Измеряем расход воздуха
При большой площади сечения выходящей воздушной трубы скорость воздуха вверху, внизу и в центре может быть различной. В этом случае выполняют сканирование анемометром перед батареей, но данный способ не гарантирует высокой точности измерения, поскольку прибор приходится постоянно перемещать и в это время сложно сохранять перпендикулярность к продольной оси батареи и обеспечить плотное прижатие (рис.41.2).
Данный метод также способствует появлению зон, в которых скорость сильно отличается от средней, и результат измерений остается только приблизительным. Поэтому метод сканирования используется для небольших батарей и только с обеспечением достаточной точности измерения.
При значительной площади батареи лучше мысленно ее разделить на несколько небольших участков, по площади равных крыльчатке прибора. В нашем примере (рис.41.3) мы разделим ее на 9 равных частей. Измерив скорость воздуха на каждом из участков, выполняем усреднение результатов, в результате чего получаем среднюю скорость воздуха Vm, который проходит через батарею.
Теперь чтобы рассчитать объемный расход воздуха нам необходимо знать размеры трубы – ширину l и высоту h:
Qv (м3/с)= vm (м/с)х l (м)х h (м)
Для получения расхода в м3/ч необходимо перемножить полученный результат на 3600:
Qv (м3/ч)= Qv (м3/с)х3600
После выполнения этих несложных расчетов ремонтнику следует сопоставить полученные значения с номинальным расходом и сравнить результаты.
Проведение измерения
Счетчик отключают от крыльчатки и помещают на батарею в положение 1 (рис.41.3). После того как крыльчатка набрала скорость, включают анеометр так, чтобы запустить счетчик и хронометр. Как только хронометр показал 20 с, его перемещают в положение 2 и через равный интервал (20 с) в остальные положения. Через 180 с (9 положений) анеометр выключают и останавливают показания счетчика и хронометра. Допустим, показания на счетчике составляет 601 м, это значит, он набрал 601-115=486 м за 180 с. Средняя скорость составит 486/180=2,7 м/с.
Если взять высоту равную 60 см и ширину 65 см, то часовой расход составит:
Примечание. Необходимо внимательно проверять отчеты, исключая ошибки, а также следить за последовательностью получения данных. Допустим, расход для батареи 60х65 см в 368 м3/час был бы подозрительно маленьким, а 36800 м3/час слишком большим.
Для установок искусственного климата, необходимо учитывать, что расход воздуха через испаритель составляет 700 м3/час на каждый киловатт мощности компрессора.
Если в кондиционере установлен компрессор мощностью 5 кВт, то его расход воздуха должен быть 3500 м3/час. Данные значения нельзя считать абсолютно точными, поскольку только каталог разработчика способен предоставить точные цифры относительно номинального значения расхода.
У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, вам необходимо зарегистрироваться на сайте.
Вентиляционная лаборатория
узкая специализация = высокая эффективность & низкая цена
YouTube канал Вентиляционная лаборатория
Основная формула замеров
пять ошибок анемометража
Анемометрами мы можем сразу замерить только скорость воздушного потока, а контрольным параметром является расход, так что при замерах и при контроле применяем формулу:
| L | | расход воздуха, | м 3 /час |
| 3600 | | количество секунд в часе | |
| V | | средняя скорость в сечении | м/с |
| F | | фактическая площадь сечения, | м 2 |
Всё чаще эта формула заложена в прибор, и он вроде как сам считает расход.
Предположим наиболее простой случай: приточная решётка большого сечения (500х500), за решёткой прямой подводящий воздуховод, ламели тонкие и установлены строго по потоку, анемометр 100 мм.
Неспециалисты видят в определениях только некоторые слова, которые считают знакомыми. Например:
Скорость
Это то, что показывает анемометр, размещённый точно по направлению потока. Направление потока в общем случае неизвестно. Его можно определить, но неспециалиста это только сильнее запутает.
1. несоосность с потоком первая причина ошибки измерений: может и завышать и занижать расход
средняя скорость
Показание прибора даже при нахождении в одной точке постоянно изменяется. Это связано со свойствами потока он пульсирует в некоторых пределах, и со схемой прибора. Период пульсаций может быть разным в практике усреднения за 10 секунд достаточно.
Но это нужно проверить иногда неудачно спроектированные системы в некоторых режимах работы пульсируют с большим циклом. Опытный наладчик видит это, наблюдая за динамикой показаний прибора. Неопытный может неудачно взять случайное значение.
Если время есть, то цикл можно определить экспериментально.
Кроме среднего в точке измерения нужно среднее по поверхности решётки. В описанном мной идеальном случае пять точек достаточно. Итак, средняя скорость это средняя из пяти мест средних по времени.
Пять показаний в пяти точках можно записать в блокнот, но если у вашего прибора нет функции усреднения по времени, то за десять секунд одно измерение не выполнить. Нужно усреднить вручную, записывая 10 показаний через равные интервалы времени.
Полученные пять средних если они не сильно отличаются друг от друга (10-20%) и примерно симметричны относительно центра, дают удовлетворительную среднюю скорость.
Естественно, все правила измерений должны соблюдаться скорость должна находиться в диапазоне анемометра и т.п.
средняя скорость в сечении
В нашем примере я постарался максимально уменьшить влияние сечения: но фактически сечение, в котором мы мерим скорость не равно геометрическому сечению внутреннего просвета решётки. Часть сечения может быть перекрыта физически или аэродинамически.
Конечно, это не значит, что мерить нельзя: но ошибка измерения может превышать 50%. Совершенно обычной является ситуация, когда принимающие коллеги приходят мерить с анемометром на решётках и находят дикие несоответствия, а при замере в воздуховодах я показываю им правильные и воспроизводимые расходы.
Средняя скорость при неправильном измерении обычно умышленно завышается, размещением анемометра в активной зоне, но в общем случае в зависимости от конкретных ошибок может получится и завышенной, и заниженной.
Я не включил ошибку определения среднего в общий счёт, так как она касается всех видов работ, не только анемометража.
Площадь сечения
Обычно мерят внутренний проем воздухораспределителя. В случае нашей примерной решётки и при использовании анемометра 100 мм, прикладываемого прямо к решётке, это приемлемое допущение, вносящее минимальный вклад в общую ошибку измерения.
фактическая площадь сечения
Нам нужна та площадь, в которой мы определили скорость так что она зависит от метода измерения. Если вы применяем термоэлектрический анемометр, располагая его на расстоянии 50 мм от решётки, чтобы исключить действие зоны аэродинамического затенения от ламелей решётки, то фактическая площадь мерного сечения будет больше замеренной за счёт расширения струи при выходе из решётки.
Если это не учесть, то в зависимости от периметра решётки и метода измерения расход получится заниженным.
2. неверное определение площади: вторая ошибка, занижает расход
3. затенение анемометром: третья ошибка, завышает расход
У анемометра есть ручка, которая при замере уменьшает эффективную площадь сечения.
4. замедление потока в анемометре на малых скоростях: четвёртая ошибка, занижает расход
когда вы прикладываете анемометр к решётке, это создаёт дополнительное сопротивление, так что часть воздуха перераспределяется так, чтобы обойти анемометр. Сам прибор показывает воздух, который идёт через него. Обходящий поток немного увеличивает скорость вокруг анемометра и не учитывается.
5. Струйный характер течения: пятая ошибка, завышает расход
В нашем идеальном варианте этой ошибки нет.
Если на решётке имеется регулирующее устройство, то замерив сперва при полностью открытом, а потом на частично прикрытом регуляторе, вы получите увеличение скорости, так как сплошной поток, который можно замерить анемометром, разбился на несколько более быстрых струй.
Эти струи раскручивают крыльчатку анемометра, но среднюю скорость потока уже не отражают.
Набрав в грудь пять литров воздуха, вы можете выдуть его через трубочку на крыльчатку анемометра, и по формуле получить больший расход, не сопоставимый с реальным.
Результат замеров анемометром
Пять ошибок при замерах анемометром на решётках действуют разнонаправленно, и случайно могут дать точный замер. Но обычно точность на приточных решётках около 30% в плюс, на вытяжных 50% на занижение.
При контрольных и спорных замерах анемометражом лучше вообще не пользоваться.
Как мерить анемометром?
теоретически
При наличии времени и познаний в прикладной аэродинамике в длительном цикле замеров можно замерить с приемлемой точностью 10-20% даже одним анемометром. Но скорее всего потребуются насадки, так что это индивидуальная работа.
практически
Раньше делали специальные универсальные насадки, сейчас покупают готовые воронки или расходомеры. Внутри себя эти устройства переводят пять ошибок в две других: противодавление и внутреннее воздухораспределение.
Воронки пригодны в определённом диапазоне расходов, в любом случае занижают расход, иногда с этим можно смириться, и работать как будто всё нормально. При тщательной работе нужна калибровка на каждую группу воздухораспределителей.
Расходомеры с компенсацией противодавления позволяют сразу выйти на удовлетворительную точность 10-20%.
Как всегда при применении приборов важна старательность оператора. При замерах анемометром для получения точность 20% нужно много знать и уметь, при замерах расходомером для этой точности достаточно тщательно выполнить инструкции.
Как мы мерим анемометром?
Точные замеры производятся только в воздуховодах, на подходящих участках. Замеры на решётках проводятся в минимальном объёме, желательно с калибровкой по замерам в канале. Анемометром удобно пользоваться при пропорциональном регулировании.
На маленьких решётках и расходах мерим с воронками.
При работе на большом числе однотипных воздухораспределителей делаем переходник расходомер.
Покупные расходомеры пока меня не устраивают по соотношению цена/эффективность.
Так что получается, что анемометр это вспомогательный прибор, дополнение к дифференциальному манометру и пневмометрической трубке. Анемометраж вспомогательный метод.
Как не надо мерить анемометром
YouTube канал Вентиляционная лаборатория
На канале я начал цикл роликов про анемометраж, первый ролик размещён. Для продвинутых спонсоров есть ролик про калибровку воронок.
Присоединяйтесь к нам: ВКонтакте, Facebook’e, Instagram
все виды инструментального контроля вентиляции
Вентиляционная лаборатория
узкая специализация = высокая эффективность & низкая цена
Измерение воздушного потока
Приборы для измерения параметров воздушного потока в вентсистемах и газоходах.
При контроле работы отопительного оборудования и наладке систем вентиляции возникает вопрос: какой прибор использовать для измерения в воздуховодах (газоходах) таких параметров воздушного потока, как скорость и объемный расход?
На рынке представлено большое количество приборов: крыльчатые анемометры с различными диаметрами крыльчаток, термоанемометры, дифференциальные манометры с различными пневмометрическими (напорными) трубками, комбинированные приборы и так далее. Выбор прибора зависит от того, где проводятся измерения – на вентиляционной решетке или непосредственно в воздуховоде (газоходе), каков диапазон скоростей, температура, запыленность. В этой статье приводятся принципиальные различия между приборами, а также даны советы по выбору приборов в зависимости от задачи наладчика. Технические характеристики приведенных в статье приборов указаны приблизительно, так как существует множество моделей с различными параметрами.
Конструктивные особенности приборов
На рис. 1 показана линейка приборов для измерения параметров воздушного потока на примере одной из фирм-производителей, в порядке перечисления: термоанемометр, крыльчатый анемометр, дифференциальный манометр, пневмометрические трубки, комбинированный прибор со сменными зондами, воронки для определения объемного расхода.
Дифференциальный манометр (дифманометр) с напорной трубкой
При прохождении через струну потока воздуха она охлажда-ется, и меняется ее сопротивление, кото-рое пропорционально скорости воздуха.
Скорость определяется по числу оборотов вращающейся под действием потока воздуха крыльчатки.
Напорные трубки (Пито, НИИОГАЗ и др.) имеют два канала, соединяемые шлангами со штуцерами дифманометра. Они воспринимают полное и статическое давление в воздуховоде, по которым прибор измеряет динамический напор, на основе которого вычисляются скорость потока и объемный расход.
Воздуховоды, решетки, аттестация рабочих мест. Приме-няется в основном для измерения малых скоростей
Приблизи-тельный диапазон измерения
от 0,2 … 0,6 м/с
до 15 … 40 м/с
2-4 … 20-100 м/с
Скорость потока в соответствии с ГОСТ 17.2.4.06-90 должна быть не менее 4 м/с.
На практике минимальная скорость может быть от 2 до 10 м/с в зависимости от диапазона измерения давления.
Максимальная скорость ограничивается конструктивными особенностями трубки и техническими средствами проведения поверки.
Относительная погрешность по скорости
Средняя рабочая температура зонда (трубки)
Примечание. Функция усреднения, расчета объемного расхода, а в случае с дифманометром и функция расчета скорости могут быть заложены в прибор или отсутствовать.
Примечание. Дифференциальный манометр чаще всего более надежный и доступный прибор, нежели анемометры.
 |  |  |  |  |  |
|---|---|---|---|---|---|
| Рис. 1. Приборы измерения воздушного потока | |||||
Комбинированный (многофункциональный) прибор – совокупность перечисленных в таблице выше приборов. Представляет собой измерительный блок с возможностью подключения различных зондов: пневмометрических трубок, зондов-крыльчаток, термоанемометров, зондов скорости вращения, зондов температуры и влажности и др.
Воронки используются совместно с анемометрами для измерения объемного расхода на вентиляционных решетках и диффузорах. С воронками процесс измерения становится проще и точнее, т.к. проводится один замер, а не несколько в случае работы только с анемометром с последующим усреднением результатов. Необходимо, чтобы воронка полностью накрывала решетку (диффузор), то есть размер и форма воронки должны соответствовать размеру и форме решетки (диффузора). При использовании воронки в прибор вносится ее коэффициент, поэтому чаще всего анемометр можно использовать только той фирмы, которая производит и воронки к нему.
Примечание. Когда задача наладчика состоит из измерения нескольких параметров (например, давление, скорость, влажность, температура), удобнее всего воспользоваться комбинированным прибором, но это далеко не всегда дешевле, чем приобрести по отдельности дифманометр, анемометр, гигрометр и т.п.
Ограничения по использованию приборов.
Не рекомендуется использовать термоанемометры и трубки Пито для измерения в потоках воздуха с большой запыленностью, а термоанемометры также и в высокоскоростных потоках (более 20 м/с). В трубках Пито отверстие, воспринимающее полное давление, небольшого диаметра, и оно может засориться. А в термоанемометре может порваться чувствительный элемент – «обогреваемая струна». Большая запыленность может быть, например, при производстве цемента, муки, сахара, в металлургии, при наладке вентсистем в период строительства и др.
Нежелательно использование приборов вне диапазонов рабочих температур для измерительного блока и зондов. При высоких температурах рекомендуем использовать пневмометрические трубки из нержавеющей стали или высокотемпературные крыльчатки из специальных сплавов, нежели скоростные зонды, изготовленные с пластиковыми элементами. Например, при измерениях в газоходах, где чаще всего преобладают высокие температуры.
При проведении замеров необходимо, чтобы чувствительный элемент зонда был направлен строго навстречу потоку воздуха. При отклонении от этой оси увеличивается погрешность измерений, причем, чем больше угол отклонения, тем больше погрешность.
Измерение скорости потока и объемного расхода на вентиляционной решетке.
Для проведения измерений можно использовать любой анемометр или термоанемометр, но замеры будут быстрее, правильнее и точнее, если использовать анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм, т.к. в этом случае диаметр крыльчатки будет сопоставим с размерами решетки. Для упрощения измерений и уменьшения погрешности можно использовать воронку вместе с прибором. Если необходимо проводить замеры в труднодоступных местах (например, под потолком), можно использовать либо телескопический зонд, либо зонд с удлинителем.
Анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм – наиболее подходящий прибор, так как с ним проводится минимальное количество измерений, что дает более точный результат и минимум затраченного времени.
Анемометр с крыльчаткой малого диаметра D=16-25мм и термоанемометр. При использовании этих приборов необходимо провести большее количество измерений, нежели при использовании анемометра с крыльчаткой большого диаметра. Это занимает больше времени, а также уменьшает точность измерений ввиду того, что увеличивается вероятность отклонения от оси измерений при каждом замере.
При использовании любого из вышеперечисленных приборов желательно, чтобы он имел функцию расчета объемного расхода, а также усреднения по времени и количеству замеров. В противном случае придется эти значения рассчитывать самостоятельно. Для начала необходимо провести измерения скорости потока в нескольких точках, распределенных по решетке, например, как показано на рис. 2, после чего рассчитывать среднюю скорость по формуле:
Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке (решетки).
Анемометры с функциями расчета и усреднения облегчают работу наладчика – автоматизируют процесс расчета значений параметров воздушного потока, хотя измерения по точкам сечения все равно приходиться проводить, а также вводить в прибор площадь сечения.
Рис. 2. Распределение точек замеров в прямоугольном и круглом сечении воздуховода (решетки) по ГОСТ 12.3.018-79.
Воронки и другие принадлежности. При использовании прибора с воронкой отпадает необходимость проведения множества замеров, что дает более точный результат измерений и экономит время. Проводится всего лишь один замер. В случае с диффузором без воронки вообще очень трудно обойтись. После установки воронки с анемометром на вентиляционную решетку (диффузор), как показано на рис. 3, однородный поток воздуха будет устремлен прямо на чувствительный элемент прибора, благодаря чему будет измерена средняя скорость. Анемометры с функцией расчета объемного расхода отображают его автоматически. При этом надо учесть, что у каждой воронки есть свой коэффициент преобразования, который необходимо предварительно ввести в прибор. Если прибор не рассчитывает объемный расход, то его можно вычислить самостоятельно по формуле:
Иногда замеры необходимо производить в труднодоступных местах, когда решетки находятся на потолке или сразу под потолком. В этих случаях, чтобы не пользоваться стремянкой, можно использовать зонды с телескопической рукояткой или удлинители зондов.
Рис. 3. Установка воронки на вентиляционную решетку
Измерение скорости потока и объемного расхода непосредственно в воздуховоде (газоходе).
Перед работой надо убедиться, что в стенке воздуховода есть отверстие, диаметр которого соответствует диаметру измерительного зонда. Необходимо, чтобы это отверстие было на прямом участке воздуховода, так как в этом случае воздушный поток максимально однороден. Прямой участок должен быть длиной не менее пяти диаметров воздуховода. Точка замера выбирается с условием, что до нее должно быть расстояние, равное трем диаметрам воздуховода, и после нее – двум диаметрам.
Для проведения замеров используются термоанемометры, крыльчатые анемометры с малым диаметром крыльчатки D=16-25 мм и дифференциальные манометры с пневмометрическими трубками. Если в воздуховоде бывают малые скорости ( 80°С) используются высокотемпературные крыльчатки.
Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.
При использовании анемометров в зависимости от того, есть ли у прибора функция расчета объемного расхода и функция усреднения по времени и количеству замеров, искомые значения средней скорости и объемного расхода либо рассчитывает прибор, либо вычисляются самостоятельно по указанным выше формулам.
Дифференциальные манометры с пневмометрической трубкой используются при высоких температурах (> 80°С) и/или скоростях более 2 м/с. Приборы можно условно разделить на две группы: одни измеряют только перепад давлений (динамический напор), другие еще имеют функцию усреднения и рассчитывают скорость потока и объемный расход. Обращаем внимание, что у пневмометрических трубок, также как и у воронок, есть коэффициенты, которые также предварительно необходимо ввести в прибор. Кроме того, в прибор также надо вводить площадь сечения воздуховода и температуру потока. Можно использовать дифманометры с автоматическим каналом ввода температуры и пневмометрические трубки со встроенной термопарой для упрощения вычислений. Не советуем использовать пневмометрическую трубку Пито в запыленных потоках, в этом случае лучше проводить измерения горячей струной
Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.
Для дифманометров из первой группы, которые не имеют функции расчета скорости потока и объемного расхода (например, ДМЦ-01О), упрощенные формулы для расчета искомых значений приведены ниже. Точные формулы с расчетом плотности среды в общем случае см. в ГОСТ 17.2.4.06-90.
Динамический напор, измеряемый прибором:
Pd = Pt – Ps [Па или мм вод.ст.], где Pt – полное давление, Ps – статическое давление.
Скорость потока в точке замера:
— для Pdi в [Па] и
— для Pdi в [мм вод.ст.],
где Pdi – динамический напор в точке замера, Тр [°С] – температура
среды, Кт – коэффициент пневмометрической трубки.
Среднее значение скорости потока:
Объемный расход:
Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке.
Блок-схема выбора прибора.
Популярные приборы.
Наша компания на протяжении более 20 лет профессионально занимается приборами для измерения параметров воздушного потока: поставка, продажа, поверка, ремонт. Мы готовы проконсультировать и помочь в выборе прибора. Но из множества приборов, представленных на рынке, хотелось бы выделить наиболее популярные по итогам продаж. По мнению наших многочисленных клиентов, именно эти приборы имеют хорошие показатели по отношению «цена / качество».
Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге
Решения для жизни и работы!
Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.
Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.
