Совет 1: Как вычислить объем воздуха

Воздух представляет собой смесь множества газов. Наиболее массовой его составляющей является азот, на втором месте самый необходимой любому живому организму элемент – кислород. Третье место по процентному содержанию занимает инертный газ аргон, четвертое – углекислый. Содержание всех других газов: водорода, метана, прочих инертных газов и т.д., настолько мало, что в большинстве случаев ими можно пренебречь при расчетах. Можно ли вычислить объем воздуха, находящегося в помещении или в каком-либо сосуде? Конечно, можно.
Как вычислить объем воздуха
Инструкция
1
Большинство помещений имеют правильную геометрическую форму. Их противоположные стены параллельны. То есть объем такого помещения вычисляется точно так же, как объем прямоугольного бруска, например. Измерьте длину (А), ширину (В) и высоту (Н) помещения, перемножьте эти величины, в результате получите объем: V = AхВхН. Производить измерения удобнее всего строительной рулеткой.
2
Предположим, вам задана такая задача: какой объем занимает воздух при нормальных условиях, если его количество – 12 молей? Ее решение очень простое. Как известно, при нормальных условиях объем одного моля любого газа или смеси газов составляет примерно 22,4 литра. Умножьте эту величину на 12, получите ответ: 22,4* 12 = 268,8 литров. Или, примерно 0,27 м^3.
3
Немного усложните задачу. Допустим, известное вам количество воздуха массой М заключено в герметичном сосуде. На этот воздух подействовали внешним давлением величиной Р, при температуре, равной Т. Какой объем займет воздух при таких условиях?
4
Тут вам поможет знаменитое уравнение Менделеева-Клапейрона, выведенное независимо друг от друга нашим соотечественником Д.И. Менделеевым и французом Б.П.Э.Клапейроном. Оно описывает состояние идеального газа. Хотя воздух, конечно же, не является идеальным газом, это уравнение можно использовать, если в расчетах не требуется высокая точность. Уравнение Менделеева-Клапейрона записывается так:PV = MRT/m
5
Величины Р, М, Т вам известны по условиям задачи, величину R – универсальной газовой постоянной можно найти в любом справочнике по химии, физике или в интернете. Она равна 8,31. Единственная оставшаяся величина – m (молярная масса воздуха). Она находится точно таким же образом, и равна 28,98 грамм/моль. Для удобства расчетов округлите эту величину до 29 г/моль.
6
Немного преобразовав уравнение, вы получите формулу:V = MRT/mPПодставив известные величины и произведя расчет, найдите искомый объем воздуха.

Совет 2 : Как определить расход воздуха

Перед приобретением компрессора необходимо определить максимальное количество воздуха, необходимое для нормального функционирования вашего пневмоинструмента. Если планируете увеличить парк используемого оборудования, лучше сразу рассчитать общий расход воздуха и купить компрессор нужной производительности. Для этого нужно вычислить,а затем сложить количество воздуха, потребляемое каждым инструментом.
Как определить расход воздуха
Вам понадобится
  • источник сжатого воздуха, герметичный металлический баллон для воздуха емкостью 20 литров, рассчитанный на максимальное давление 10 атмосфер. Манометр, секундомер, соединительный шланг, регулятор давления воздуха.
Инструкция
1
Из источника накачайте воздух в баллон до уровня 8 атмосфер. Подключите к баллону манометр, после него подключите к пневматическому шлангу регулятор давления. Сделайте давление воздуха после регулятора таким, что бы оно равнялось максимальному рабочему уровню давления, на которое рассчитан проверяемый инструмент. Подключите к воздухопроводу пневматический инструмент. Включите его в таком режиме, при котором расход воздуха инструментом максимален. Одновременно с включением инструмента включите секундомер. Засеките время, за которое давление воздуха в баллоне упадет на 1 атмосферу. Исходя из полученных данных, рассчитайте потребление воздуха этим инструментом.
2
Пример: Есть пневматическая дрель, рассчитанная на максимальное рабочее давление 6 атмосфер. Подключите ее к воздухопроводу. Установите регулятором давление в шланге 6 атмосфер. Включите дрель на максимальные обороты. По секундомеру определили, что давление в баллоне упало на одну атмосферу за 15 секунд. Это значит, что дрель за 15 секунд израсходовала 20 литров воздуха (такова емкость баллона). Пересчитайте данное значение для получения расхода воздуха в минутах: 60:15×20=80 литров.
3
Таким образом рассчитайте расход воздуха каждым инструментом. Ориентируясь по требованиям самого «прожорливого» инструмента выберите компрессор с нужной производительностью. Сложите объемы расхода воздуха оборудованием, если планируете использовать несколько инструментов одновременно.
Видео по теме

Совет 3 : Как рассчитать количество воздуха

Любое помещение или емкость имеет определенный объем. Причем даже если помещения или емкости пустые, это не значит, что они пустые абсолютно — их объем заполнен воздухом. То есть определение объема воздуха при атмосферном давлении сводится к расчету объема емкости или помещения. Если же речь идет об определении массы воздуха в определенном объеме при нормальных условиях, нужно использовать закон Авогадро.
Как рассчитать количество воздуха
Вам понадобится
  • - рулетка,
  • - калькулятор,
  • - справочник по физике,
  • - справочник по математике.
Инструкция
1
Воздух — это смесь водяных паров, кислорода, азота, аргона, углекислого газа. Кроме того, в воздухе присутствуют неон, метан, гелий, криптон, водород, ксенон. Однако поскольку содержание всех этих газов в воздухе меньше 0,01 %, обычно, говоря о составе воздуха, их не упоминают. Но то, что воздух — это смесь газов, говорит о том, что в зависимости от температуры и давления, различные компоненты воздуха ведут себя не одинаково. Иначе говоря, в зависимости от давления и температуры изменяется процентный состав воздуха (в горах, к примеру, кислорода в воздухе меньше) и содержание в нем водяных паров (влажность воздуха). Кроме того, на состав воздуха влияют и другие факторы: в городах — больше углекислого газа, чем в лесу, на болотистой местности — больше метана и так далее.
2
Измерьте геометрические размеры помещения или емкости. В зависимости от формы емкости или помещения, может потребоваться длина, ширина, высота и диаметр.
3
Воспользуйтесь справочником по математике: подставьте в формулы для вычисления объема геометрических тел полученные значения.
4
Проведите вычисления с помощью калькулятора или в уме. Полученные результаты и будут определять количество воздуха в помещениях или емкостях.
5
Подставьте полученное значение объема в пропорцию, построенную на основе закона Авогадро. 1 моль воздуха весит 0,028 кг и занимает объем 22,4 л. Значит, масса воздуха в определенном объеме V будет ровна произведению величины этого объема в литрах и молярной массы (0,028 кг), поделенному на молярный объем газа (22,4 л).
Видео по теме
Обратите внимание
При вычислениях следите за тем, чтобы все величины брались в одних системных единицах.
Полезный совет
При разнице температуры в 20оС, объем воздуха изменяется на 8%. Это используется, например, в воздухоплавание – воздух, заполняющий воздушный шар разогревается специальной газовой горелкой.

Для пересчета величины молярного объема (22,4 л при температуре 0оС и давлении 1 бар) на другие температуры и давления, используется формула Менделеева-Клапейрона, связывающая воедино массу газа, его температуру, давление и объем. Все необходимые данные можно взять в справочнике по физике.
Источники:
  • Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.

Совет 4 : Как рассчитать приточную вентиляцию

Целью установки систем приточной вентиляции является обеспечение поставки свежего уличного воздуха в помещение. Приточные системы используются практически во всех производственных и офисных помещениях. В жилых помещениях их использование актуально в том случае, если естественная система вентиляции не дает необходимого притока воздуха.
Как рассчитать приточную вентиляцию
Инструкция
1
Рассчитайте производительность системы приточной вентиляции по воздуху, т.е. то количество воздуха, которое необходимо прокачать через помещения в течение часа. Для этого измерьте все ваши помещения и посчитайте их объем (эти данные можно получить из технической документации здания). Определите назначение помещений.

Используя СНиП, установите необходимую кратность воздухообмена, т.е. количество полной смены воздуха в час для ваших помещений. Помните, что кратность сильно зависит от назначения помещения, так, в жилых помещениях она равна 1, в офисных 2-3, в производственных больше 5. Рассчитайте производительность по кратности возухообмена, умножив объем помещения на установленную кратность воздухообмена в нем.
2
Выясните, какое количество людей по плану будет находится в помещении. В соответствии с нормами расхода воздуха на человека, которые также устанавливаются СНиПами в зависимости от типа помещений и вида работ, определите требуемую производительность системы по количеству людей, умножив количество людей на норму расхода воздуха на человека.
3
Из двух полученных значений, производительности по кратности воздухообмена и производительности по количеству людей, выберите большее. Это значение и будет необходимой производительностью системы по воздуху. Используя его, подберите вентилятор, технические характеристики которого позволят создать необходимый приток воздуха. Учитывайте тот факт, что производительность вентилятора может уменьшаться в зависимости от длины воздухопроводной сети.
4
В холодном климате системы приточной вентиляции оборудуются калорифером, который нагревает поступающий воздух до приемлемой температуры, регулируемой СНиП. Так для средней полосы России он должен нагревать воздух минимум до +18°С, при минимальной наружной температуре -26°С, т.е. общий нагрев воздуха должен составить 44°С. Значения этих температур будут отличаться в зависимости от климатической зоны, их можно узнать в справочной литературе.
Для того чтобы узнать, способен ли калорифер нагреть воздух на данное количество градусов, необходимо разделить мощность калорифера, указанную в технической документации к нему, на предварительно рассчитанную производительность вентилятора и умножить полученное значение на 2.98. Если полученное значение температуры удовлетворяет СНиП, значит данный калорифер подходит для использования в вашем случае.
Видео по теме
Источники:
  • Проектирование и расчет систем вентиляции
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500