Здравствуйте! Проверьте, пожалуйста, мои расчеты по вентиляции и охлаждению обдувом. В теме вентиляции совсем не разбираюсь, считал все сам, поэтому буду рад любым поправкам.

Есть испытательная лаборатория для замера характеристик и настройки автомобильных двигателей. Машина ставится ведущей осью на специальный барабан, который создает тормозное усилие, симулируя нагрузку на двигатель при движении и разгоне. Соответственно, двигатель долго работает в режимах, близких к максимальной мощности. Весь выхлоп идет в помещение. Есть две задачи по вентиляции:

1) Обеспечить предельно низкую концентрацию отработавших газов в помещении и минимальный нагрев воздуха в помещении
2) Обдувом обеспечить охлаждение радиатора автомобиля при работе в таких режимах

Дополнительный нагрев/охлаждение уличного воздуха пока не волнует.

Мой вариант решения:

1) Задача. Вентиляция.
Помещение: ~9х5 метров, высота потолков 4 метра. Кубатура ~200м^3.
По моим расчетам(подтвержденным западным опытом), необходимая кратность воздухообмена(обусловленная отводом отработавших газов и охлаждением воздуха в помещении) составляет 6-8 раз/мин (360-500 в час).

Я ставлю у въездных ворот чуть выше уровня земли на вытяжку два вот таких вентилятора:
http://ventopt.ru/tunnelnye-ventilyatory-af-120
Один 2.2 кВт 56000 куб.м/ч, второй - 1.65 кВт, 44000 куб.м/ч
В противоположной стене делаю впускное окно площадью ~3.5-4 кв. м.
Итого получаю 100000 куб.м/ч суммарный расход или больше, чем 8х/мин кратность.
Скорость потока во впускном окне около 7 м/с

Вот план помещения:


Сразу скажу, что местную вытяжку для забора выхлопных газов нормально сделать нельзя по нескольким причинам(могу описать).

2) Задача. Обдув.
Тут сложнее. Сразу скажу, что перед окончательно покупкой вентилятора, планирую получить экспериментальные данные.
Но пока расчеты следующие:
Целиком приводить не буду, получил примерно такие данные для продува радиатора:

- расход воздуха через радиатор площадью 0.24 м^2: ~22000 м^3/ч
- Перепад давления при прохождении через радиатор воздуха с указанной скоростью: ~2400 Па
Итого суммарная требуемая мощность потока ~15 кВт

Поток будет подведен к радиатору при помощи диффузора, расширяющегося примерно в 1.5 раза по площади.

На самом деле, я не смог найти полностью подходящего вентилятора под такие параметры, у всех, что я видел такая режимная точка где-то на границе рабочей зоны. Может, подскажете подходящий?
Хотя, пока меня это не так сильно волнует, т.к. окончательные требования будут ясны только после экспериментальных замеров, для которых у меня есть вентилятор похоже что вот такой(пока до конца не разобрался): http://armavent.ru/ventilyator-vc-4-75-6.3 (7.5кВт, 1500об)

Вы лучше изучите ТУ на автомобиль: как припоминаю, продув радиатора в любом режиме должен осуществляться только собственным вентилятором.

Думаю, для подобных испытаний это не может быть так, поскольку в инструкции к сертифицированному в России стенду(у меня не такой) четко указана необходимость обдува радиатора. У меня никакой сертификации не предполагается.

Предположу, что Вам необходимо собрать подобие аэродинамической трубы.

В аэродинамической трубе используются на порядок большие расходы и мощности. Плюс, используется рециркуляция воздуха, что мне не подходит. Чем плох мой вариант?

http://www.circletrack.com/techarticles/ct...o/photo_01.html

Что-то вроде.

Автор, вы просто представить себе не можете, что такое 100 000 кубов в час на такой объем помещения. То есть ошиблись в расчетах.
И - да, поясните, почему нелься применить местную вытяжку от выхлопной трубы.
В любом случае так, как вы изобразили, не нужно делать.

Сталкивался со стендами не испытательными, а обкатки (двигатели, мотоциклы и погрузчики) - в этих случаях ни каких заморочек не было.

я думаю, что в ходе разбирательства всё упростится.

А в чем проблема конкретно 100т куб/час в этом помещении? Или проблема в выборе вентиляторов? Расскажите пожалуйста. Я мог ошибиться в расчетах, американцы пишут четко - кратность 6-8 раз/мин. Могу дать ссылку. И как нужно тогда делать, посоветуйте.

Местную вытяжку не получиться по нескольким причинам:
- Конфигурация выхлопных труб. Машины в основном спортивные, выхлоп может быть направлен совершенно по разному(в порог, в крыло, вверх)
- Температура выхлопных газов на выходе достигает 1000С. Часты выбросы не сгоревшего топлива с последующим воспламенением уже за пределами выхлопной системы. Американцы пишут, что ни одна гофра для местного подвода не выдерживает такого температурного режима.
- Местный отсос создает разряжение в выхлопной системе, что сказывается на режиме работы двигателя и не позволяет правильно его настроить.
- Общая вентиляция нужна не только для удаления газов, но, что очень важно, для удаления излишек тепла(выделения тепла от двигателя достигают 400кВт) Иначе быстрый нагрев воздуха в помещении, опять-таки, влияет на режим работы мотора.

Вот как примерно это выглядит: http://www.youtube.com/watch?v=UMeA1HGEVcw....be&t=1m15s

В видео мужик говорит, что воздух в помещении обновляется раз в 6 секунд. Т.е. 10 раз/мин.

http://www.eltekhnics.ru/files/273_roll_test_stand_1.pdf

необходимая кратность воздухообмена(обусловленная отводом отработавших газов и охлаждением воздуха в помещении) составляет 6-8 раз/мин (360-500 в час).


Это круто! Вы наверно ошиблись по Q м3/ч почти на порядок т.к. подвижность воздуха в р.з.будет превышать нормативную наверно не на 1 порядок. Желаю удачи.

Интересно, но это не мой случай. Это стенд скорей для замеров, с максимальной мощностью 280кВт, у меня для настройки, с максимальной мощностью тормозов 500кВт, а замеры до 1000кВт. Разница еще в том, что замер длится ~10-15 с, а при настройке идет долговременная работа(до нескольких минут) в нагруженных режимах.

Вы видео выше посмотрите, там у парней 2 осевика по 10 сил каждый. Это явно не 10000 кубов/час При этом комната в 2-2.5 раза меньше моей по объему. И кратность 10/мин.

Вот еще цитата с профильного американского форума:

Т.е. он рекомендует вообще кратность 1200/час или 20 раз/мин!

Расскажите кто-нибудь все-таки, в чем проблема с моей схемой, что не так-то?

Вот еще цитата от человека с образцовой лабораторией:

От руки накидал.
Герметичная камера,
Вентиляторы осевые sistemair AXCG или подобные, с управлением (частотное регулирование, датчики давления, расхода (для регулирования в зависимости от испытуемой мощности, засорения фильтра и т.п.)). Предположу, что четыре штуки: по два сверху и снизу.
Фильтры панельные,
Можно хонейкомб
Конфузор
Почему сложности такие
Применение конфузора снизит потери аэродинамические, при этом увеличится скорость на обдуве радиатора и двигателя. В идеале бы построить конфузор полного профиля, если поднять стенд над уровнем пола.

Как то так - вот такие предположения.

Примерно так как в примере, только больше и выход с конфузора шире и ниже.
Ну и фильтра.

http://projects.ru.is/wind-tunnel/the-build/

Для вентиляционных целей (охлаждение и ассимиляция выбросов) кратность более 60 не имеет никакого смысла, вообще говоря и 30 бывает достаточно.

...the airchange over this room's every six seconds... - воздухообмен ДЕСЯТИКРАТНЫЙ

Так на видео соответственно объему и вытяжка в разы меньше ваших 100 000. Это что, по вашему если этот стенд поставить в помещении 1000 м3, так удалять нужно 500 000?
По вашему конструктиву - посмотрите размеры выбранных осевиков - они элементарно не помещаются в простенки , вместо ворот дверь получится. если ставить внизу. То, что небезопасно внизу ставить - это уже мелочи. И расход максимальный не дадут, потому-что потери будут, в т.ч. в проеме на вздухозаборе. В нем что. и решетки не будет? И вообще, представьте помещение спереди и сзади - что от него остается с такими проемами. Фактически крыша. Смахивает на сквозное естесственное проветривание, только гарантированное.
Если так важна определенная температура в помещении - как можно оставлять "на потом" температуру притока с такими объемами? В каком климате это предполагается? Ну и если воздухообмен определяющий по теплу, то какую разницу температур принимаете?

Спасибо за старания! Интересная идея, только у меня сомнения, что при такой схеме радиатор будет нормально продуваться. Скорей перед ним будет теневая зона. И зачем превращать все помещение в аэродинамическую трубу с большой энергией потока, если можно обдувать только радиатор площадью 0.3 кв.м? Ну и 4 штуки вентиляторов по 6.500 евро каждый - вы явно переоцениваете мой бюджет в несколько раз

60 в час или минуту?
Так я об этом и говорю с самого первого сообщения.

Согласен. Сам хочу уменьшить объемы помещения - в длину никак не выйдет - у меня машины как переднеприводные, так и заднеприводные, "смотреть" при испытаниях будут в одну сторону. В ширину и так впритык для удобной работы. Скорей всего натяну потолок на высоте ~2.5м, что уменьшит объем почти на 40%

Впритык, но помещаются, я мерил по месту, размеры на плане немного не точны. К тому же, я их не буду встраивать в стены, а поставлю снаружи, внутрь - просто небольшой воздуховод, возможно с конфузором.

Не считал потери на воздухозаборе, т.к. слабо представляю, как это сделать. Решил, что 7м/с не такая большая скорость потока, чтобы были серьезные потери(напомню, площадь окна почти в 2 раза больше площадей вытяжных вентиляторов). Можете помочь с оценкой потерь? Если что, добавлю еще один воздухозабор. Решеток не будет, опять же, из соображения лишних потерь. Проемы думал закрывать рольставнями.

Ну это не совсем так, площадь проемов - 3.5 и 2м, площадь стен ~20м. Ворота закрыты будут. А что не понравилось в большой площади проемов? Мне по-сути и нужно максимально "естественный" воздух в помещении.

Климат московский. Проблема не в абсолютном значении температуры приточного воздуха(это не так важно), а в изменении ее в процессе работы, что не позволяет получить "чистые" экспериментальные данные. Допустимый нагрев воздуха я лично для себя(из опыта работы) оценил в 5 град/мин.

zaharov63, спасибо за актуальные вопросы, очень надеюсь увидеть ваши комментарии!

Если "крутить" двигатель на полную мощность (в данном случае до 1000л.с., возможно и поболе, ибо в России есть мастерские, которые увеличивают до 4500 л.с., то радиатор охлаждается не только штатным вентилятором и и набегающим потоком воздуха, тормозные колодки также нагреваются при торможении (как понял тормозные усилия также будут проверяться). Более того, к тормозным колодкам может имеет смысл вообще подвести отдельную систему охлаждения (гибкими ).
Т.е. для нормального охлаждения двигателя лучше увеличить не только объём поступающего воздуха но и скорость потока на входе в радиатор охлаждения (кстати даже на заднемоторных он чаще выведен вперёд, исключая воздушники старых porshe).
Осевики необходимо подобрать из требуемых параметров. Если брать 10 об/мин, 50м3 помещ, то получаем 30 000 м3/ч - вполне решаемая задача.
Мною приведён пример напорных осевиков - но не сам расчёт. В принципе в примере от системайра два последовательно распол. осевика.

С уважением!

Посмотрите ваше видео примера стенда, на 3.31 минуте перед радиатором поставили переносной вентилятор обдува - как раз для лучшего охлаждения.

Например для стенда в моём примере (http://www.eltekhnics.ru/files/273_roll_test_stand_1.pdf) скорость обдува 15-20м/с, при расходе 15-20 тыс. м3/ч.
Так что вот так. Ассимиляция-ассимиляцией, вредность-вредностью, но тут важна ещё и скорость обдува.

С уважением!

P.S. Не забывайте подвать охлаждённый воздух на механизмы стенда, либо не охлаждённый,но в бОльших объёмах. Это отдельная система.

Просмотрел сайты - получается, что необходим вентилятор для обдува автомобиля (или обычный осевик или радиалка).
Все приблуды идут в комплекте со стендом.
Просто ознакомиться.


http://vtechdyno.eu/files/showroom/VT4-33.jpg
http://vtechdyno.eu/galereja.html
http://www.rototest.com/rototest-dynamometer.php
https://www.youtube.com/watch?v=vB-asEevuQ4
https://www.youtube.com/watch?v=71MpOVODIC0...ature=endscreen

Разберитесь во всём до покупки железа, пока у вас колебания шестидесятикратные. Кратность мерят в обменах в час. Если хотите взять зарубежный опыт самодельщиков, найдите таки переводчика.

У меня нет никаких колебаний, я просто спросил, что имеете в виду вы, написав в одном сообщении 30-60/час, а потом в следующем:
"Десятикратный" в минуту(каждые 6 секунд).

С переводом проблем не испытываю, зарубежный опыт активно перенимаю
В первом сообщении написаны мои требования по кратности, я от них не отходил.

azar, в моем первом сообщении написано про такой вентилятор. Я как раз спрашиваю, где взять с такими параметрами.

Раз с кратностями всё ясно, то остались только мелочи!

Так я и спрашиваю про "мелочи":
1) Вентиляторы на вытяжку. Если не подходят, то почему? И какие ставить?
2) Вентилятор на обдув. ~20т куб/ч, 2200Па. Где такой взять?

2) ВЦ 14-46-5,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин
ВР 140-40-8,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин

Представьте себе сопротивление предполагаемой камеры и полную характеристику этих вентиляторов. Двигатели сразу сгорят.

А я представил. Просто пусть автор посмотрит и подумает. Хотел помощи с подбором - помог - минута делов.
И на обдув двигателей и на вытяжку с камеры хватит осевиков.

С уважением!

Да, подходят, но на границе рабочей зоны, о чем я и говорил. Как я понимаю, под известные параметры нужно стараться подбирать вентилятор с запасом?

alem, он предложил вентиляторы на обдув(а не на вытяжку) с заданными мной(20куб, 2.2кПа) характеристиками. Почему они должны сгореть?

И очень хотелось бы увидеть комментарии по вытяжным вентиляторам( http://ventopt.ru/tunnelnye-ventilyatory-af-120 ), т.к. в данный момент мне нужно купить именно их. Какой площади нужно окно в противоположной от них стене, чтобы падение давления на нем не превышало расчетного для этих вентиляторов?

Кстати, когда подбирал эти вентиляторы, я ориентировался на эту страницу: http://www.ventech.ru/info/prod/ventilyato...u_klinoremen_p/ Тут указано 40 Па перепад давления. А на странице выше, на всех указано 10 Па. Странно, по номеру и на вид вентиляторы одинаковые.

Может, взять такие: http://www.vpk66.ru/Ventilyatory/Ventilyat...6-300-VO-12-303
7.5 кВт? Перепад 150-300

Вот что нашел, конфигурация почти как у меня(размер помещения тоже похож):
Картинка передней стены(площадь впускного окна может чуть больше, чем я хочу):


Картинка задней:


Причем, похоже, они ошиблись с осевиком на обдув(не дают такие осевики нужного для продува радиатора перепада), т.к. используют сушилки для ковров(с хорошим рабочим перепадом)

Я считаю, что вы ещё недостаточно разобрались в вопросе, чтобы задавать характеристики. Но это ваша камера, зачем мне в неё вникать? Я только призываю быть самокритичным.

остаюсь на своём мнении.

Необходимо собрать подобие аэродинамической трубы.

Т.е. конфузор - который позволит добиться необходимой скорости в 20-25м/с при минимальных потерях.

Т.е. необходимо расчитать расход воздуха через конфузор. Например при выходном диаметре конфузора 630мм (либо 560х560мм) необходим расход 22500м3/ч чтобы получить 20м/с.
Те же 22500м3/ч необходимо убрать с камеры.
Но предположу, что необходим запас по скорости хотя бы до 30м/с. (т.е. расход 33700м3/ч)
Расчёт конфузора, его сопротивления, подбор вентиляторов и прочее в данном случае несколько сложная задача, обратитесь к интернету, лично у меня скопилась достаточно большая база по аэродинамическим трубам - вся на англ. В т.ч. и статьи российских учёных (на русском почти ничего не нашёл).

Если бы я считал, что достаточно разобрался в вопросе, не создавал бы эту тему. Если вы не хотите вникать, ваше право. Лично мне всегда интересно помочь советом людям в области, в которой я разбираюсь.


azar, но предложенная схема не удовлетворяет заданному воздухообмену для вентиляции помещения. И, еще раз говорю, попытка превратить все помещение в аэродинамическую трубу со скорость потока в сечении 20-30м/с приведет к многократному возрастанию сложности всей конструкции и необходимой мощности. Необходимости в этом нет, достаточно превентивно обдувать радиатор и отводить из помещения тепло/выхлоп.

Я не скажу, что мне это интересно, но если кто-то вызывает симпатию своим энтузиазмом, то я пытаюсь. Но иногда это сложно.

Ваша основная посылка об огромном необходимом воздухообмене основана на мнении такого-же самодельщика. Попробуйте найти профессиональный опыт.

Есть два пути:
1. Теоретический. Но, боюсь, даже у автора не будет всех достоверных исходных данных, тем более нужно учитывать какие-то кратковременные переменные процессы. Плюс ни он сам не потянет расчеты, ни присутствующие здесь как минимум не испытывают в этом желания.
Можно только оперировать общими понятиями и здравым смыслом.
2. Практический - по предложенным аналогам с допущением, что там все сделано грамотно и оптимально.
Так вот в предложенных примерах имеем два условия - обдув и общеобменную вытяжку, причем они могут быть сбалансированы или нет. Тогда нужно олределить, что является определяющим - обдув или общеобменка. Склоняюсь к объему обдува, смущает только, что ни где что-то не видно 30 кВт-ных агрегатов, как тут получили. От бедности самодельщиков, наверное. Если определяющая общеобменка, тогда возможно к обдуву добавляется еще какое-то кол-во на естесственный приток.В любом случае, то, что я увидел, оцениваю порядка 25-30 тыс. Ну пусть еще плюс-минус 5. Если определяющий обдув, то пофиг кратность. Да она в любом случае пофиг, озвученную при их объемах помещения кратность можно только взять за основу по определению абсолютного воздухообмена в любом другом объеме.И это при всех прочих равных, в т.ч. технологических. Не знаю, понятно ли излагаю... То есть 100 000 не будет в любом случае, а будет сопоставимый абсолютный воздухообмен.Тем более, вы упоминали. что потолок опускаете. То есть наверняка не нужен такой (или вообще) воздухозабор для общеобменки, если будет самостоятельный механический обдув наружным воздухом.. Вытяжные осевики - ну вы же видите у других - конечно с верхней зоны...
По объему обдува. Не знаю, как это вы так считаете. Продув теплообменника встроенного в воздуховоде и обдув с расстояния - это явно не одно и тоже.
Может, все это спорно и не конкретно - ну, что есть...

Да, я понял идею про абсолютный воздухообмен, полностью согласен, сам не сообразил. Вообще, изначально я отталкивался не от воздухообмена, а от концентрации продуктов горения и нагрева воздуха. Вечером приведу свои расчеты, если они ошибочны, поменяем требования по кратности

Тоже согласен. Я собирался делать диффузор, который максимально будет прижиматься к переднему бамперу.

Меня не оставляет мысль о локализации выхлопных газов. Пусть без непосредственнго присоединения к выхлопной трубе. Не знаю всех конструктивных заморочек по вариантам ее расположения, но эффект все равно должен быть. А термостойкие шланги есть и до 1100 гр. MASTER-CLIP-HT1100 Да и подмесом температура снизится. Консоли поворотные какие хошь сейчас есть, нержавейку где то использовать, если припрет. Я бы покопал бы еще в эту сторону... Да и на видео и картинках выше вроде видны были попытки на этот счет, но слабые...

Сделайте не диффузор, а конфузор - везди пишут о скорости обдува 20-25м/с - это можно сделать только конфузором.
Как вижу всё равно приходим к 25-30 тыс м3/ч.

Не уверен. Цифра может быть и другая по общему воздухообмену, от принятых решений зависит. Например, если обув внутренним воздухом и локализация выхлопных газов...
Пока суть да дело, расскажу про стенд обкатки на "Амкодоре". Отдельно стоящая постройка примерно 11х6х5 м, неотапливаемая. По длинным сторонам стен под крышей сплошные ленточные проемы для естесственного проветривания высотой около 0,6 м. Этого оказалось недостаточно по загазованности и пришлось делать МО от выхлопной трубы. Фронтальные и универсальные погрузчики с ярославскими дизелями с разным расположением в плане, по высоте и форме выхлопных труб.
В те тяжелые времена пришлось слепить из того, что было: совплимовский вентилятор со сварочной консолью, металлорукав Д100 и самодельный насадок с подмесом. Не образец для подражания, но более-менее работало. Один недостаток был: периодически испытатели забывали снять насадок (за спиной у них был) и выезжали вместе с ним... На 4 передаче температура смеси была по памяти за 200 гр., зато концентрация ВВ в выбросах уменьшались, что понятно. Тогда делали замеры как у источника выбросов.
С тех пор возник вопрос: чем отличаются жаростойкие вентиляторы от обычных. Как-то на семинаре еще МОВЕНА менеджер после продолжительной паузы ответил - жаростойкой краской. Недоумеваю до сих пор.

манагер есть манагер. Смазка в подшипниках высокотемпературная (качество подшипников, марка стали) , марка стали крыльчатки и корпуса, толщина стали (всё зависит от степени жаростойкости).

Логично, но на практике и обычные работают с Т более 80 гр. паспортых годами без особых проблем.

И ещё, хочу всёж убедить - кроме объёма играет и скорость воздуха, причём существенную. Необходим конфузор для увеличения скорости обдува,
Вот примеры
http://colorstu.arpt.ru/diagnosticheskie-s...hnostnoj-stend/
http://www.autoreview.ru/archive/2003/15/NEWSS/800/07.jpg
расход надо считать, но всё равно, предположу, он будет в районе 25-30 тыс. м3/ч. Местный отсос обязателен, с подмесом 50%. это не сложно. Уже выкладывал документ.
Также, в зависимости от вида стенда, по документации обдув механизмов стенда - его объём добавится к обдуву автомобиля.
Вот проф. стенд пример. Посмотрите как там осуществлён обдув. Осевик, конфузор (как на первом моём примере). Удаление воздуха выхлопных газов подъёмная крышка в полу - интересное решение, напоминает отбойную крышку на авианосцах и на аэродромах ИА (в полукапонирах)
http://www.youtube.com/watch?v=hZQ6ha23SjA

А в другом примере (кстати на 1000л.с. стенд) там местные отсосы с шлангами

http://www.youtube.com/watch?v=563OWpFhshU

кстати, вот каталог MAHA.
Посмотрите стенды MSR http://mahanederland.nl/pkw/wp-content/upl...MAHA-Engels.pdf

Это на стр 16,17, а также фото стендов стр. 23 Хорошо видны МО, конфузор.

В списке опций найдёте вениляторы, Скорость обдува 100км/ч (это 28м/с так и хоч. сказать - ... же говорил!)

А это вентилятор 57500м3/ч (графиков нет,) 7,5 kW.

...Если не знаешь, как сделать, возьми подобное...