Επιλογή - Έλεγχος ανεμιστήρα σε δίκτυα αεραγωγών

[DDD]

Φίλε georgesp o Μίλτος στα ανέλυσε μια χαρά θα έλεγα. Μήπως θα έπρεπε να το ξαναδιαβάσεις το πορτ του?
Αυτό που μπορώ εγώ να σου πω είναι πως το δίκτυο σου μπορείς να το αντιμετωπίζεις όπως και ένα κλειστό δίκτυο νερού στη θέρμανση χωρίς καμιά ρύθμιση. Θα λειτουργεί με ίδια πίεση σε όλους τους κλάδους. Οταν ο ανεμιστήρας φυσά μέσα στο δίκτυο θα έχεις την ίδια ολική πίεση σε όλους του κλάδους ανεξαρτήτως γεωμετρίας και μηκών κλάδων. Υποθέτοντας ότι το λύνεις με την πολύ διαδεδομένη μέθοδο σταθερής πτώσης πίεσης ανά μέτρο, αυτό σημαίνει πως χρειάζεσαι να διαστασιολογίσεις έτσι το δυσμενέστερο κλάδο έτσι ώστε να έχεις μια ικανοποιητική ταχύτητα αλλά και ικανοποιητικό βεληνεκές από την επιλογή του κατάλληλου στομίου στο κλάδο αυτό. Ολοι οι άλλοι κλάδοι θα παραλαμβάνουν την ίδια πίεση. Επειδή όπως βρίσκονται σε πιο ευνοϊκές συνθήκες, περισσότερη πίεση είναι διαθέσιμη οπότε πρέπει να δημιουργήσεις μία αντίσταση δικιά σου (βλ νταμπερ) έτσι ώστε να τα φέρεις σε μια συμπεριφορά ίδια με τον δυσμενέστερο.
Επιλέγοντας όπως λες τις ταχύτητες πρέπει να το λύσεις το δίκτυο και να υπολογίσεις τη ΠΠ σε κάθε στόμιο από τον ανεμιστήρα. Βρίσκεις την δυσμενέστερη θέση (κλάδος) και επιλέγεις με βάση αυτήν τον ανεμιστήρα. Για τους άλλους κλάδους θα ρυθμίσεις τα νταμπερ έτσι ώστε να έρθεις στην επιθυμητή παροχή διότι αν δεν το κάνεις σε όλους τους άλλους κλάδους θα έχεις μεγαλύτερη παροχή από την ζητούμενη. Είναι η αντίσταση που έλεγε παραπάνω ο Μίλτος με τα D1, D2, D3, D4. Στις αντιστάσεις των καναλιών λαμβάνεις όλα τα εξαρτήματα και όχι μόνο τα μήκη. Στα παραπάνω υποθέτω επίλυση με σταθερή DP/m η οποία μέθοδος δίνει καλά και αξιόπιστα αποτελέσματα.

Ductulator έχεις? θα σε βοηθήσει αρκετά να δεις τη τρέχουσα ΠΠ ανα μέτρο αγωγού ανάλογα την διάστασή του.

[georgesp]

Αγαπητοί φίλοι DDD και Μίλτο

Διαβάζοντας ξανά τις απαντήσεις σας καταλαβαίνω τι λέτε (νομίζω) αλλά κάτι δεν μου πάει καλά. Οπότε για να ξεκαθαρίσει το τοπίο, πράγμα που νομίζω θα φανεί χρήσιμο και σε άλλους συναδέλφους που ίσως διαβάσουν αυτή τη συζήτηση στο μέλλον ρωτώ το εξής. Να το πάρουμε από την αρχή.

Η επιλογή και οι διαστάσεις των αεραγωγών και των στομίων, δηλαδή ο σχεδιασμός του δικτύου δεν γίνεται με το τι παροχή θέλω σε κάθε κλάδο ? (και τελικά σε κάθε στόμιο) και την ταχύτητα που εγώ επιθυμώ σε αυτό το κλάδο ?

Έτσι δεν σχεδιάζουμε το δίκτυο ? και για την ακρίβεια να το πω πιο σωστά, αν εξαιρέσουμε τη μέθοδο της ανάκτησης στατικής πίεσης που είναι δύσκολη, ο σχεδιασμός του δικτύο γίνεται :

α. είτε θεωρώντας ίση ταχύτητα αέρα σε όλους τους κλάδους (εκτός από τον πολύ αρχικό) οπότε ανάλογα με την παροχή που θέλουμε διαστασιολογούμ (η παροχή είναι δεδομένη)

β. είτε θεωρώντας σταθερή (ή σχεδόν σταθερή) πτώση πίεσης ανά μέτρο επίσης σε όλους τους κλάδους με ότι ταχύτητες προκύπτουν (επίσης η παροχή είναι δεδομένη).

Αφού λοιπόν φτιάξουμε το δίκτυο μας με μια εκ των δύο παραπάνω μεθόδων, έστω τη β, και καταφέρουμε να έχουμε σταθερή πτώση πίεσης ανά μέτρο σε όλους τους κλάδους και ικανοποιητική ταχύτητα (γίνεται άραγε), μας λείπει μόνο η στατική πίεση του ανεμιστήρα (την παροχή την ξέρουμε). Ο Ασημακόπουλος λοιπόν, έρχεται εδώ και λέει :

Και στις δύο μεθόδους επιλέγεις ανεμιστήρα με βάση το ΑΘΡΟΙΣΜΑ της πτώσης πίεσης σε όλους τους κλάδους (και λοιπά εξαρτήματα) και όχι μόνο στον δυσμενέστερο. Αθροίζουμε λοιπόν, βρίσκουμε πτώση πίεσης και πάμε και διαλέγουμε ανεμιστήρα. Έτσι λέει. Υπάρχει κάποιο λάθος ?

Εσείς όμως Μίλτο και DDD απ ότι κατάλαβα λέτε κάτι άλλο. Λέτε το εξής. Ότι αν η πτώση πίεσης στο δυσμενέστερο σημείο είναι 40 Pa (και επιλέξουμε ανεμιστήρα 40 Pa, τότε θα είμαστε
"οκ" μόνο γιαυτό το κλάδο (τον δυσμενέστερο) διότι τα 40 Pa θα εμφανιστούν επίσης και στους άλλους κλάδους οι οποίοι όμως έχουν λιγότερες απώλειες (πτώση πίεσης) οπότε κάτι πρέπει να κάνουμε να τις αυξήσουμε και αυτές στα 40 Pa (με damper ή αντιστάσεις). Αυτό λέτε ? Αν ναι, εκτιμώ ότι έχουμε μια άλλη προσέγγιση υπολογισμού που φαντάζομαι ότι θα πρέπει πρώτα να υπολογίσεις τον δυσμενέστερο κλάδο (μέχρι και το στόμιο του) και μετά να αρχίσεις να διαστασιολογείς κάπως το υπόλοιπο δίκτυο ώστε να έχεις παντού τελικά την ίδια συνολική πτώση πίεσης σε κάθε κλάδο. Δηλαδή κάθε κλάδος μέχρι και το στόμιο του να έχει πτώση πίεσης ίση με εκείνη του δυσμενέστερου σημείου. Οπότε οι δύο παραπάνω μεθοδολογίες "καταργούνται" υπό μια έννοια και εισάγεται μια τρίτη η οποία λέει : Διαστασιολογείς τον κάθε κλάδο με βάση τον δυσμενέστερο έτσι ώστε να έχεις τη κατάλληλη παροχή υπό κάποια ταχύτητα και συνολική πτώση πίεσης ΠΑΝΤΑ ίση με εκείνη του δυσμενέστερου. Αυτό λέτε συνάδελφοι ? ή εγώ δεν έχω καταλάβει τίποτα [8D]?

[miltos]

quote:Και στις δύο μεθόδους επιλέγεις ανεμιστήρα με βάση το ΑΘΡΟΙΣΜΑ της πτώσης πίεσης σε όλους τους κλάδους (και λοιπά εξαρτήματα) και όχι μόνο στον δυσμενέστερο. Αθροίζουμε λοιπόν, βρίσκουμε πτώση πίεσης και πάμε και διαλέγουμε ανεμιστήρα. Έτσι λέει. Υπάρχει κάποιο λάθος ?

Αν το λέει έτσι είναι λάθος. Δεν έχει νόημα να προσθέτεις πιέσεις σε διαφορετικά σημεία του δικτύου. Μήπως εννοεί ότι υπολογίζεις την πτώση πίεσης στον δυσμενέστερο κλάδο, λαμβάνοντας υπόψιν τις όλες παροχες, όπως αυτές προκύπτουν από τη λειτουργία όλων των κλάδων και όχι μόνο του δυσμενέστερου;

H μέθοδος της σταθερής πτώσης πίεσης ανά μέτρο είναι μια μέθοδος για να διαλέξεις διαμέτρους και μόνο. Δεν εξασφαλίζει την λειτουργία του δικτύου με τις παροχές που διάλεξες. Αυτό μπορείς να το δεις αν "λύσεις" 2 όμοια δίκτυα στα οποία διαφέρουν μόνο κάποια μήκη και που οι παροχές είναι ίδιες. Αν ο δυσμενέστερος δεν αλλάξει, η μέθοδος δε σου δείχνει τις διαφορές.

Αυτά τα λίγα προς το παρών διότι είμαι εκτός εδρας και πρέπει να γράψω στα πεταχτά.

quote:miltos

μήπως εννοείς το ρv²/2 ;

Ναι.



____________________
Μ' αρέσουν οι παρατηρήσεις... Διορθώνομαι!

[georgesp]

Αντιλαμβάνομαι λοιπόν ότι αυτό που πρέπει να πετύχει κανείς είναι το εξής : με βάση τη πτώση πίεσης του δυσμενέστερου κλάδου να καθορίσει με damper ή άλλες "αντιστάσεις" και τους υπόλοιπους κλάδους ώστε σε κάθε κλάδο τελικά να υπάρχει η ίδια πτώση πίεσης με τον δυσμενέστερο ώστε να επιτευχθούν τελικά οι επιθυμητές παροχές. Σωστά ?

Αν είναι έτσι όμως, τι νόημα έχει να διαστασιολογούμε το δίκτυο αεραγωγών μας με τη μέθοδο των ίσων ταχυτήτων ή της σταθερής πτώσης πίεσης ανά μέτρο ? Θέλω να πω ότι θα μπορούσαμε να διαστασιολογήσουμε (τις διαμέτρους) μόνο με βάση την επιθυμητή παροχή και ταχύτητα και εν συνεχεία "προκαλέσουμε" τέτοιες "αντιστάσεις" ώστε να φέρουμε το σύστημα σε ισσοροπία, δηλ. σε κάθε κλάδο να έχουμε τελικά την ίδια πτώση πίεσης με τον δυσμενέστερο. Έτσι δεν είναι ?

[DDD]

quote:Originally posted by georgesp

Αντιλαμβάνομαι λοιπόν ότι αυτό που πρέπει να πετύχει κανείς είναι το εξής : με βάση τη πτώση πίεσης του δυσμενέστερου κλάδου να καθορίσει με damper ή άλλες "αντιστάσεις" και τους υπόλοιπους κλάδους ώστε σε κάθε κλάδο τελικά να υπάρχει η ίδια πτώση πίεσης με τον δυσμενέστερο ώστε να επιτευχθούν τελικά οι επιθυμητές παροχές. Σωστά ?

με βάση την Πτώση Πίεσης επιλέγεις ανεμιστήρα. Dampers θα διαθέτουν όλα τα στόμια ή/και όλοι οι κλάδοι(ανάλογα το μέγεθος του δικτύου). Τις παροχές και διατομές τις υπολογίζεις όπως είπες. Το πως θα ρυθμιστεί το κάθε damper είναι δουλειά του balancer που θα κάνει στο commissioning του έργου και όχι δικό σου.

[Pirate]

Στους αεραγωγούς έχουμε μία διαφορά που με τα δίκτυα νερού δεν την έχουμε. Αναφέρω τάχιστα:
1. Τα πρώτα είναι ανοικτού κυκλώματος και τα δεύτερα είναι κατά 75% κλειστού κυκλώματος. Στα κλειστά κυκλώματα ο παράγων την κίνηση μηχανισμός έχει να υπερνικήσει μόνο και μόνο τις υδραυλικές απώλειες πίεσης του ρευστού, αδιαφορώντας αν το ρευστό ανεβαίνει, κατεβαίνει, ξαναγυρνά κοκ. Στα ανοιχτά κυκλώματα όμως τα πράγματα είναι διαφορετικά. Σε κάθε εξεταζόμενο σημείο επιβάλλεται να λαμβάνει κανείς υπ' όψιν του και τους τρεις όρους της εξίσωσης Bernouli.
---Στατική πίεση ή πίεση μανομέτρου που γεννιέται από κάποιον μηχανισμό ή κάποια φυσική διεργασία.
---Δυναμική πίεση που την γεννά η ταχύτητα του ρευστού βάσει της εξίσωσης ρV²/2
---Υψομετρική πίεση που γεννά η υψομετρική διαφορά του ίδιου του ρευστού.
---Τέλος για τα πραγματικά ρευστά (και όχι τα ιδανικά) είμαστε υποχρεωμένοι να λαμβάνουμε υπ' όψιν μας και την απώλεια πίεσης προκειμένουν να κάνει το ρευστό μία διαδρομή μέσα στον αγωγό του.
2. Αν θεωρήσουμε ένα δίκτυο οριζόντιο τελείως για να εξαλείψουμε τον προτελευταίο όρο τότε μεταξύ αέρα και νερού παρατηρούμε τις παρακάτω βασικές διαφορές:
2.1. Νερό: Ας δεχθούμε ότι κινούνται 3 m³/h μέσα σε σωλήνα Φ35 και σε μέσο περιβάλλον πίεσης περί τα 2 Bar. Η ταχύτητα είναι 1 m/sec και η πτώση πίεσης είναι ~280 Pa/m. Κάποια στιγμή διαστολάρουμε τον σωλήνα σε Φ64 οπότε πέφτει η ταχύτητα ~ στο 30%, στα 0,29 m/sec. Τότε βάσει της γνωστής εξίσωσης Bernouli λέμε ότι έχουμε μία ανάκτηση πιέσεως λόγω της μείωσης της ταχύτητας του νερού και η οποία είναι P+ = ρ(V1² - V2²)/2 = 460 Pa. Συνεπώς αν έχω δύο μανόμετρα ένα πριν την διαστολή και ένα μετά και θεωρήσω μηδενική την απώλεια πίεσης στην ίδια την διαστολή (που δεν είναι αλλά για το παράδειγμα ας το δεχθούμε) τότε το 2ο μανόμετρο θα μου δείχνει μεγαλύτερη πίεση από την άλλη! (αν είναι δυνατόν) και όμως ναι! Εδώ τελειώνει ο Φυσικός και έρχεται στον πίνακα ο μηχανικός: ο μηχανισμός που παράγει την κίνηση, ήτοι ο κυκλοφορητής βγάζει ένα μανομετρικό ύψος της τάξης των 60.000 Pa. Η ανάκτηση είναι μόλις κάτω του 1% άρα αμελητέα, η δε ανάκτηση αυτή ισοδυναμεί με ένα μήκος αγωγού στην πράξη του ενός μέτρου (αμελητέο) άσε που η πίεσή μου βρίσκεται κάπου στα 2 Bar κι ο κύριος Φυσικός μας είπε ότι χάσαμε 460 Pa που σημαίνει ότι το ένα μανόμετρο πριν την διαστολή θα δείχνει 2 Bar ενώ το δεύτερο θα δείχνει 2,005 Bar! Γνωρίζετε κύριε Φυσικέ κάποιο μανόμετρο ώστε να μου δείχνει αυτές τις διαφορές; Πώ-πω τι μου έκανε αυτή η παλιοανάκτηση πιέσεως! Μου το έκανε σμπαράλια το σύστημα κύριε Φυσικέ, μ' έριξε τελείως έξω ».
(Εντάξει ξέρουμε την απάντηση: «εμένα ποσώς με νοιάζουν τα μανόμετρά σας παλιοϋδραυλικάντζες μηχανολόγοι! »

2.2 Αέρας: Έχουμε αεραγωγό 500Χ400 χιλ. με μία παροχή αέρα 4000 m³/h θερμοκρασίας 15° με ταχύτητα κάπου 6 m/sec. Κάποια στιγμή διαστολάρουμε τον αγωγό σε 900Χ750 ώστε η ταχύτητα να πέσει όπως και στο νερό ~στο 30% και πράγματι τώρα γίνεται 1,76 m/sec. Αν υπολογίσουμε τώρα την ανάκτηση της πίεσης είναι P+ = ρ(V1² - V2²)/2 = ~20 Pa. Εδώ όμως τα πράγματα είναι διαφορετικά. Οι συνήθεις ανεμιστήρες προσδίδουν μία μηχανική πίεση στον αέρα της τάξης των 200 Pa οπότε τα 10 είναι το όχι αμελητέο ποσό του 10% αυτής. Άσε δε που 20 Pa είναι αρκετά για να οδεύσει ο αέρας στον αεραγωγό κάπου 10 ολόκληρα μέτρα!

Αν αφομοιώσει κάποιος τις δύο παραπάνω διαφορές έχω την εντύπωση ότι ξεκαθάρισε τις ιδιαιτερότητες του δικτύου των αεραγωγών που λόγω ιδιαίτερων δυσκολιών του είχαν αναπτυχθεί στο παρελθόν τεχνικές όπως αυτές των σταθερών πιέσεων ή σταθερών ταχυτήτων που κατά τη γνώμη μου σήμερα με την χρήση των Η/Υ έχουν πλέον πεθάνει ή επιβάλλεται να πεθάνουν οσονούπω!

georgesp στείλε μου στο mail μου σε dwg ή jpg αυτό που θέλεις ώστε να το ανεβάσω εγώ και να γίνει μία επικοδομητική συζήτηση που θα ωφελήσει πολλούς στο design των αεραγωγών.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[georgesp]

Φίλε pirate σε ευχαριστούμε για την ωραία ανάλυση.

Ο συνάδελφος DDD είπε ότι τελικά το balancing το κάνει κάποιος τρίτος. Εγώ έχω μπερδευτεί περισσότερο τώρα και αναρωτιέμαι το εξής (νέα απορία).

Γιατί να χρησιμοποιήσουμε τελικά τις μεθόδους της σταθερής πτώσης πίεσης (ανά μέτρο) ή τη μέθοδο των ίσων ταχυτήτων ? Δηλαδή, γιατί να μην διαστασιολογήσουμε το δίκτυό μας όπως θέλουμε με βάση την παροχή που θέλουμε στο κάθε κλάδο και την ταχύτητα που θέλουμε ? Αφού έτσι κι αλλιώς απ ότι είπατε, είτε με τη μια μέθοδο είτε με την άλλη, τις τελικές παροχές δεν πρόκειται να τις πετύχουμε αν δεν βάλουμε και ρυθμίσουμε τα dampers στους κλάδους. Άρα τι ακριβώς διαστασιολογούμε ? Επίσης ως μηχανικοί εμείς δεν πρέπει να πούμε τι αντιστάσεις πρέπει να βάλουμε ώστε να επιτευχθούν οι επιθυμητές παροχές ?

Αγαπητέ pirate θα είχε πολύ ενδιαφέρον αυτό που λες και θα ήταν χρήσιμο για πολλούς συναδέλφους. Εδώ οι μηχανολόγοι σε άλλο γραφείο υπολογίζουν ο καθένας και με έναν δικό του τρόπο και άκρη δεν βγάζω με τίποτα. Σου στέλνω λοιπόν εδώ το διάγραμμα ενός δικτύου αεραγωγών. Έστω κλιματιστική με ανεμιστήρα παροχής 2500 m3/h με τις παροχές του διαγράμματος. Σου δίνω και τις πτώσεις πιέσης στα στόμια.

Αν θες και όποτε έχεις χρόνο κι όρεξη πες μας τι θα έκανες εσύ συνοπτικά ή όποιος φίλος θέλει.

Εγώ θα διαστασιολογούσα το δίκτυο ως εξής : ταχύτητα 6 m/sec στο ΑΒ, 5 m/sec στο ΒΖ, 4 m/sec στον ΒΓ και από 3 ή 3.5 m/sec σε όλους τους άλλους. Μετά θα υπολόγιζα την πτώση πίεσης στο δυσμενέστερο και μετά δεν ξέρω :P....

[Nikos Mavrofidis]

Με την μέθοδο LAUX - μέδοδος διαδοχικών επαναλήψεων -
επιτυγχάνεται ακριβής διαστασιολόγηση του δικτύου
αεραγωγών προσαγωγής χωρίς περιττούς στραγγαλισμούς
( πηγές θορύβου ) ακόμη και για υψηλές ταχύτητες μέχρι
και 20 m/s. Η/Υ βεβαια απαραίτητος.

Για το δίκτυο απαγωγής αρκεί τις περισσότερες φορές η
διαστασιολόγηση του κεντρικού αγωγού σε μικρές ταχύτητες.

Νίκος


Nikos

[Pirate]

Τι θα κάνω Georgesp; Ότι κάνω και στο νερό θα κάνω. Έχοντας λάβει υπ' όψιν μου αυτά που έγραψα παραπάνω και το ανοιχτό κύκλωμα θα ξεκίναγα το δικτυάκι σου και θα το έχτιζα σιγά-σιγά. Επειδή είναι μικρό δεν χρειαζόμαστε δα και πολλές επαναλήψεις που λέει ο φίλος μας ο Νίκος. Με μία δύο θα βρούμε τον δυσμενέστερο κλάδο και θα αρχίσουμε το χτίσιμο. Εξελάκι και συναρτήσεις και λίγο θεωρία: ορθογωνικός αγωγός ισοδυναμεί με κυκλικό αγωγό και η διάμετρός η ιδοδύναμη είναι deq = ???
Ρίξε τη σχέση, στη συνέχεια την συνάρτηση των ταχυτήτων και όσο γι' αυτή της απώλειας πίεσης δηλαδή του f σας βοηθάω εγώ. Αν βγούν οι συναρτήσεις τότε αρπάζουμε παραμάσχαλα το excel που έχει πάμπολλα build-in εργαλεία (solver, goal-seek κλπ) και θα δεις τι λαυράκι πιάνουμε... Όρεξη να 'χεις!


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[miltos]

quote:Άρα τι ακριβώς διαστασιολογούμε ?

Αυτό το ερώτημα είναι το πιο σημαντικό και έχει το μεγαλύτερο γαμ#τ# μέσα του. Και δεν έχει να κάνει μόνο με τους αεραγωγούς, αλλά και με τα δίκτυα θέρμανσης όπως αντιμετωπίζονταν με τις παλιότερες μεθόδους...

Γιώργο στο ερώτημα γιατί ντάμπερ και όχι πχ άλλες διαμέτρους, η απάντηση είναι ότι γίνονται και τα δυο. Για να εξισσοροπίσεις με κατάλληλη επιλογή διαμέτρων, ο πιο καλός τρόπος είναι ίσως η μέθοδος της ανάκτησης στατικής πιεσης. Με αυτή τη μέθοδο βάζουμε τις επιθυμιτές παροχές σε κάθε τμήμα του δικτύου και μετά ξεκινάμε από τον ανεμιστήρα.

Στην περίπτωσή σου πχ, έχουμε στον κεντρικό κλάδο (ΑΒ) παροχή 2500m3/h. Στο Β το σπάμε στα 2. Στα ΒΓ & ΒΖ θα βάλουμε διαμέτρους ωστε:

Η ταχύτητα στα τμήμα αυτά θα είναι μικρότερη από ότι στο ΑΒ
Η μείωση αυτή της ταχύτητας θα έχει ως αποτέλεσμα να αυξηθεί η στατική πίεση στα τμήματα αυτά, αμέσως μετά το Β.
Αυτή η αύξηση της πίεσης θα είναι τέτοια ώστε ο αέρας να φτάσει στα Γ και Ζ με την ίδια στατική πίεση που είχε στο Β

Με τον ίδιο τρόπο πάμε από το Ζ στα Η & Μ, ώστε σε αυτά να έχουμε την ίδια πίεση που έχουμε στο Β.

Για να εφαρμοστεί σωστά αυτή η μέθοδος πρέπει να ξέρουμε σωστά τα ζ των διακλαδώσεων, τα οποία εξαρτώνται από τις ταχύτητες των διακλαδιζόμενων κλάδων σε σχέση με αυτές του κύριου κλάδου.

____________________
Μ' αρέσουν οι παρατηρήσεις... Διορθώνομαι!