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建立科学

弯曲管道空气流动科学

德克萨斯州A&M学习表明,当你让Flex Duct凹陷时,您需要多少击中

空气流量不良弯曲管道。我们都知道它。我们都谈论了它。这是证明它的研究数据。
图像信用:能源先锋
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空气流量不良弯曲管道。我们都知道它。我们都谈论了它。这是证明它的研究数据。
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德克萨斯A&M对柔性管道研究的测试设置。
图片信用:Kevin Weaver和Charles Culp,Phd,PE
压缩和松弛在得克萨斯A&M研究中使用的柔性管的表。
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结果为0%的压缩。
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结果4%的压缩
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结果15%压缩
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结果30%压缩
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结果45%的压缩。
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弯曲管道急转弯在德克萨斯州A&M研究的范围之外。这种缺陷会使柔性管的空气流动问题,纵向压缩甚至更差。
图像信用:能源先锋

空气流量不良弯曲管道。我们都知道它。我们都谈论了它。事实证明,还有研究数据来证明它。德克萨斯州A&M在几年前做了一项研究,以查看不同水平压缩的压降。如果您不熟悉这项研究,结果可能会令您震惊。

关于科研论文并不总是最容易阅读,但坚持用我,我会看看我能做出这样一个无痛的爱尔兰汽车炸弹。(我说的是饮料,不是一个实际的炸弹,傻了!)我在这里写的纸6,8和10英寸非金属柔性管道中的静压损失,(PDF.)由凯文·韦弗和查尔斯·卡尔普博士。如果您想阅读它,请在最后一个句子和潜水该链接。如果没有,让我给你我所看到的是在工作中的大外卖。

他们做了什么

简言之,研究人员设置一个让他们控制通过导管的刚性和柔性的截面,空气流量的测试装置。然后,他们改变了一些柔性管道的属性,看看发生了什么事气流和静压。下图(图像#2在页面的底部)示出了测试装置。

他们看着的变量是:

压缩弯曲管道- 在管道相比,它的最大拉伸多久?他们研究了5个变化在这里:最大拉伸和4%,15%,30%,和45%的压缩。请注意,在此使用的压缩是指在某种程度上,管道没有伸出其全长。它无关,与围在中间受到挤压。

支持- 他们支持柔性管道在两个方面。要么完全支撑在板,或它是在过去处于中心24英寸1.5英寸宽的托梁支撑。该板支持的管道只有压缩。托梁支持的管道有压缩和下垂。

s- 托托托斯 - 支持的管道,他们看着自然的下垂和长期凹陷。两者之间的差异是长期凹陷代表和极端情况。

管道尺寸- 他们使用6英寸,8英寸和10英寸直径的圆形管道。

表(下面的图像#3)显示了不同压缩百分比和管道尺寸的凹陷量。注意突出显示的单元格。他们指向6英寸管道的凹凸,这是我将专注于本文的尺寸。在低压压缩下,自然和长期凹陷是相同的。但是,当您最高30%的凹陷时,他们开始分歧。在45%的压缩下,6英寸的管道具有7英寸的自然凹陷和11.5英寸的长期下垂。

他们发现了什么

研究人员看着英寸的水柱(I.W.C.)的静压与空气流量在立方英尺/分钟(CFM)。它们比较了各种压缩状态的弯曲管道发生的情况,以使刚性金属管道发生的情况。下面的每个图表(图像#4到#8)是不同的压缩,从完美的安装开始,没有压缩。

此外,从学者的倾向,使事情每个图形遭受太复杂。它们显示在一个图多达12曲线。呃!我没有时间来重新绘制数据,使它们更容易理解,所以我要您注意只6英寸管道中的数据。他们是用圆圈数据点的人。只是忽略所有的三角形和正方形。

0%压缩。您在第一图中看到的是完美安装的柔性管和刚性金属管之间的差异基本上没有区别。当您拉动弯曲管道的内衬时,两种类型的曲线几乎完美地重叠。

4%的压缩。第二图表显示了在柔性管道内衬垫中留下一点点松弛时会发生什么。它只是4%,但注意到弯曲和刚性金属管道之间的大区别。镀托和板支撑的柔性彼此重叠,但均显着高于刚性金属管道。

综观6“管道数据(圆圈),发现其中每个曲线穿过的0.1 i.w.c.静压线。如果读出的各空气流中,你会看到一个4%的压缩挠曲移动约70立方英尺,而刚性的金属管道移动约110立方英尺。哇!这是一个巨大的差异,我们只在4%的压缩是!

这个分析表明的是曲线上的曲线越好,越好。它的越高,它是越糟的。

15%的压缩。弯曲管道的性能在15%压缩下比金属金属更差,而且比4%压缩的弯曲也差。我们可以告诉它比4%压缩的更糟糕,因为静压的规模增加了。在0%压缩下,最大静压为0.225 I.C.C。在4%的压缩下,它升至0.8 i.w.c.在这里,压缩15%,静态压力秤一直到3 I.W.c.

此外,我们看到了一种新的模式发展。现在我们看到托读器支持和支持的弯曲之间的差异。你知道哪一个更糟糕,甚至没有看,对吧?(从最后一个图表中召回曲线越高,它的越差。)

另一种观察方法是注意到保留70 CFM我们的0.1 I.W.C。由于4%的压缩,我们现在必须具有0.25-0.5 I.W.c.,具体取决于Flex是否是板或托托支持的。更高的压力意味着更多的风扇功率,这意味着更多的能量使用。

30%的压缩。再次,我们看到表现较大。曲线向上移动。压力级的最大值这次是7 I.W.C。为了在这种压缩水平的柔性中维持70 CFM,我们需要0.5-1.0 i.W.C.也就是说,更多的风扇功率和更多能源使用。

此外,他们绘制了其他类型的托托支持的数据,用于长期凹陷的数据(即,最坏情况)。然而,自然和长期凹陷并没有如此不同,但在30%的压缩下。嗯。我想知道45%的数据将显示什么?

45%的压缩。惊讶!惊讶!好吧,好的。这里没有惊讶。一切都更糟糕。尺度现在最多可达9个i.w.c。具有长期下垂的柔性比具有自然凹陷的柔性显着差,这比板支撑的弯曲更糟糕。

为了在管道中获得70碳气流量的空气流量,我们需要近1到近2个I.W.C.压力。

大外卖

其实,这是一个相当不错的标题本节。大外卖不紧拉着带走了大量的空气流动的是柔性管,如果你有一个定速风扇,或者如果你有一个鼓风机试图维持流量,不管它做什么它带走了很多你的钱到压力。

此外,显然这些数据进行了大量的手动d委员会辩论的主题。据大卫·巴特勒:

“当手动d的最新(3)版正在开发中,有很多关于安装不良弯曲的摩擦率的讨论。得克萨斯州A&M,在研究这一点,从它的研究手册中提供的数据纳入,这个想法是给设计师的真实世界的摩擦率的想法,并希望说服勤奋承包商遵循建议安装规范“。

他写道,在我以前的文章有关评论如何正确安装Flex管道。在这篇文章中,我从Air扩散委员会的安装手册中发布了一个相关图表,用于Flex管道。它显示,当弯曲管道有15%的压缩时,您应该加倍摩擦速率。当它有30%的压缩时,应该四重摩擦速率。(他们没有讨论45%的压缩。)

如果你看一下从得克萨斯州A&M研究这些数据,你可以看到一倍,翻两番实际上是有点乐观。对于托梁支撑的,在30%的压缩挠曲,例如,它更像10,而不是4的一个因素。

当然,您可以使用本研究中的数据来帮助您的设计,现在他们确实在手册D的附录17中显示了所有这些。然而,对于安装不正确的管道,设计适当的气流将是彻头彻尾的愚蠢。如果您无法正确安装,请使用刚性金属管道。

是柔性管道值得的?

在我看来,只要你不滥用它,Flex管道就很好。拉紧它。主要用于直线运行。偶尔,你可能会找到一个你可以长,温柔的转弯的地方,这可能没问题。然而,德克萨斯A&M研究人员的分析仅适用于柔性管的直流。它不适用于你的额外湍流弄乱转动空气。如果你做真的很愚蠢的东西,就像把一个锋利的扭结放在它一样(如下面的图像#9所示),只会增加衬里的问题而不是拉紧的衬里。

问题是大多数柔性管道都安装了可怕的。我在本文中包含的两张照片是我集合的小部分。(一定要退房我最喜欢的导管灾难!)但是,安装由过大尺寸的供暖和空调系统,因此更大的风机摆脱它可能有机会使房子合理舒适。

你有它。Flex管道可以工作,或者它可能会错过错误。现在,你带来吉尼斯,我会带来詹姆森和贝利的,我们可以开始讨论更深层次的问题双螺柱墙与外部绝缘墙,测量被动房屋气密性的适当度量,以及乔lstiburek是否可以站在他的头上,喝啤酒,同时唱Canada。经过几次或五辆爱尔兰汽车炸弹之后,我们可能都站在我们的头上。

艾莉森巴利斯佐治亚州德国,是一个发言者,作家,能源顾问,reset认证的培训师,以及作者能源先锋博客。看看他的深入课程,掌握建筑科学在Hotspring学习研究所,并在推特上跟随他@energyvanguard.

4评论

  1. 乔治弗里克||#1

    高速系统?
    你好,

    您对高速系统的选择和安装有哪些效果?它们似乎是围绕繁殖和较小的弯曲管道建造。

    谢谢,

    乔治弗里克

  2. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,PHD||#2

    回应乔治弗里克
    好问题。本研究没有看出高速系统,该系统在更高的压力下运行并使用较小的管道,但也许我们可以从图中推断出一下。较小的管道从压缩中遭受更多。这是因为表面发挥了更大的作用,并且在较小的管道中,对于给定体积的空气有很多表面。因此,如果您使用Flex管道进行高速系统,似乎似乎压缩可能会伤害很多。

    有人知道这个主题的数据吗?

  3. Greg Labbe.||#3

    直径处罚
    难道我们也认为效果更小直径的管道更加明显?是不是也公平地说,4" 直径管道将有一个较陡的处罚?

  4. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,PHD||#4

    回应Greg Labbe
    是!只需查看上面的图表,您可以看到这是真的。

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