Le calcul des débits dans les conduits, tuyaux, hottes et empilements (ci-après appelés les conduits à nos fins) n'a jamais été difficile. La section transversale du conduit est multipliée par la vitesse moyenne du fluide pour trouver le volume par temps ou débit. Simple.
La collecte de données, qui permet de mesurer précisément la vitesse de l'air dans les conduits, est une tâche difficile. De plus, de mauvaises procédures de collecte de données produisent des erreurs dans l'équilibrage des conduits. Les instruments de mesure du débit d'air, les anémomètres, ont été limités par le temps dans le passé.
Les derniers anémomètres à microprocesseur collectent avec précision les données de mesure du débit d'air dans les conduits, avant même que le technicien CVC perde patience.
Comment mesurer la vitesse de l'air
Plus précisément, la question consiste à savoir comment mesurer la vitesse moyenne de l'air sur différentes sections transversales du conduit.
La physique est relativement simple : l'air est ralenti par frottement au contact du bord du conduit. La vitesse la plus élevée est obtenue dans des conditions d'écoulement laminaire au milieu de la section transversale, où il n'y a pas de frottement. Le profil de vitesse du conduit dépend de la forme du conduit (minimisation des parois du périmètre pour obtenir une section transversale) et de la force qui pousse l'air
Les conduits sont donc de préférence ronds, carrés et rectangulaires dans cet ordre d'efficacité.
Compte tenu de ces faits, combien de mesures constituent une base de données appropriée ?
Les lignes de grille qui représentent les points de mesure de débit du conduit sont des traverses. La méthode linéaire logarithmique offre une précision élevée (±3 %) dans la totalisation du débit en mesurant de préférence le débit d'air le plus proche des bords de l'espace du conduit.
Conduits ronds
Trois traverses, diamètres, espacés uniformément à 60°, créent six secteurs dans un conduit rond. Trois mesures sont prises par rayon : sur le bord ; un tiers vers le centre ; deux tiers vers le centre. Notez que l'air le plus affecté par le frottement semble surreprésenté.
Un ensemble de dix-huit mesures décrit avec précision la vitesse du flux d'air.
Dans le cas où seules deux traverses peuvent être mesurées, définissez-les à 90 degrés et prélevez cinq échantillons sur chaque rayon. Les quatre premiers sont répartis uniformément sur la première moitié du rayon en commençant par le bord et en se déplaçant vers le centre. Le cinquième point se situe deux tiers vers le centre.
Ces vingt points de données ne produiront pas une moyenne aussi précise que les dix-huit points avec trois traverses, mais les résultats sont acceptables.
Conduits rectangulaires ou carrés
La précision exige un minimum de vingt-cinq points de données, avec un maximum de quarante-neuf. Une paroi de conduit de moins de 76 cm nécessite cinq traverses. Une paroi de conduit de plus de 91 cm nécessite sept traverses. Six pour les longueurs au milieu.
Ces conduits nécessitent au minimum les seize mesures près du bord (environ 7 % de la distance totale), les neuf autres étant réparties uniformément le long de la grille. Notez que soixante-quatre pour cent des points de données d'un conduit rectangulaire seront proches des parois du conduit, alors que seulement trente-trois pour cent des points de données d'un conduit rond reflètent le frottement des parois. Cette mesure démontre l'efficacité du conduit rond. Ce qui ne veut pas dire que la forme ronde est toujours la meilleure solution.
Collectez les données à partir de ces valeurs et calculez simplement la moyenne. Ou laissez votre microprocesseur faire le travail. Vous avez calculé la vitesse du flux d'air.
Comment mesurer une section transversale ?
Cela semble assez facile, la longueur multipliée par la largeur ou le rayon au carré fois pi.
Cinq mots : se souvenir de la grille.
Si aucune grille n'est utilisée, le facteur d'application est 1,00. La section transversale du conduit n'est donc pas modifiée.
Si la grille est perforée au carré, multiplier la surface brute par 0,88. Une grille à barre est modifiée par un facteur de 0,78 et une grille à bandes d'acier par 0,73.
La grille sert à ralentir la vitesse de l'air et à la disperser. Soyez attentif à ce facteur.
Dispositifs pour calculer le débit
Vous avez calculé le débit d'air, la section nette transversale et vous les avez multipliés pour obtenir un débit.
Q = FAV, où :
F = facteur d'application (voir tableau)
A = zone désignée en pieds carrés
| Type de grille |
Facteur d'application, F |
Zone désignée |
| Aucun |
1,00 |
Section complète du conduit |
| Carré perforé |
0,88 |
Zone libre (lumière du jour) |
| Barre |
0,78 |
Surface du noyau |
| Bande d'acier |
0,73 |
Surface du noyau |
Conception à cellule de charge Anémomètre à hélice économique |
Instruments modernes de mesure du débit d'air tels que les anémomètres portables qui offrent des mesures numériques en pieds cubes par minute : une calculatrice autonome pour gagner du temps et éviter la frustration des professionnels CVC.
Nous pensons qu'il est important pour les techniciens de comprendre la théorie de la mesure du débit d'air, de savoir quand un point de données est peu susceptible d'être correct, qu'une mesure est erronée ou qu'un calcul ne semble pas correct et doit être vérifié une deuxième fois. Dans une époque où les gens veulent des résultats immédiats, ces nouvelles technologies accélèrent le processus. Votre expérience va permettre de vérifier le processus, mais cet instrument collecte et vérifie rapidement les données brutes.
Les nouveaux modèles sont sophistiqués en matière de calcul et de sortie du débit, dans un format facile à utiliser. L'équilibrage des conduits d'air est devenu plus rapide et plus efficace, et plus scientifique qu'artistique.
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