± 15% pentru întregul sistem și pentru camere individuale nu mai ± 20% [5].