Меню

Формулы для расчета дефлектора



Расчет дефлектора для вентиляции

Чтобы увеличить пропускную способность вытяжной шахты, можно задействовать энергию ветра. С этой целью на верхнем конце трубы ставят дефлектор. Его работа объясняется эффектом Бернулли. Когда струя воздуха ударяется о поверхность диффузора дефлектора, обходит его со всех боков, то на данном участке образуется разрежение, тяга становится лучше.

В результате использования дефлектора эффективность работы вентиляционной системы повышается на 15-20 процентов. Более того, приспособление защищает вытяжную шахту от осадков и мусора. Как произвести расчет дефлектора для вентиляции?

Основные характеристики вентиляционных дефлекторов

Устройство сделано так, что при обдувании ветром размер сечения вытяжного участка намного больше, приточного участка. Из-за этого на концах вытяжной шахты увеличивается разность давлений. Соответственно, увеличивается воздухообмен.

Основные характеристики дефлектора для вентиляции:

Существует множество моделей этих аэродинамических устройств. Рассмотрим популярные.

Дефлектор ЦАГИ

Устанавливается в вытяжную шахту. Для создания естественной тяги использует тепловой и ветровой напоры. Под влиянием потоков ветра в цилиндре дефлектора понижается давление. Этот процесс активизирует работу вытяжной системы.

Чтобы получить максимальный эффект, дефлектор ЦАГИ необходимо монтировать выше уровня кровли на полтора-два метра. Агрегаты с круглыми и прямоугольными сечениями «гоняют» не только воздушные потоки, но и химически неагрессивные среды (их температура не должна быть больше 800 градусов).

Схема работы дефлектора ЦАГИ в вертикальном разрезе:

+ — участок с повышенным давлением, зона разрежения.

Крышный дефлектор

Составной элемент естественной вентиляции. Предназначен для удаления вытяжных потоков. Крышный дефлектор монтируется на крыше, где выходит воздуховод.

Чтобы минимизировать расход воздушного потока, задействуется внешнее влияние ветра. Его потоки создают зону пониженного давления.

Расчет дефлектора для вентиляции

Для расчета нужно знать внутренний диаметр вентиляционной шахты. Уже по этим размерам выбирается высота дефлектора и ширина диффузора. Данные можно взять из таблицы:

Диаметр дефлектора можно вычислить по формуле:

D = 0.0188 √ Lд/(kэ*vВ),

где Lд – показатель пропускной способности агрегата, м3/ч (указывается в технической документации к дефлекторам); kэ – коэффициент эффективности аэродинамического устройства; vВ – скорость воздушных потоков, обдувающих дефлектор, м/с.

Коэффициент эффективности для цилиндрического приспособления ЦАГИ равен 0,4, для звездоподобного – 0,42.
Вентиляционный дефлектор можно купить, а можно сделать самостоятельно из листа жести либо оцинкованного железа. Детали вырезаются по шаблону и крепятся заклепками, болтами либо посредством сварки. Если используются болты, то их нужно чем-то обработать для защиты от ржавчины.

Источник

Дефлектор вентиляционный цаги: особенности расчета и изготовления

Практически весь жилищный фонд, который строился до конца прошлого века, оснащался вентиляционными системами с естественным побуждением. Не секрет, что такая вентиляция имеет массу положительных качеств, но очень зависима от погоды. Летом, при минимальном перепаде давления в помещениях и на улице, тяга в воздушных каналах практически прекращается, а нередко и вовсе «опрокидывается». Некоторые погодные факторы можно использовать на благо работы вентиляционной системы при помощи несложного приспособления под названием дефлектор ЦАГИ.

В этой публикации будет детально изучен дефлектор вентиляционный Цаги, который был разработан Центральным аэрогидродинамическим институтом.

Принцип действия и назначение приспособления

Дефлектор ЦАГИ применяется для увеличения тяги. Причем, тяги не только в вентиляционной системе, но в дымоходах. Есть еще несколько полезных качеств у этого приспособления:

  • Дефлекторы защищают дымоходы и вентиляционные шахты от попадания в них мусора, птиц и мелких грызунов.
  • Они препятствуют попаданию атмосферных осадков в системы вентиляции и дымоотведения.
  • Эти приспособления часто используют в качестве искрогасителей.
  • Дефлектор ЦАГИ защищает оголовок трубы от разрушения.

Принцип действия этих приспособлений основан на законе Бернулли. Воздушный поток, создаваемый ветром, огибает конструкцию дефлектора цаги, внутри которой создается зона пониженного давления. Это снижает воздействие атмосферного воздуха на воздушные массы, находящиеся в вентиляционном канале и способствует всасыванию воздуха зоной разряжения из вентиляционного или отопительного канала. Таким образом, это приспособление способствует увеличению тяги вытяжки и дымохода на 15-20%. На рисунке более наглядно показано движение и распределение воздушных потоков, а также зоны повышенного «+» и пониженного «-» давления.

Как устроен дефлектор цаги

Это приспособление представляет собой конструкцию, выполненную по форме сечения вентиляционной шахты. Ниже представлен рисунок, на котором схематически показаны все составные части устройства.

  1. Патрубок крепится на оголовок вентиляционной трубы.
  2. Диффузор представляет собой усеченный конус, который узкой частью крепится к патрубку.
  3. Кольцо является основной видимой частью приспособления, которое монтируется на внешнюю сторону диффузора посредством кронштейнов.
  4. Зонт защищает от попадания в канал мусора и атмосферных осадков. Крепление производится теми же кронштейнами, что и кольцо.
Читайте также:  Вытяжной вентилятор 6000 м3 час

Расчеты и чертеж

Дефлектор ЦАГИ является очень распространенным устройством, и его всегда можно приобрести в специализированных магазинах и на строительных рынках. Кроме того, его можно изготовить под заказ, заплатив за его исполнение жестянщику достаточно приличную сумму денег. Но такое приспособление всегда можно изготовить и самостоятельно, используя таблицы расчетов, приведенные в специализированной литературе и в интернете.

Если вы решили изготовить это приспособление самостоятельно, то прежде всего, следует определиться с размерами. Отталкиваться необходимо от диаметра и формы сечения вентиляционного канала. На рисунке ниже представлен общий чертеж дефлектора цаги для круглой формы сечения воздуховода.

  • d – внутренний диаметр оголовка вентиляционной шахты, а соответственно и узкой части диффузора.
  • 1,25d – широкая часть диффузора.
  • 1.2d – высота кольца.
  • d/2 – расстояние от узкой части диффузора до нижней границы кольца.
  • 1.2d + d/2 = высота всего диффузора.
  • 2d – диаметр кольца.
  • 1,7d – ширина зонта.

Процесс изготовления дефлектора

Для изготовления вам понадобится лист оцинкованного металла. Из инструментов будет необходимы ножницы по металлу, линейка, чертилка, дрель и устройство для соединения материалов заклепками.

Прежде всего, необходимо сделать на металле чертеж необходимых деталей.

  1. Для его изготовления следует рассчитать один шаблон, с помощью которого можно создать чертеж диффузора в развернутом виде с правильным углом раскрива. Для этого следует воспользоваться формулой p=2πR. Для расчета, возьмите диаметр широкой части диффузора, умножьте значение на 3,14. Полученную цифру следует разделить на 10. Полученное значение будет одной стороной шаблона.
  2. Те же самые расчеты произведите с узкой частью диффузора. Далее воспользуйтесь таблицей и возьмите из нее высоту диффузора, после сего перенесите полученные данные на лист оцинковки. Этот шаблон является одной десятой от необходимого чертежа. Прикладывая шаблон друг к другу 10 раз (выше мы полученное в ходе расчета значение делили не 10), и прорисовывая линии можно создать правильный чертеж этой детали. Не забудьте добавить по краю 20 мм для соединения.

После чего ее необходимо вырезать, используя ножницы по металлу.

При резке металла образуются острые края. Для предотвращения травм используйте перчатки и очки.

После всех манипуляций получилась самая сложная деталь – диффузор. Но на этом расчет дефлектора цаги еще незакончен.

Для расчетов вам потребуются рассчитать некоторые данные.

  1. По условиям чертежа, два диаметра воздушного канала = диаметр кольца. После чего следует рассчитать длину окружности по знакомой формуле p=2πR и прибавить для соединения 20 мм. Это будет длина заготовки.
  2. По условию, ширина кольца равняется 1,2 d. Для расчета следует диаметр воздушного канала умножить на 1,2. Полученное значение будет шириной кольца.
  3. Перенесите полученные значения на лист оцинковки и вырежьте заготовку. После чего ее необходимо согнуть в форме кольца. Для крепления сделайте нахлест по 10 мм с каждой стороны.
  4. Просверлите отверстия и закрепите концы заготовки заклепками.

Прежде всего, необходимо вычертить круг на листе оцинковки. Так как критичных размеров на чертеже не дано, то следует сделать его так, чтобы он по диаметру был 1,7-1,9d. Перенесите диаметр кольца на металл, и от центра круга проведите два радиуса так, чтобы угол между ними составлял 30°. Вырежьте этот сегмент и соедините края так, чтобы получился конус со значением диаметра в промежутке 1,7-1,9d. Края зафиксируйте заклепками.

В качестве кронштейнов можно использовать полоски оцинковки, шириной 15-20 мм. Одной стороной закрепите крепление к внешней стороне диффузора, а вторую согните так, чтобы закрепит одновременно и кольцо, и зонт.

В изготовлении дефлектора ЦАГИ, в принципе нет ничего сложного, но если вы не владеете инструментом, то лучше всего изготовление такого полезного приспособления доверить профессионалам.

Источник

Дефлектор ЦАГИ: что это такое, назначение, устройство, размеры, чертежи

Для эффективного функционирования систем вентиляции и дымоотвода необходима стабильная естественная тяга. Только при этом условии будет происходить нормальная циркуляция воздуха и эффективное удаление продуктов сгорания. Для предотвращения попадания в вентиляционные и дымовые каналы посторонних предметов и осадков, а также защиты внутренней поверхности от сажи и жировых отложений, широко применяются дефлекторы.

Модификация дефлектора типа «ЦАГИ», является одной наиболее распространенных среди таких устройств. В данной статье будут рассмотрены особенности конструкции, принцип действия, плюсы и минусы данного устройства.

Что такое дефлектор ЦАГИ и для чего он нужен

Дефлектор «ЦАГИ» является разработкой Центрального аэрогидродинамического института, предназначенной для усиления естественной тяги, предупреждения обратной тяги и защиты от попадания влаги и посторонних предметов в вентиляционные шахты и дымоотводы.

Применение таких типа дефлекторов позволяет улучшить микроклимат в помещении за счет интенсивной циркуляции воздуха и способствует более полному сгоранию топлива.

Устройство и принцип работы

Дефлектор ЦАГИ получил широкое распространение благодаря эффективности и доступной стоимости. Конструкция дефлектора включает в себя следующие элементы:

  • нижнюю обечайку, с помощью которой изделие прикрепляется к верхней части воздуховода или дымохода;
  • диффузор, представляющий собой расширенный конус, расположенный между патрубком и колпаком;
  • полый металлический цилиндр, являющийся наружной частью дефлектора;
  • верхний конический колпак, предназначенный для защиты воздуховода от засорения посторонними предметами и неблагоприятных атмосферных воздействий;
  • кронштейны крепления верхнего конуса;
  • монтажные кронштейны.

Обычно дефлекторы ЦАГИ изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали.

Принцип действия устройства основан на рассечении дефлектором воздушного потока, вследствие чего над оголовком воздуховода образуется область пониженного давления (разрежения). Благодаря этому, естественная тяга в вентиляционной системе увеличивается на 15-20%.

За счет усиления естественной тяги на 20-25% увеличивается КПД вентиляции и отопительных приборов. Сгорание топлива происходит с большей теплоотдачей, что позволяет уменьшить расход горючего и уменьшить выброс в атмосферу токсичных соединений. Что касается вентиляционных систем, то при использовании дефлектора ЦАГИ увеличивается интенсивность циркуляции воздуха.

Достоинства и недостатки

Как любое другое изделие, дефлектор ЦАГИ имеет свои плюсы и минусы. Целесообразность использования изделия обусловлена их соотношением. К преимуществам устройства относятся:

  • надежная защита от попадания внутрь вентиляционных каналов и дымоотводов посторонних предметов, птиц и атмосферных воздействий;
  • значительное увеличение срока службы оголовка вентиляционных каналов или дымоотводов. Это связано с тем, что наличие дефлектора замедляет процесс разрушения верхней части воздуховода, вызванный неблагоприятными атмосферными воздействиями;
  • предупреждение появления обратной тяги даже при большом сечении вентиляционных магистралей и вентиляционных каналов;
  • возможность самостоятельного изготовления. Благодаря простой конструкции и использованию доступных материалов, дефлектор типа ЦАГИ можно изготовить своими руками. Для этого не потребуются специальные инструменты и опыт работы жестянщиком.

Существенным недостатком является то, что при полном безветрии или слабой силе ветра такие дефлекторы могут создавать сопротивление естественной тяге. Кроме того, при сильном снижении температуры окружающей среды, возможно обледенение наружного цилиндра, что может привести к частичному или полному закупориванию воздуховодов.

Расчет и чертежи

Прежде приобрести заводской дефлектор или приступить к самостоятельному изготовлению устройства, нужно провести аэродинамический расчет и ознакомиться с чертежами существующих устройств.

Основным критерием при создании чертежа дефлектора является внутренний диаметр воздуховода (D). На рисунке приведены размеры элементов конструкции.

Размеры дефлектора ЦАГИ

  • диаметр верхнего основания диффузора – 1,18-1,26D;
  • диаметр наружного гольца – 1,8-2D;
  • высота наружного кольца – 1-1,2D;
  • расстояние от кольца до основания диффузора – 0,4-0,5D;
  • высота – 1,4-1,7D;
  • диаметр колпака – 1,3-1,5D.

При самостоятельном изготовлении дефлектора желательно руководствоваться приведенными в таблице рекомендациями СНиП.

Диаметр нижнего основания диффузора, мм

Диаметр верхнего основания диффузора, мм

Диаметр наружного цилиндра, мм

Диаметр нижнего основания конуса, мм

полная высота дефлектора, мм

Высота диффузора, мм

Высота конуса, мм

Высота цилиндра, мм

Изготовление дефлектора ЦАГИ своими руками

Учитывая относительную простоту конструкции изделия и доступность листовой оцинкованной стали, у многих владельцев частных домов возникает желание изготовить дефлектор ЦАГИ самостоятельно. Такая задача вполне по силам любому домашнему мастеру, достаточно иметь набор самых обычных инструментов и минимальные практические навыки в обработке листового металла.

Что потребуется

Чтобы изготовить в домашних условиях полноценный дефлектор потребуются:

  • листовой металл 0,5-0,7 мм;
  • ватман или плотный картон для изготовления шаблонов;
  • маркер;
  • линейка;
  • циркуль;
  • чертилка;
  • пассатижи;
  • два вида ножниц: обычные и для металла;
  • электродрель или шуруповерт;
  • сверла диаметром от 2 до 2,5 мм;
  • специальный инструмент для установки заклепок.

Проектные работы

Прежде всего, следует измерить диаметр воздуховода и получить необходимое для дальнейшей разработки конструкции значение D. Далее, на основании приведенных выше соотношений, составить чертежи дефлектора ЦАГИ, соответствующего существующему диаметру воздуховода.

Поскольку размеры основных элементов конструкции остаются неизменными для конкретного диаметра дымохода или вентиляционного патрубка, для удобства расчетов эти значения приводятся в таблице.

Наружного кольца, мм

Высота внешнего кольца с колпаком, мм

Выпускной диаметр диффузора, мм

Диаметр зонта, мм

Высота крепления наружного кольца, мм

К составлению чертежей нужно подходить со всей ответственностью, поскольку от их точности будет зависеть эффективность работы дефлектора.

Подготовка шаблонов

При изготовлении шаблонов придется вспомнить краткий курс геометрии. Сложнее всего изготовить лекало диффузора, которое представляет собой развертку прямого усеченного конуса. Ниже приводится методика ее построения.

Лекало колпака является не чем иным, как разверткой конуса с верхним основанием диаметром 1,18-1,26D и нижним, соответствующим диаметру воздуховода D.

Длину образующей можно определить, используя теорему Пифагора. Здесь гипотенузой является искомая длина образующей, а катетами – радиус основания, равный 0,65-0,75D и высота колпака, которая равняется 0,24D.

Развертки цилиндрических деталей представляют собой прямоугольники, длина которых равна длине окружности, а ширина определяется из приведенных выше соотношений.

Важно! При построении шаблонов необходимо учитывать величину запаса, необходимого для скрепления разверток. Обычно она составляет 15-20 мм.

Последовательность сборки

Из готовых картонных шаблонов, при помощи скрепок или иным способом, собирают макет в масштабе 1:1 и контролируют совпадение его геометрических параметров заданными значениями. Изготовление макета дефлектора ЦАГИ полностью исключает возникновение нестыковок в процессе сборки.

Сборка изделия состоит из нескольких последовательных этапов.

  1. Лекала укладываются на металлический лист и обводятся по контуру маркером или фломастером.
  2. С помощью ножниц для металла раскраиваются отдельные заготовки.
  3. Используя пассатижи, внешние кромки подгибают на ширину 3-5 мм и плотно пристукиваются молотком. Это обеспечит элементам конструкции дополнительную жесткость.
  4. Вырезанным заготовкам внешней обечайки и входного цилиндра придается соответствующая форма, с таким расчетом, чтобы нахлест составлял 20-25 мм. После этого по центру накладки сверлятся отверстия диаметром 2-2,5 мм, в которые устанавливаются заклепки. Расстояние между заклепками зависит от габаритных размеров изделия и может составлять от 20 до 50 мм. При отсутствии необходимого инструмента заклепки можно заменить винтами соответствующего диаметра. По такой же технологии изготавливаются верхний колпак и диффузор.
  5. Следующим этапом является изготовление соединительных кронштейнов. Конструкцией предусмотрено наличие 3 креплений, однако для увеличения жесткости можно увеличить их число до четырех. Заготовка кронштейна представляет собой полосу, ширина которой составляет 30-35 мм, а длина – 200-300 мм. По всей длине заготовки с обеих сторон делается подвороти, размером 5 мм и плотно пристукивается молотком.
  6. Кронштейны крепятся к конусу с помощью заклепок или винтов на расстоянии 45-50 мм от его наружной кромки.
  7. После этого полосы отгибаются, и конический колпак соединяется с диффузором.
  8. Заготовки кронштейнов крепят к конусному колпаку и загибают под нужным углом.
  9. Зонтик с прикрепленными кронштейнами соединяется с диффузором, с помощью заклепок или винтами.
  10. Полученную конструкцию закрепляют в наружной обечайке с учетом имеющихся на чертеже размеров. После этого, сборку дефлектора можно считать законченной.

Что лучше дефлектор ЦАГИ или турбодефлектор

По сравнению с ЦАГИ ротационные дефлекторы обеспечивают большую тягу даже при одинаковых габаритах. Еще одним преимуществом турбодефлектора является высокая эффективность.

При одинаковых размерах выходного патрубка, размеры дефлектора ЦАГИ значительно больше размеров вращающихся устройств. При диаметре воздуховода от 100 до 150 мм эффективность работы обоих устройств приблизительно одинакова, однако при увеличении проходного до 200 мм и более, соотношение размеров резко изменяется в пользу турбодефлекторов. Они имеют меньшую массу и в несколько раз компактнее.

Большой вес и габариты дефлекторов существенно усложняют монтажные работы при диаметре воздуховода начиная от 600 мм. Для сравнения, вращающийся устройство для вентиляционного канала диаметром 600 мм составляет от 12 до 15 кг и вполне может быть установлен одним человеком. Дефлектор для такого же воздуховода будет весить около 40 кг, а для его установки потребуется два человека.

Несмотря на приведенные выше преимущества ротационных устройств, дефлекторы ЦАГИ получили более широкое распространение. Это связано с доступной стоимостью изделий и простотой конструкции. Кроме того, такие устройства нередко изготавливаются самостоятельно, что позволяет сэкономить значительные средства.

Дефлектор ЦАГИ широко используются как в промышленном, так и в гражданском строительстве. Разработанная в центральном аэрогидродинамическом институте конструкция, за долгие годы зарекомендовала себя как эффективное и простое в эксплуатации устройство. Кроме того, многие владельцы частных домов самостоятельно изготавливают такие дефлекторы. При правильных расчетах и аккуратном выполнении работ, качество самодельных вентиляционных устройств не уступает заводским аналогам.

Источник

Adblock
detector