محاسبه فشار استاتیکی و فشار سرعت در محاسبات فن و هواکش

محاسبه فشار استاتیکی در محاسبات سیستم های تهویه  و محاسبات هواکش و فن های صنعتی و همچنین هواکش های سانتریفیوژ و آکسیال  بسیار حائز می باشد. در این مقاله سعی می کنم با انواع فشار سیستم آشنا شویم .

محاسبه فشار استاتیک   Static Pressure

فشار استاتیک  در تعریف ، فشار پتانسیل نهفته در سیال است که تمایل دارد ظرف حاوی خود را مچاله و یا پاره کند.

واحدهای متعددی برای اندازه گیری فشار استاتیک به کار برده می شوند که در بین آنها اینچ آب WG پرکاربردتر می باشد.

فشار استاتیک را می توان با دستگاهی به نام مانومتر (فشار سنج) محتوی مایع اندازه گیری نمود.

مقدار فشار استاتیک با توجه به فشار جو می تواند مقادیر مثبت و یا منفی را به خود اختصاص دهد. محاسبه فشار استاتیکی  را می توان با ابزار سنجشی به نام مانومتر محاسبه نمود.

مانومتر چیست Manometer؟

همانطور که پیش تر گفته شد از مانومتر جهت اندازه گیری فشار استاتیکی محیط استفاده می شود.  در واقع مانومتر فشار سنجی است که با آن فشار گاز محبوس در یک ظرف را اندازه گیری می کنند.

فاکتور اصلی  اندازه گیری، فشار لوله بروردون می باشد، لوله برودون یکی از قسمت های اصلی مانومتر است که با مقطع تقریبا بیضی به شکل C ساخته شده که یک طرف آن مسدود و ظرف دیگر آن به نقطه فشار وصل می شود.

فشار سنجهای نوع بوردون قادرند از ۳۰ تا ۵۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع را اندازه بگیرد. فشار وارده باعث می شود نوک آزاد لوله بوردون حرکت کند و این حرکت بوسیله سیستم اهرم به چرخ دنده و عقربه منتقل می شود و عقربه روی صفحه فشار را نشان می دهد.

برای اندازه گیری فشار، بر روی مانومتر مقیاسی وجود دارد که اندازه گیری اختلاف ارتفاع مایع در هر دو ستون را امکان‌پذیر می‌کند. اختلاف ارتفاع مایع موجود در دو لوله می‌تواند مرجعی برای مقایسه نسبی فشارهای مختلف باشد. همچنین اگر چگالی مایع در فشارسنج بررسی و مشخص شده باشد، می‌توان از آن برای محاسبه فشار مطلق هم استفاده کرد.

مانومتر محاسبه فشار استاتیکی با استفاده از مانومتر وسیله سنجش فشار استاتیکی در فن و هواکش

نحوه صحیح استفاده از مانومتر

در هنگام اندازه گیری فشار استاتیکی با استفاده از مانومتر باید مانومتر را کاملا عمود بر جریان هوا قرار داد. در سطح لوله پیتوت مانومتر منفذهای قرار دارد که از طریق آن و یا با مته کردن دقیق بدنه کانال بدون اینکه در سطح داخلی آن ناهمواری ایجاد کند می توان فشار استاتیکی را اندازه گیری نمود.

فشار سرعت Velocity Pressure =VP

فشار سرعت ، فشاری است که میزان انرژی مورد نیازی که می تواند هوای ساکن را با سرعت V جابه جا نماید را نمایش می دهد.

برای محاسبه فشار سرعت می توان از رابطه های برنولی، و تعریف فشار استفاده نمود.

رابطه فشار سرعت و سرعت جریان هوا در یک کانال به صورت زیر محاسبه می شود:

VP=ρ(V/1096)^2

V سرعت سیال بر حسب fpm

ρ چگالی گاز بر حسب lbm/ft^3

VP شار سرعت بر حسب WG

فشار سرعت همواره در جهت جریان هوا وجود دارد و برخلاف فشار استاتیکی که می تواند مقادیر مثبت و منفی داشته باشد، همواره مثبت است.

مقایسه فشار سرعت و فشار استاتیکی-البرز فن

در هوای استاندارد داریم :

VP=(V/4005)^2