Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Как се изчислява тяга на въздуховод
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=7&t=14311		 Страница 1 от 2
Автор:  emilvtc [ Пон Яну 25, 2016 9:10 pm ]
Заглавие:  Как се изчислява тяга на въздуховод
Темата определено не е за форум по електроника, но тук сме все инженери и мислещи хора и някой може да знае нещо по въпроса.

Та въпроса е как да се сметне "тягата" или по-скоро дебита на въздуха през въздушна риза на камина, работеща гравитачно (без принудителна циркулация с вентилатори).

Постановката е камина с въздушна риза (херметична). Целта е да се топли "въздушно"от камината съседната стая точно зад камината, без да се смесва въздуха от двете стаи и без вентилатори.
От съседната на камината стая през въздуховод (тръба) разположена близо до пода се засмуква въздух от стаята, който преминава през въздушната риза на камината и се затопля в нея. След това през друг въздуховод (тръба) с височина 1.4метра нагрятия въздух се издига нагоре и се връща отново в съседната на камината стая. Общата дължина на двата въздуховода е около 3 метра (1м за студения и 2м за топлия), а сечението им е квадратно 30х30см или 900кв.см.

Въпроса е как да се сметне циркулацията (дебита) на въздуха през тръбите, като се знаят сеченията на тръбите, температурите на входа и на изхода на въздушната риза и височината на тръбата след ризата.

Интересува ме колко трябва да е сечението на въздуховодите, за да може да се отопли въпросната стая. (Ще ми трябва около 1.5кW топлинна мощност при температура в стаята 22 градуса и външна температура -15 градуса )

Ясно е, че колкото по-голямо е сечението на въздуховодите - по-добре, но има конструктивни ограничения, които усложняват нещата ...
Автор:  ToHu [ Пон Яну 25, 2016 10:18 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Ами от чисто теоретично вземайки в предвид плътността на вуздуха при различна температура можеш да сметнеш разликата в наляганията и от там дебита през тръбата. От друга страна топлоемността на въздуха определя трансфера на енергия. Та първо смяташ колко кум.м ч ти осигуряват трансфера на нужната топлинна мощност, и от там определяш сечения на база сметната разлика в налягането.
Това чисто теоретично, сигурно има доста фактори които влияят, най-вече влажността.
Формули не се сещам, трябва да се разровиш.
Автор:  emilvtc [ Пон Яну 25, 2016 11:27 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Да, принципно са ми ясни нещата, но "дявола" е в детайлите ...
Проблема ми е, че немога да намеря майстор или фирма, които да ми проектират и изпълнят това което искам :(

Като им кажа "гравитачно" въздушно отопление ме гледат умно, а като им кажа и че не искам да смесвам въздуха между стаите - направо ме гледат като извънземен ...
И като ги питам камините които те изграждат как им се чисти праха от булото и въздуховодите - направо ме гледат "враждебно"
Толкова ли е сложно това, което искам?

И понеже нещата са комплексни - дизайн, функционалност, възможност за почистване и поддръжка и т.н. - полека лека започнах аз да проектирам това, което искам. Изчетох много за камините, изграждането на булото, вентилирането му и т.н. и стигам до извода, че нещата макар и прости на пръв поглед въобще не са такива.

Прикачам няколко работни картинки на това, което се опитвам да направя.

Прикачени файлове:
Main_ASM_ZUZIA_1.JPG
Main_ASM_ZUZIA_1.JPG [ 118.94 KiB | Прегледано 5624 пъти ]
Main_ASM_ZUZIA_2.JPG
Main_ASM_ZUZIA_2.JPG [ 82.74 KiB | Прегледано 5624 пъти ]
Main_ASM_ZUZIA_3.JPG
Main_ASM_ZUZIA_3.JPG [ 99.99 KiB | Прегледано 5624 пъти ]
Main_ASM_ZUZIA_4.JPG
Main_ASM_ZUZIA_4.JPG [ 108.21 KiB | Прегледано 5624 пъти ]
Main_ASM_ZUZIA_5.JPG
Main_ASM_ZUZIA_5.JPG [ 69.89 KiB | Прегледано 5624 пъти ]
Автор:  bongo_x2 [ Пон Яну 25, 2016 11:40 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
emilvtc написа:
........ И като ги питам камините които те изграждат как им се чисти праха от булото и въздуховодите - направо ме гледат "враждебно" ......

Мии не се чисти! На колко оставени ръце се нагледах... Да не говорим как си чистя от сажди една тъпа печка с водна риза и фурна: специални приспособления и прахосмукачка!

Иначе това което го искаш го имаше някъде из гръчко, ама... Пък принципа е ясен: презапасяваш се и ако се претоплиш - затваряш шлюза :)
Автор:  ToHu [ Пон Яну 25, 2016 11:45 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Ами не точно тия, но фирмули има по нета, сега не ми се рови но съм търсил преди време за подобни неща и съм намирал. Другото което се сещам е симулация, flotherm примерно но нямам време сега да я правя а и не съм го пускал от години, това е менторски продукт и въпреки че сигурно е най-измисляният като интерфейс пак си е малко криво. Напоследък симулирам с космоса на солида, нямам нищо толкова критично да се наказвам с флотерм, но със солида това не знам колко ще е точно.
Автор:  ToHu [ Пон Яну 25, 2016 11:48 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Сега като се замислих това за флуидите беше FloEFD ама сега погледанх сайта им и гледам че имат още две нови, Flowmaster и FloVent, едно време ги нямаше или не са ми направили впечатление, тия и двете са за специфични цели като твоята :)
Автор:  4040 [ Пон Яну 25, 2016 11:49 pm ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Значи искаш топлообменник въздух-въздух. Първо пресметни какво количество въздух ще трябва за да пренесе нужната мощност (м3 в секунда). После, според отворите , пресметни скоростта, която ще трябва да има потока - ако е много голяма ,няма да стане без вентилатор. Има си и формули какъв топлообмен осигурява дадена площ радиатор с поток въздух. Абе формули има ,но обикновено накрая работата е "нагодяк".
Автор:  stefan63 [ Вто Яну 26, 2016 12:27 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Изобщо не вярвам това да стопли втората стая - топлият въздух ще илиза под тавана .
Камината ще е залепена за втората стая, защо да не е част от стената всъщност. Двете стаи ще се "чуват" звуково, но
поне ще са топли :-) .
Разгледай схеми на руски печки - може да измислиш как във втората стая да е коминът , а в първата - горивната камера.
Автор:  ToHu [ Вто Яну 26, 2016 1:17 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Абе ще стопли, защо да не стопли, ако е направен както трябва естествено че ще топли, а въздушното отопление си е доста ефективно дори и да не е принудително.
Автор:  dan [ Вто Яну 26, 2016 1:27 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Малко встрани от темата- ако я правиш от нулата, защо не я направиш кахлена печката?
Автор:  emilvtc [ Вто Яну 26, 2016 8:59 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Обмислях варианта за кахлена печка, но се отказах, защото ми се стори „голЕма автоматизация“. Много трудно ще намеря кой да ми я направи, а и се използват много и скъпи материали за направата и. Капризна е към дървата за горене и е много инертна. При нея се гони акумулиращ ефект, а аз търся вариант за „бързо“ отопляне на стаите.
Автор:  stefan63 [ Вто Яну 26, 2016 9:08 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Майсторите на тия печки живеят по унгарската граница на Румъния, и кахлите май само там ги правят (в близката чужбина). Но за Пловдив вероятно ще е твърде инертна, наистина.
Автор:  miro_atc [ Вто Яну 26, 2016 10:50 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Емо, за изчисленията имаш да съобразиш 3 неща:
1. Аеродинамично съпротивление
2. Скорост на подаване/отнемане на топлина
3. Подемна сила

Първото не знам как се смята, но е експоненциална функция, т.е. при малък поток аеродинамичното съпротивление е нищожно. При нарастване на потока съпровлението расте още повече и става нещо като (по)токова защита. С две думи съпротивлението ти би трябвало да играе само при "надута" печка...
Скоростта с която загряваш въздуха е по-важна. Ако се ориентирам правилно по картинките, хоризонталния участък точно над камината ще помогне. Добре е да се погрижиш за изолацията, т.е. стените на чистия въздух трябва да са добре термоизолирани и обратно, да имаш добра проводимост откъм камината.
Подемната сила е най-важната, според мен така е по-правилно да се смята, а не с разлика от налягания. Виж закона за идеалния газ (на Авогадро). Обемът по налягането е пропорционален на температурата и количеството газ. По спомен простичко правило беше че ако намалиш обема два пъти, то температурата се вдигаше 1.4 пъти някъде измерено в Келвини. Или обратно ако повишиш температурата 1.4 пъти обема ще се вдигне два пъти. Е като вдигнеш обема два пъти, грубичко казано ако 1 куб.м тежи един килограм, той ще стане половин, демек имаш подемна сила от половин килограм.
Ще намериш точните формули и ако искаш да сметнеш точно трябва да разделиш по вертикала на много дребни обемчета (S*dy) за всяко обемче смяташ колко е разликата в температурите вътре в обема и температурата на въздуха на абсолютно същата височина в стаята която отопляваш. От разликите в температурите смяташ с колко въздуха вътре е по-лек или по-тежък спрямо същия обем и същото налягане само че с външната температура.
Иначе казано процеса е интегриране по вертикала и ти трябват градиентите на температурите в тялото и стаята. Въпросът не е толкова в сметките, а в принципа. Значи температурата в една стая естествено е най-ниска до пода и обикновено там е най-лошата топлоизолация (освен ако не си в мазе). Та значи най-кофти е на пода и само за 10-на см вече градиента става по-плавен, а до близко до тавана температурата е почти еднаква (би трябвало най-горе да е най-топло, но ако тавана дърпа то последните 10-на см са ти почти с еднаква температура). В цифри примерно в моя апартамент на пода гледам да поддържам 17 градуса, до половин метър вече е 19-20, а тавана е 27-28. Но това е специфика и на самия апартамент (имам 3 тераси по 7 метра дето са без изолаци и са като радиатор на долната плоча).

Сега, защо ти го обяснявам това... Ако се върнем към сметките ти искаш да вдигнеш някакъв обем въздух от пода и да го закраш на височината на камината. Нали се сещаш, че това е точно обратното на подемна сила ;-) Въздухът най-долу дето е да кажем 17 градуса и е най-тежък трябва да го вдигнеш на височина метър и нещо дето нормално е 20-на градуса.
Помисли над тоя проблем. Реално ще е много по-ефективно да не го смучиш от земята, но тогава трудно ще затопляш пода... Другият вариант е ако може да смъкнеш топлината от камината да слезе още надолу. Нещо от сорта на heat pipe или просто метален профил.... не знам. Просто ти казвам че тоя участък ти е проблем.
Вече като стигне камината и загрееш въздуха, той става по-лек спрямо въздуха на същата височина в стаята и имаш подемна сила, так че той ще тръгне нагоре....
Автор:  Koleto [ Вто Яну 26, 2016 11:11 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Миналото лято и аз решавах подобна дилема за вилата. След доста чесане и четене си избрах и аз метода с "въздушно отопление". Показах гърба на печката и вертикала на кюнеца преди входа в комина в коридора, а горивната камера остана в хола. Ефекта е поразителен - от коридора топля задните 2 стаи и банята директно на 20-23 градуса при -16 навън (по нова година тествано). Неприятно е, че трябва да седят вратите отворени (за сега, щото мисля да направя топлообенник около кюнеца и да го напъхам топлия въздух с въздуховоди по стаите принудително).... За около 3-4 часа след запалване в къщата вече е приятно, а след една пълна нощ си става направо комфортно...

Прикачени файлове:
DSC07441.JPG
DSC07441.JPG [ 2.92 MiB | Прегледано 5548 пъти ]
DSC07439.JPG
DSC07439.JPG [ 2.68 MiB | Прегледано 5548 пъти ]
Автор:  stefan63 [ Вто Яну 26, 2016 11:21 am ]
Заглавие:  Re: Как се изчислява тяга на въздуховод
Браво!
Около тоя кюнец вероятно ще стане добър топлообменник.
Заради топлообменника ли не си вкарал кюнеца хоризонтално в комина, или има някакви
теоретични ограничения?
Страница 1 от 2 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/