Вентилятор работает, но воздух из решётки поступает слабо. В такой ситуации важно проверить не только расход воздуха, но и давление, при котором оборудование работает в системе. Разобраться в характеристиках помогает понимание трёх величин: статического, динамического и полного давления.
В этой статье объясним их различия, покажем простой расчёт и разберём, что именно измеряют в воздуховоде.
Что означает статическое давление воздуха?
Статическое давление — местное давление воздуха, существующее и в покое, и в движущемся потоке. Оно действует на поверхности, соприкасающиеся с воздухом. Слово «статическое» не означает, что для его определения нужно остановить вентиляцию.
В воздуховоде отдельно рассматривают давление самого воздуха и составляющую, связанную со скоростью потока. Поэтому показания правильно выполненного бокового отбора давления отличаются от показаний приёмника, направленного навстречу движению воздуха.
Почему давление бывает положительным и отрицательным
Нужно уточнять, относительно чего измеряется давление. Если прибор сравнивает воздух в канале с воздухом помещения, положительное показание означает избыточное давление, отрицательное — разрежение. Отрицательное относительное давление не означает отрицательного абсолютного давления.
Источник определений и измерений: ГОСТ 10921-2017, разделы 3 и 7.
Чем статическое давление отличается от динамического и полного?
Для обычных скоростей в вентиляции, когда сжимаемостью воздуха можно пренебречь, полное давление потока в выбранной точке равно сумме статического и динамического:
pп = pс + pд
| Вид давления | Что означает | На что обратить внимание |
| Статическое, pс | Местное давление воздуха | При измерении указывают опорное давление |
| Динамическое, pд | Энергия движения потока на единицу объёма | Зависит от плотности воздуха и квадрата скорости |
| Полное, pп | Давление при торможении потока без потерь | В рассматриваемом приближении равно pс + pд |
Динамическое давление рассчитывают по формуле:
pд = ρ × v² / 2, где ρ — плотность воздуха, кг/м³; v — скорость, м/с. Давление получают в паскалях — Па.
Пример расчёта
Условно примем плотность воздуха 1,2 кг/м³, скорость 6 м/с, а полное давление относительно помещения — 180 Па. Это учебные исходные данные, а не характеристики конкретного вентилятора.
-
Динамическое давление: 1,2 × 6² / 2 = 21,6 Па.
-
Статическое давление: 180 − 21,6 = 158,4 Па.
Величины относятся к одной точке потока и согласованной системе отсчёта. По одной скорости можно определить динамическую составляющую, но для нахождения статического давления нужны дополнительные данные.
Источник формул и условий применимости: NASA — уравнение Бернулли.
Что такое статическое давление вентилятора?
Давление в отдельной точке воздуховода и давление, создаваемое вентилятором, нельзя подменять друг другом.
Полное давление вентилятора характеризует прирост полного давления между его входом и выходом. Статическое давление вентилятора определяют, вычитая из полного давления вентилятора его динамическое давление на выходе:
pс,вент = pп,вент − pд,вых
Поэтому разность статических давлений до и после вентилятора в общем случае не равна его статическому давлению по каталогу. При обработке измерений учитывают условия на входе и выходе, а также расположение измерительных сечений.
Практический вывод: прежде чем сравнивать модели, посмотрите, какая кривая приведена в паспорте — полного или статического давления.
Источник: ГОСТ 10921-2017, пункты 3.22–3.24 и раздел 11.
Как давление связано с сопротивлением вентиляции?
Воздуховоды, отводы, клапаны, фильтры и воздухораспределители создают сопротивление движению воздуха. Для заданного расхода нужно рассчитать потери на участках и оборудовании, а затем согласовать результат с характеристикой вентилятора.
При этом статическое давление в точке нельзя просто назвать «сопротивлением всей системы»: первое — местная величина, второе оценивают через потери давления при определённом расходе.
Для проверки проекта подготовьте:
-
расход воздуха на каждом участке;
-
длины и сечения воздуховодов;
-
перечень отводов, переходов и ответвлений;
-
характеристики фильтров, клапанов и других элементов;
-
границы участка, для которого выполняется расчёт.
Потери последовательных элементов складывают по выбранному маршруту. Потери параллельных ветвей не суммируют как одну цепочку.
Порядок расчёта разобран в статье «Как определить давление вентилятора».
Как измеряют статическое давление в воздуховоде?
Для измерения используют подходящий манометр и приёмник статического давления: например, правильно выполненный отбор в стенке канала. Один вход прибора соединяют с точкой измерения, второй — с выбранной опорной средой либо другой точкой системы.
Открытый конец трубки, направленный навстречу потоку, воспринимает давление торможения. Его показание нельзя автоматически считать статическим давлением.
При подготовке измерения следует:
-
Выбрать сечение по применимой методике.
-
Проверить нуль прибора и герметичность соединений.
-
Зафиксировать режим вентилятора и положение регулирующих устройств.
-
Записать точки подключения, показания и единицы измерения.
Отбор рядом с отводом или другим возмущением потока может исказить результат. Одно измерение также не заменяет определение аэродинамической характеристики вентилятора.
Источник: ГОСТ 10921-2017, разделы 6–7.
Как учитывать давление при выборе вентилятора
Выбирать оборудование нужно по совместному сочетанию расхода и давления. Надписи «максимальный расход» и «максимальное давление» описывают разные режимы и не гарантируют их одновременного достижения.
Например, если проектом заданы 900 м³/ч и 220 Па статического давления вентилятора, следует проверить точку именно на статической характеристике при 900 м³/ч. Эти числа приведены только для объяснения принципа подбора.
Запросите у поставщика:
-
график давления в зависимости от расхода;
-
обозначение вида давления;
-
допустимую рабочую область;
-
частоту вращения и условия, для которых построен график;
-
мощность и акустические данные выбранного режима.
Рабочий режим должен находиться в рекомендованной производителем области, вне зоны неустойчивой работы.
Последовательность подбора оборудования приведена в руководстве «Как подобрать канальный вентилятор».
Частые вопросы
Какое статическое давление считается нормальным?
Универсального числа для любой вентиляции нет. Сравнивать измеренное значение следует с проектом и расчётным режимом конкретной системы.
Можно ли определить статическое давление по мощности двигателя?
Одного значения мощности недостаточно. Для подбора нужна аэродинамическая характеристика оборудования при соответствующей частоте вращения.
Чем выше давление вентилятора, тем лучше?
Выбирайте модель под требуемый режим. Само по себе большее максимальное давление не подтверждает, что вентилятор обеспечит нужный расход в подходящей рабочей области.
Что подготовить для подбора оборудования
Укажите требуемый расход воздуха, расчётное давление и его вид, приложите схему трассы и перечень оборудования. Если расчёта нет, начните со схемы системы: это позволит предметно обсудить исходные данные.
Перейдите в каталог канальных вентиляторов StroyDiller.ru, чтобы рассмотреть оборудование для вашей вентиляционной сети.