Tính tĩnh áp quạt (tổn thất ống gió và công suất)
Bước tiếp theo sau khi chọn kích thước ống. Nhập lưu lượng, kích thước, chiều dài, ΣK từng đoạn đến miệng gió xa nhất, cộng tổn thất lọc, coil và dự phòng để có tĩnh áp, toàn áp, công suất trục và động cơ đề xuất.
Cơ sở tính toán
Mỗi đoạn cộng tổn thất ma sát và cục bộ; cộng thiết bị và dự phòng để có toàn áp. Tĩnh áp = toàn áp − áp động miệng thổi.
| Mục | Công thức | Giải thích · cơ sở |
|---|---|---|
| Khối lượng riêng | ρ = p / (R_da · T) | Không khí khô, khí lý tưởng, R_da = 287.042 J/(kg·K). Bỏ qua ẩm (~1 %) |
| Tổn thất ma sát | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f theo Colebrook (chảy tầng 64/Re), cùng hàm với công cụ ống gió |
| Đường kính tương đương ống chữ nhật | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Công thức Huebscher, chỉ cho ma sát; áp động dùng vận tốc thực Q/(ab) |
| Tổn thất cục bộ | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK là bội số áp động, theo bảng dưới hoặc ASHRAE Duct Fitting Database |
| Toàn áp và tĩnh áp quạt | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m = dự phòng, Pv₁ = áp động đoạn 1 (sau miệng thổi) |
| Công suất | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q m³/s; P là P_t hoặc P_s theo cơ sở hiệu suất. Động cơ làm tròn lên |
Hệ số tổn thất cục bộ (giá trị tham khảo)
Chỉ là giá trị điển hình. K thực phụ thuộc mạnh vào hình dạng và tỷ lệ lưu lượng; khi thiết kế dùng ASHRAE Duct Fitting Database, SMACNA hoặc nhà sản xuất. Chạc ba thay đổi từ khoảng 0 đến trên 1 nên không đưa vào.
| Phụ kiện | K (tham khảo) | Cơ sở và lưu ý |
|---|---|---|
| Miệng ra vào không gian lớn | 1.0 | Cân bằng động lượng: mất toàn bộ áp động. Độ tin cậy cao |
| Miệng vào cạnh sắc, phẳng tường | 0.5 | Giá trị điển hình của Idelchik, ASHRAE. Độ tin cậy cao |
| Mở rộng đột ngột (A₁ sang A₂) | (1 − A₁/A₂)² | Borda-Carnot, theo áp động phía trước (A₁). Độ tin cậy cao |
| Co tròn trơn 90°, r/D 1.5 | 0.15 | Giá trị điển hình ASHRAE (khoảng 0.2 khi r/D 1.0). Độ tin cậy trung bình |
| Co vuông góc chữ nhật, không cánh hướng, H/W 1 | 1.2 | Giá trị điển hình ASHRAE; có cánh hướng sẽ giảm nhiều. Độ tin cậy trung bình |
| Van bướm mở hoàn toàn | 0.2 | Giá trị điển hình ASHRAE; tùy độ dày cánh và kết cấu. Độ tin cậy trung bình |
Ví dụ
Không khí 20 °C · 101.325 kPa, tôn mạ kẽm (ε 0.09 mm). Ba đoạn dưới (mặc định) cộng lọc 150 Pa, coil 200 Pa, miệng gió 30 Pa, dự phòng 10 %, hiệu suất toàn áp 60 %, động cơ 90 % và dự phòng 15 %.
| Đoạn | Kích thước mm | Lưu lượng CMH | Vận tốc m/s | Áp động Pv Pa | Ma sát R Pa/m | Tổng hệ số tổn thất cục bộ ΣK | Tổn thất đoạn Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12 000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8 000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3 000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| Mục | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| Tổn thất ống (ma sát + cục bộ) | 211.3 | 21.5 |
| Lọc trung bình | 150.0 | 15.3 |
| Dàn coil nước lạnh | 200.0 | 20.4 |
| Miệng gió cấp | 30.0 | 3.1 |
| Tạm tính | 591.3 | 60.3 |
| Dự phòng 10 % | 59.1 | 6.0 |
| Toàn áp quạt P_t | 650.4 | 66.3 |
| Áp động miệng thổi Pv₁ (trừ đi) | −65.3 | −6.7 |
| Tĩnh áp quạt P_s | 585.1 | 59.7 |
Toàn áp 650.4 Pa, tĩnh áp 585.1 Pa, công suất trục 3.61 kW, động cơ đề xuất 5.5 kW.
Giới hạn
Công cụ chỉ cộng các đoạn như một tuyến nối tiếp. Không tự tìm tuyến bất lợi, không chọn quạt hay đường đặc tính (điểm làm việc), không tính ồn. Hiệu ứng hệ thống (nối quạt) nhập bằng ΣK hoặc tổn thất thiết bị.
Nguồn
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
Câu hỏi thường gặp
Tĩnh áp và toàn áp quạt khác nhau thế nào?
Toàn áp = tĩnh áp + áp động. Tổng tổn thất là toàn áp quạt; trừ áp động miệng thổi (ρV²/2) được tĩnh áp. Hiệu suất cũng có loại toàn áp và tĩnh áp, hãy tính công suất cùng cơ sở với nhà sản xuất.
Tính tổn thất áp suất ống gió thế nào?
Mỗi đoạn cộng ma sát R·L và cục bộ ΣK·ρV²/2. R tính bằng Darcy-Weisbach với hệ số Colebrook; ống chữ nhật dùng đường kính tương đương Huebscher. Tổn thất các đoạn đến miệng gió xa nhất cộng lọc, coil là áp quạt phải thắng.
Tính công suất quạt thế nào?
Công suất khí P_a = Q × P (Q m³/s, P Pa, kết quả W), công suất trục = P_a ÷ hiệu suất quạt. Ví dụ: 3.33 m³/s × 650 Pa = 2.17 kW; hiệu suất 60 % thì trục 3.61 kW. Động cơ cộng dự phòng (ví dụ 15 %) rồi làm tròn lên công suất chuẩn (ở đây 5.5 kW).
Cập nhật lần cuối 2026-10-19.