Απλοποιημένη μέθοδος μελέτης συστημάτων Αερισμού – Εξαερισμού και δικτύων Αεραγωγών

Από το τεύχος 69 του περιοδικού μας ξεκίνησα να γράφω, σε συμπυκνωμένες σημειώσεις, ένα ανέκδοτο βιβλίο μου που έχει τον τίτλο του σημερινού μου άρθρου, όπως φαίνεται παραπάνω. Για  να συνδεθούμε μα τα προηγούμενα θέλω να επαναλάβω, ότι η Απλοποιημένη μέθοδος μελέτης συστημάτων Αερισμού – Εξαερισμού και Δικτύων Αεραγωγών θα αναπτυχτεί σε πέντε ενότητες. Η πρώτη αναπτύχτηκε στο τεύχος 69 και σ’ αυτήν αναφέρθηκαν οι βασικές αρχές του αερισμού, τα φυσικά χαρακτηρίστηκα του ατμοσφαιρικού αέρα και η διακύμανση τους, η κίνηση και οι μολύνσεις του. 

Γράφει ο Δημήτρης Μενεγάκης
Μηχανολόγος – Μηχανικός

Η δεύτερη ενότητα αναπτύχτηκε στο τεύχος 70 και σ’ αυτήν αναφέρθηκαν τα συστήματα του αερισμού, τα συστήματα εγκατάστασης των αεραγωγών του συστήματος, τα φίλτρα των δικτύων και δόθηκε έμφαση στον απλοποιημένο τρόπο υπολογισμού της απαιτούμενης ποσότητας του αέρα για ένα συγκεκριμένο χώρο. Η Τρίτη ενότητα αναπτύχτηκε στο τεύχος 71 και σ’ αυτήν εξετάστηκε η ροή του αέρα μέσα στους αεραγωγούς, η ταχύτητα, οι τριβές, ο θόρυβος και η καταπολέμηση τους, καθώς επίσης και η μελέτη του δικτύου και των απαιτούμενων διατομών. Μ’ αυτόν τον απαραίτητο πρόλογο φτάνουμε στο τεύχος 72, δηλαδή αυτό που κρατάτε στα χέρια σας, στο οποίο θα αναπτυχτεί η τέταρτη ενότητα που περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της απαιτούμενης διατομής των δικτύων των αεραγωγών χωρίς υπολογισμούς με την απλή χρησιμοποίηση πινάκων που καταρτίστηκαν καταγράφοντας τα αποτελέσματα αναρίθμητων μελετών. Ιδιαίτερα το τεύχος αυτό να το φυλάξετε στο συρτάρι του γραφείου σας ″σαν κόρη οφθαλμού″ γιατί είναι έτοιμη δουλειά, που θα απαιτούσε μεγάλη προσπάθεια και πολύ δικό σας χρόνο.

Γρήγορος προσδιορισμός της διατομής χωρίς υπολογισμούς.

Για δική σας διευκόλυνση έχει μελετηθεί και συγκροτηθεί ο πίνακας 6 που δίνει χωρίς υπολογισμούς τη διατομή ενός αεραγωγού ανάλογα με την παροχή και την ταχύτητα του αέρα. Οι ταχύτητες του αέρα που αναγράφονται  στο επάνω μέρος του πίνακα είναι οι ″παραδεκτές″ ταχύτητες που αναφέρθηκαν στο κεφάλαιο 10, (τεύχος71) σύμφωνα με το κριτήριο του θορύβου. Έτσι, κάθε κατακόρυφη στήλη αφορά μια ″παραδεκτή″ ταχύτητα και σαν επικεφαλίδα της στήλης εκφράζεται σε m/h και σε m/sec, για περισσότερη ευκολία. Οι αριθμοί που αναγράφονται σε κάθε στήλη είναι η διατομή του αεραγωγού σε cm². Στο αριστερό μέρος του πίνακα αναγράφεται η παροχή του αέρα σε δύο κατακόρυφες στήλες. Η πρώτη εκφράζεται σε m³/h και η διπλανή της σε m³/sec.

Η χρήση του πίνακα είναι πάρα πολύ απλή. Στην αριστερή κατακόρυφη στήλη εντοπίζεται η παροχή του αεραγωγού μας, σε m³/h ή σε m³/sec. Στην ίδια οριζόντια σειρά και στη στήλη της συγκεκριμένης ταχύτητας διαβάζουμε τη διατομή που πρέπει να έχει ο αεραγωγός, σε cm².

Ο ίδιος πίνακας 6 των διατομών φαίνεται και στους επόμενους τρείς. Έτσι ο πίνακας 7 αντί να σας δίνει τη διατομή σε cm², σας δίνει τη διάμετρο σε cm ενός αεραγωγού με κυκλική διατομή. Ο πίνακας 8 σας δίνει τις διαστάσεις σε cm ενός αεραγωγού με τετραγωνική διατομή και ο πίνακας 9 σας δίνει τις διαστάσεις ενός αεραγωγού με ορθογωνική  διατομή. Αν έχετε μια συγκεκριμένη παροχή που δεν φαίνεται στη στήλη, θα την τοποθετήσετε ανάμεσα στις δύο πλησιέστερες και με ευκολία θα προσδιορίσετε τη ζητούμενη διατομή του αεραγωγού.

Παράδειγμα χρησιμοποίησης των πινάκων

Παροχή αέρα 1000 m³/h (ή 0,2780 m³/sec)

Ταχύτητα αέρα 13000 m/h (ή 3,6 m/sec)

Ζητείται η διατομή του αεραγωγού.

 

Πίνακας 6
Παροχή αέρα		Ταχύτητα του αέρα σε m/h και m/sec
m3/h	m3/s	9000 2,5	13000 3.6	14000 3,9	15000 4,2	16000 4,5	18000 5	22000 6	24000 6,7	27000 7,5	33000 9,2	36000 10
100	0,0278	112	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
200	0,0556	224	156	—	—	—	—	—	—	—	—	—
300	0,0833	334	230	—	—	—	—	—	—	—	—	—
400	0,1111	440	310	286	—	—	—	—	—	—	—	—
500	0,1389	—	384	360	—	—	—	—	—	—	—	—
600	0,1667	—	460	430	400	—	—	—	—	—	—	—
700	0,1944	—	540	500	470	—	—	—	—	—	—	—
800	0,2222	—	620	570	540	500	—	—	—	—	—	—
900	0,25	—	690	644	600	560	—	—	—	—	—	—
900	0,2780	—	770	714	670	630	560	—	—	—	—	—
1200	0,3333	—	924	858	800	700	670	—	—	—	—	—
1400	0,3889	—	1076	1000	940	880	780	—	—	—	—	—
1600	0,4444	—	1230	1140	1066	1000	890	—	—	—	—	—
1800	0,5	—	1384	1280	1200	1130	1000	820	—	—	—	—
2000	0,5556	—	—	1430	1340	1250	1110	910	—	—	—	—
3000	0,08333	—	—	2140	2000	1850	1660	1350	1250	—	—	—
4000	1,1111	—	—	—	2670	2500	2220	1810	1660	—	—	—
5000	1,3839	—	—	—	—	3125	2780	2270	2080	—	—	—
6000	1,6667	—	—	—	—	3750	3330	2720	2500	—	—	—
7000	1,9444	—	—	—	—	4380	3880	3180	2910	2590	—	—
8000	2,2222	—	—	—	—	—	4440	3630	3330	2960	—	—
9000	2,5	—	—	—	—	—	5000	4090	3750	3330	2720	—
10000	2,7778	—	—	—	—	—	5550	4540	4160	3700	3030	—
12000	3,3333	—	—	—	—	—	6660	5450	5000	4400	3630	—
15000	4,1667	—	—	—	—	—	8330	6810	6250	5550	4500	—
18000	5	—	—	—	—	—	10000	8180	7500	6660	5400	5000
20000	5,5556	—	—	—	—	—	—	9090	8330	7400	6050	5500
Διατομές ευθύγραμμων αεραγωγών σε cm2 σύμφωνα με την παραδεκτή πτώση πίεσης ανά 10 m ευθύγραμμου αεραγωγού (που δίνει ο Πίνακας 10)

 

Πίνακας 7
Παροχή αέρα		Ταχύτητα του αέρα σε m/h και m/sec
m3/h	m3/s	9000 2,5	13000 3.6	14000 3,9	15000 4,2	16000 4,5	18000 5	22000 6	24000 6,7	27000 7,5	33000 9,2	36000 10
100	0,0278	12	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
200	0,0556	17	14	—	—	—	—	—	—	—	—	—
300	0,0833	21	17	—	—	—	—	—	—	—	—	—
400	0,1111	24	20	19	—	—	—	—	—	—	—	—
500	0,1389	—	22	21	—	—	—	—	—	—	—	—
600	0,1667	—	24	23	23	—	—	—	—	—	—	—
700	0,1944	—	26	25	24	—	—	—	—	—	—	—
800	0,2222	—	28	27	26	25	—	—	—	—	—	—
900	0,25	—	30	29	28	27	—	—	—	—	—	—
900	0,2780	—	32	31	30	28	27	—	—	—	—	—
1200	0,3333	—	34	33	32	30	29	—	—	—	—	—
1400	0,3889	—	37	36	35	33	31	—	—	—	—	—
1600	0,4444	—	40	38	37	36	34	—	—	—	—	—
1800	0,5	—	42	40	39	38	36	32	—	—	—	—
2000	0,5556	—	—	43	41	40	38	34	—	—	—	—
3000	0,08333	—	—	52	50	48	46	41	40	—	—	—
4000	1,1111	—	—	—	58	56	53	48	46	—	—	—
5000	1,3839	—	—	—	—	63	60	54	51	—	—	—
6000	1,6667	—	—	—	—	69	65	59	56	—	—	—
7000	1,9444	—	—	—	—	75	70	64	61	57	—	—
8000	2,2222	—	—	—	—	—	75	68	65	61	—	—
9000	2,5	—	—	—	—	—	80	72	69	65	59	—
10000	2,7778	—	—	—	—	—	84	76	73	69	62	—
12000	3,3333	—	—	—	—	—	92	83	80	75	68	—
15000	4,1667	—	—	—	—	—	103	93	89	84	75	—
18000	5	—	—	—	—	—	112	102	97	92	83	80
20000	5,5556	—	—	—	—	—	—	108	103	97	88	84
Διάμετρος d αεραγωγών κυκλικής διατομής, σύμφωνα με τις αναφερόμενες διατομές του Πίνακα 6 σε cm

 

 

Πίνακας 8
Παροχή αέρα		Ταχύτητα του αέρα σε m/h και m/sec
m3/h	m3/s	9000 2,5	13000 3.6	14000 3,9	15000 4,2	16000 4,5	18000 5	22000 6	24000 6,7	27000 7,5	33000 9,2	36000 10
100	0,0278	1×11	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
200	0,0556	15×15	12×12	—	—	—	—	—	—	—	—	—
300	0,0833	18×18	15×15	—	—	—	—	—	—	—	—	—
400	0,1111	21×21	18×18	17×7	—	—	—	—	—	—	—	—
500	0,1389	—	20×20	19×19	—	—	—	—	—	—	—	—
600	0,1667	—	21×21	21×21	20×20	—	—	—	—	—	—	—
700	0,1944	—	23×23	22×22	22×22	—	—	—	—	—	—	—
800	0,2222	—	25×25	24×24	23×23	22×22	—	—	—	—	—	—
900	0,25	—	26×26	25×25	24×24	24×24	22×22	—	—	—	—	—
900	0,2780	—	28×28	27×27	26×26	25×25	24×24	—	—	—	—	—
1200	0,3333	—	30×30	29×29	28×28	26×26	26×26	—	—	—	—	—
1400	0,3889	—	33×33	32×32	30×30	29×29	28×28	—	—	—	—	—
1600	0,4444	—	35×35	34×34	32×32	31×31	30×30	—	—	—	—	—
1800	0,5	—	37×37	36×36	34×34	33×33	32×32	28×25	—	—	—	—
2000	0,5556	—	—	38×38	36×36	35×35	33×33	30×30	—	—	—	—
3000	0,08333	—	—	46×46	45×45	43×43	40×40	38×38	35×35	—	—	—
4000	1,1111	—	—	—	52×52	50×50	47×47	42×42	40×40	—	—	—
5000	1,3839	—	—	—	—	56×56	53×53	48×48	45×45	—	—	—
6000	1,6667	—	—	—	—	61×61	58×58	52×52	50×50	—	—	—
7000	1,9444	—	—	—	—	66×66	62×62	56×56	54×54	51×51	—	—
8000	2,2222	—	—	—	—	—	66×66	60×60	58×58	54×54	—	—
9000	2,5	—	—	—	—	—	70×70	64×64	61×61	58×58	52×52	—
10000	2,7778	—	—	—	—	—	74×74	67×67	64×64	61×61	55×55	—
12000	3,3333	—	—	—	—	—	82×82	74×74	71×71	66×66	60×60	—
15000	4,1667	—	—	—	—	—	91×91	83×83	79×79	74×74	67×67	—
18000	5	—	—	—	—	—	100×100	90×90	87×87	82×82	73×73	71×71
20000	5,5556	—	—	—	—	—	—	95×95	91×91	86×86	78×78	74×74
Διαστάσεις πλευρών τετραγωνικής διατομής αεραγωγών σε cm, σύμφωνα με τις αναφερόμενες διατομές του Πίνακα 6

 

Πίνακας 9
Παροχή αέρα		Ταχύτητα του αέρα σε m/h και m/sec
m3/h	m3/s	9000 2,5	13000 3.6	14000 3,9	15000 4,2	16000 4,5	18000 5	22000 6	24000 6,7	27000 7,5	33000 9,2	36000 10
100	0,0278	8×15	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
200	0,0556	12×20	10×16	—	—	—	—	—	—	—	—	—
300	0,0833	13×26	11×21	—	—	—	—	—	—	—	—	—
400	0,1111	15×30	13×24	12×24	—	—	—	—	—	—	—	—
500	0,1389	—	14×28	14×26	—	—	—	—	—	—	—	—
600	0,1667	—	16×30	15×29	15×27	—	—	—	—	—	—	—
700	0,1944	—	17×32	16×32	15×32	—	—	—	—	—	—	—
800	0,2222	—	18×34	17×34	17×32	16×32	—	—	—	—	—	—
900	0,25	—	19×36	18×36	18×34	17×33	—	—	—	—	—	—
900	0,2780	—	20×39	19×38	19×35	18×35	17×33	—	—	—	—	—
1200	0,3333	—	22×42	21×41	20×40	19×37	19×36	—	—	—	—	—
1400	0,3889	—	24×45	23×44	22×43	21×42	20×39	—	—	—	—	—
1600	0,4444	—	25×50	24×48	23×47	23×44	22×41	—	—	—	—	—
1800	0,5	—	27×51	26×50	25×48	24×48	23×44	20×41	—	—	—	—
2000	0,5556	—	—	27×53	26×52	25×50	24×47	22×42	—	—	—	—
3000	0,08333	—	—	33×65	32×63	31×60	29×57	26×52	25×50	—	—	—
4000	1,1111	—	—	—	37×72	35×71	34×66	30×60	30×56	—	—	—
5000	1,3839	—	—	—	—	40×78	37×75	34×67	33×64	—	—	—
6000	1,6667	—	—	—	—	44×85	41×82	37×74	36×72	—	—	—
7000	1,9444	—	—	—	—	46×92	44×88	40×80	37×77	36×72	—	—
8000	2,2222	—	—	—	—	—	46×93	43×85	41×82	38×76	—	—
9000	2,5	—	—	—	—	—	50×100	46×90	44×86	41×83	37×74	—
10000	2,7778	—	—	—	—	—	52×108	48×96	45×93	43×86	40×76	—
12000	3,3333	—	—	—	—	—	56×120	52×105	50×100	46×96	43×85	—
15000	4,1667	—	—	—	—	—	65×128	60×114	55×114	55×101	47×96	—
18000	5	—	—	—	—	—	70×143	65×126	60×125	60×111	52×104	50×100
20000	5,5556	—	—	—	—	—	—	70×130	65×129	62×120	55×110	55×100
Διαστάσεις πλευρών ορθογωνικής διατομής αεραγωγών σε cm, σύμφωνα με τις αναφερόμενες διατομές του Πίνακα 6

Στον πίνακα 6 στην αριστερή στήλη της παροχής εντοπίζουμε τα 1000 m³/h. Στην οριζόντια γραμμή και στη στήλη της ταχύτητας των 13000 m/h, διαβάζουμε τη διατομή 770 cm². Στον πίνακα 7 με την ίδια διαδικασία, διαβάζουμε ότι η διάμετρος του αεραγωγού με κυκλική διατομή είναι 32 cm. Στον πίνακα 8 αν ο αεραγωγός έχει τετραγωνική διατομή, διαβάζουμε τις διαστάσεις της 28ⅹ28 cm. Τέλος αν ο αεραγωγός μας έχει ορθογωνική διατομή, οι διαστάσεις της είναι 20ⅹ39, όπως φαίνεται στο σχετικό πίνακα 9

13. Υπολογισμός της πτώσης της πίεσης ροής του αέρα σε ένα δίκτυο αεραγωγών.

Στα κεφάλαια 8, 9 και 10 αναφερθήκαμε με λεπτομέρειες στη ροή του αέρα μέσα σε αεραγωγούς και γνωρίσαμε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτής της ροής. (τεύχος 71).

Είναι σκόπιμο να ανακεφαλαιώσουμε και να αναφέρουμε συνοπτικά ότι :

α/ Για να υπάρχει ροή αέρα μέσα σε ένα δίκτυο αεραγωγών πρέπει να υπάρχει μια πίεση που ονομάζεται πίεση ροής και την εξασφαλίζει ο ανεμιστήρας του συστήματος.

β/ Στη ροή του αέρα παρεμβάλλονται διάφορες αντιστάσεις που είναι:

• η τριβή πάνω στα τοιχώματα
• η πίεση ταχύτητας (βλ. κεφ. 9, τεύχος 71)
• οι στραγγαλισμοί λόγω της ανώμαλης ροής στα διάφορα εξαρτήματα
• και η μικρή διατομή του αεραγωγού.

γ/ Όταν ελαττώνεται η πίεση ροής ελαττώνεται και η ποσότητα του αέρα που θα περνά μέσα από τον αεραγωγό, δηλαδή η παροχή σε μια χρινική περίοδο.

Γίνεται κατανοητό ότι ο υπολογισμός όλων αυτών των αντιστάσεων στη ροή, είναι ένα στοιχείο πάρα πολύ σημαντικό και πρέπει να γίνεται με ακρίβεια όσο το δυνατό πιο μεγάλη, ώστε να έχουμε το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Ένα δίκτυο αεραγωγών περιλαμβάνει ευθύγραμμα τμήματα καθώς και διάφορα εξαρτήματα, όπως γωνίες Τα διακλαδώσεων, συστολές, τάμπερ, φίλτρα, αεροψυκτήρες, στοιχεία θέρμανσης κ.λ.π.

Τα ευθύγραμμα τμήματα παρουσιάζουν την πιο μικρή αντίσταση στη ροή, δηλαδή την πιο μικρή πτώση πίεσης. Τα εξαρτήματα όμως εμποδίζουν την εύκολη ροή, παρουσιάζουν πιο μεγάλη αντίσταση στη ροή, δηλαδή πιο μεγάλη πτώση πίεσης. Ο υπολογισμός της πτώσης πίεσης γίνεται χωριστά για τα ευθύγραμμα τμήματα και χωριστά για τα διάφορα εξαρτήματα. Στο τέλος προσθέτουμε την πτώση πίεσης των ευθύγραμμων τμημάτων και των εξαρτημάτων και το άθροισμα θα είναι η συνολική πτώση πίεσης ή η συνολική πίεση του συστήματος.

Στο κεφάλαιο 14, που ακολουθεί θα αναφέρουμε μια εύκολη μέθοδο που χρησιμοποιούμε για να προσδιορίσουμε χωρίς υπολογισμούς την πτώση πίεσης των ευθύγραμμων αεραγωγών, ενώ στο κεφάλαιο 15, θα αναφέρουμε τη μέθοδο υπολογισμού της πτώσης πίεσης που προκαλούν τα εξαρτήματα.

(συνέχεια στο επόμενο τεύχος)