طراحی کانال کشی 4

از این جلسه با مبحث محاسبات افت فشار در کانال در خدمت شما عزیزان خوهیم بود. مطالب آورده شده از استانداردهای اسمکنا و اشری میباشد. در خیلی از موارد دیده میشود که مهندسین، در محاسبات افت فشار کل در کانال، اعدادی مانند 50 درصد و یا 30 درصد را برای افت اتصالات به عدد حاصل از افت استاتیکی در کانال اضافه میکنند.  حال سوال اینجاست که این اعداد اضافه شده تا چه حد درست میباشند و روش صحیح برآورد افت فشار کل در کانال به چه صورت است؟ قبلا از پرداختن به مثالهای مربوطه این بخش، به تئوری این مبحث میپردازیم.

محاسبه افت فشار کل در یک کانال دارای 2 پارامتر است 

1. افت فشار استاتیکی
2. افت فشار دینامیکی

پارامتر اول یعنی افت فشار استاتیکی همانطور که از نام آن مشخص است در اثر ایجاد اصطکاک بین کانال و سیال ایجاد میشود. این پارامتر با عواملی چون سرعت، ابعاد، طول کانال و سطح زبری کانال تغییر میکند. افت اصطکاکی معمولا از طریق داکتیلاتور، نرم افزار و یا جداول مربوطه با داشتن سرعت و سی اف ام عبوری، مشخص میشود.

البته همانطور که قبلا نیز اشاره کردیم بایستی توجه داشت که این جداول براساس شرایط استاندارد هوا، یعنی با دانسیته 1.204  کیلوگرم بر مترمکعب و ورق گالوانیزه تمیز میباشد. در خیلی از محاسبات، برای دماهای بین 10 تا 60 درجه سانتیگراد و ارتفاع تا 600 متر، معمولا تصحیحی برای اعداد صورت نمیگیرد اما در مواردی که تغییرات دانسیته بزرگ باشد (مثلا درجه حرارت های بالا و یا ارتفاعهای بالا) و باعث ایجاد تغییر سایز کانال شود.

می توان از جدول زیر با داشتن دما و ارتفاع از سطح دریا عدد دانسیته را تصحیح نمود.

 

  پارامتر دوم، افت فشار دینامیکی است

این مهم عمدتا به دلیل تغییر سرعت در اتصالات کانال ایجاد میشود که باعث تغییر جریان آرام سیال به جریان مغشوش میگردد و به دو دلیل ایجاد میشود.

• عواملی که سبب تغییر مسیر کانال میشود.
• عواملی که سبب تعییر سطح مقطع کانال میشود.

حال برای محاسبه افت فشار دینامیکی، به دو پارامتر نیاز د اریم

• ضریب افت اتصالات که آنرا با C در استانداردها نشان میدهند.
• مقدار افت فشار سرعتی که بایستی محاسبه گردد.

برای محاسبه ضریب C، میتوان از جداول اسمکنا و اشری استفاده کرد. این پارامتر بدون بعد بوده و در واقع مقدار افت هد سرعتی در اتصالات است ( مبحث محاسبات افت فشار در کانال). بنابراین فرمول مورد نظر برای محاسبه افت فشار دینامیکی برابر است با :

TP=CxVP

در این رابطه،

• TP، افت فشار دینامیکی که براساس پاسکال و یا اینچ ستون آب است.
• C، ضریب افت دینامیکی است که از جداول بدست میآید.
• VP، فشار سرعتی که براساس پاسکال و یا اینچ ستون آب است.

روش حل 

• مقدار C از جداول با توجه به نوع اتصال مشخص است.
• برای محاسبه فشار سرعتی، ابتدا با توجه به سی اف ام و سطح کانال، سرعت را محاسبه میکنیم 

(V (fpm)=Q(cfm)/A(ftxft

حال برای محاسبه فشار سرعتی از رابطه زیر استفاده میکنیم :

Vp=(v/4005)^2

و در حالت متریک برابر است با :

(Vp=0.602(V^2

مثال اول 

افت فشار دینامیکی را برای یک زانویی با ابعاد 24 در 20 اینچ و با سی اف ام حدود 7000 بدست آورید ؟ مقدار ضریب  C با توجه به جداول برابر 0.4 در نظر گرفته شده است (مبحث محاسبات افت فشار در کانال).

جواب

V=Q/A=7000/(24X20/144)= 2100 fpm

Vp=(v/4005)^2=(2100/4005)^2=0.275 in.w.g

 

لذا افت فشار دینامیکی برابر است با :

TP = C X Vp = 0.4X0.275 = 0.11 in w.g

مثال دوم : این مثال را به روش متریک حل می کنیم 

افت فشار دینامیکی را برای یک زانویی با ابعاد 600 میلیمتر در 500 میلیمتر و با حجم عبوری 3500 لیتر بر ثانیه بدست آورید ؟ مقدار ضریب C  با توجه به جداول برابر 0.4 است ( مبحث محاسبات افت فشار در کانال).

جواب

3500 لیتر بر ثانیه = 3.5 مترمکعب بر ثانیه

V=Q/A=3.5/(0.5X0.6)= 11.67 m/s

Vp=0.602(V^2)=0.602×11.67×11.67=81.99 pa

لذا افت فشار دینامیکی برابر است با

TP = C X Vp = 0.4X82 = 32.8 pa

مثال سوم 

افت فشار دینامیکی را در خروجی یک کانال اگزازست با فشار استاتیکی 0.25  اینچ ستون آب و نیز 1790 CFM محاسبه کنید. زاویه تتا 30 درجه و نسبت 2 سطح به یکدیگر برابر 1.5 است.

جواب: چون فشار را در خروجی میخواهیم از عبارت EXIT از جداول استفاده میکنیم.

 لذا مقدار ضریب  C با توجه به جداول برابر 0.63 است.

Vp=(v/4005)^2=(1790/4005)^2=0.2 in.w.g

لذا افت فشار دینامیکی برابر است با

TP = C X Vp = 0.63X0.2 = 0.126 in w.g

مثال چهارم 

افت فشار دینامیکی را برای یک تبدیل از مستطیلی 36 در 12 اینچ به مربع 10 در 10  اینچ را با احتساب زاویه 30 محاسبه کنید ؟ فرض کنید فشار سرعتی برابر 0.4 است ( مبحث محاسبات افت فشار در کانال).

جواب

A1=36X12= 432

A= 10×10= 100

A1/A=4.32

 بنابراین طبق جدول مقدار ضریب برابر 0.05 خواهد بود.

لذا افت فشار دینامیکی برابر است با

TP = C X Vp = 0.05 X 0.4 = 0.02 in w.g

دسترسی به دیگر آموزشهای رایگان کانال کشی

دسترسی به آموزش ویدیویی کانال کشی و انتخاب دریچه