Xác định kích thước ống gió cho nhà xưởng là bước quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống thông gió, hút khí nóng, cấp khí tươi hoặc hút bụi. Kích thước đường ống ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc dòng khí, tổn thất áp suất, độ ồn, điện năng của quạt và khả năng phân phối gió đến từng khu vực.
Ống quá nhỏ làm vận tốc tăng, hệ thống dễ ồn và tổn thất áp suất lớn. Ngược lại, ống quá lớn chiếm nhiều không gian, tăng chi phí vật liệu và gây khó khăn khi bố trí trong nhà xưởng.
Việc lựa chọn kích thước cần dựa trên lưu lượng cần vận chuyển, vận tốc phù hợp, hình dạng tiết diện, chiều dài tuyến, số lượng phụ kiện và điều kiện lắp đặt thực tế. Không nên chọn kích thước chỉ theo kinh nghiệm hoặc dựa vào đường kính đầu quạt.
1. Vì sao cần tính đúng kích thước ống gió?
Kích thước ống gió quyết định lượng không khí có thể đi qua đường ống với một vận tốc nhất định. Khi tiết diện không phù hợp, quạt có thể không đạt được lưu lượng mong muốn dù công suất động cơ đủ lớn.
Ống quá nhỏ thường gây ra các vấn đề:
➤ Vận tốc gió cao và phát sinh tiếng ồn.
➤ Tổn thất áp suất tăng trên đường ống.
➤ Miệng gió cuối tuyến bị yếu.
➤ Quạt phải vận hành ở tải cao hơn.
➤ Hệ thống khó cân bằng giữa các nhánh.
Ống quá lớn cũng có thể làm tăng chi phí, chiếm chiều cao nhà xưởng và khiến vận tốc không đủ để vận chuyển bụi trong một số hệ thống hút.
Lưu ý: Kích thước phù hợp không phải là kích thước lớn nhất có thể lắp đặt mà là kích thước đáp ứng lưu lượng, vận tốc, áp suất và không gian công trình.
2. Xác định lưu lượng gió cần thiết
Trước khi chọn kích thước ống, cần xác định lưu lượng không khí mà hệ thống phải vận chuyển.
Lưu lượng có thể được xác định theo mục đích sử dụng:
➤ Cấp khí tươi cho khu vực làm việc.
➤ Hút khí nóng phát sinh từ máy móc.
➤ Hút khói hàn hoặc hơi phát sinh tại nguồn.
➤ Hút bụi từ dây chuyền sản xuất.
➤ Thông gió chung cho toàn bộ nhà xưởng.
➤ Cấp khí bù cho hệ thống hút.
Với tuyến chính, lưu lượng bằng tổng lưu lượng của các nhánh mà tuyến đó phục vụ. Sau mỗi vị trí chia nhánh, lưu lượng còn lại trong tuyến chính sẽ giảm và kích thước đường ống có thể được thu nhỏ tương ứng.
3. Lựa chọn vận tốc gió trong đường ống
Vận tốc là yếu tố liên kết giữa lưu lượng và tiết diện ống. Cùng một lưu lượng, vận tốc càng cao thì tiết diện cần thiết càng nhỏ.
Tuy nhiên, tăng vận tốc quá mức làm tổn thất áp suất và tiếng ồn tăng. Trong hệ thống cấp gió cho khu vực cần yên tĩnh, vận tốc thường được kiểm soát thấp hơn so với hệ thống hút công nghiệp.
Đối với hệ thống hút bụi, vận tốc phải đủ để hạn chế bụi lắng trong đường ống. Mỗi loại bụi có đặc tính riêng nên không nên áp dụng một giá trị chung cho mọi nhà xưởng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn vận tốc
➤ Hệ thống cấp gió hay hút gió.
➤ Không khí sạch hay có chứa bụi.
➤ Yêu cầu về độ ồn.
➤ Chiều dài tuyến ống.
➤ Khả năng tạo áp của quạt.
➤ Số lượng co, côn và chạc chia.
4. Công thức tính tiết diện ống gió
Tiết diện đường ống có thể được xác định theo công thức:
A = Q / v
Trong đó:
➤ A là tiết diện ống gió, đơn vị m².
➤ Q là lưu lượng không khí, đơn vị m³/s.
➤ v là vận tốc dòng khí, đơn vị m/s.
Nếu lưu lượng đang sử dụng đơn vị m³/h, cần chia cho 3.600 để chuyển về m³/s trước khi tính.
Sau khi có tiết diện, người thiết kế lựa chọn chiều rộng và chiều cao đối với ống vuông hoặc xác định đường kính đối với ống tròn.
5. Chọn kích thước ống gió vuông
Ống gió vuông hoặc chữ nhật thường được sử dụng khi cần đi sát trần, sát tường hoặc qua khu vực có chiều cao hạn chế.
Tiết diện ống vuông được tính bằng:
A = chiều rộng × chiều cao
Ví dụ, khi đã xác định được tiết diện cần thiết, có thể lựa chọn nhiều tổ hợp chiều rộng và chiều cao khác nhau. Tuy nhiên, không nên làm ống quá bẹt vì tỷ lệ giữa hai cạnh quá lớn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, tăng trở lực và khiến thân ống dễ rung.
Khi chọn kích thước ống vuông cần kiểm tra
➤ Khoảng trống phía trên trần hoặc dây chuyền.
➤ Vị trí dầm, cột, đường điện và đường nước.
➤ Khả năng gia cường thân ống.
➤ Khoảng cách giá treo.
➤ Khả năng bố trí cửa thăm và damper.
6. Chọn đường kính ống gió tròn
Ống gió tròn phù hợp với tuyến đi nổi, hệ thống hút bụi, hút khí hoặc khu vực có đủ không gian lắp đặt.
Sau khi tính được tiết diện, đường kính trong của ống có thể được xác định theo tiết diện hình tròn. Trong thực tế, kết quả thường được làm tròn theo kích thước gia công phù hợp.
Ống tròn không có các góc trong tiết diện nên dòng khí thường phân bố liên tục hơn. Tuy nhiên, đường kính lớn có thể gây khó khăn khi đi qua khu vực có chiều cao hạn chế.
7. Xác định kích thước tuyến chính và tuyến nhánh
Tuyến chính phải vận chuyển tổng lưu lượng của các nhánh phía sau. Vì vậy, kích thước tuyến chính thường lớn nhất tại khu vực gần quạt.
Sau mỗi vị trí chia nhánh, lưu lượng trên tuyến chính giảm. Kích thước có thể được thu nhỏ bằng côn chuyển để duy trì vận tốc phù hợp.
Khi tính tuyến nhánh, cần dựa trên lưu lượng riêng của từng khu vực, không nên chia đều kích thước nếu nhu cầu gió khác nhau.
Sai lầm thường gặp: Giữ nguyên một kích thước trên toàn bộ tuyến dù lưu lượng đã giảm sau nhiều nhánh. Phương án này làm tăng vật liệu và có thể khiến vận tốc cuối tuyến quá thấp.
8. Kiểm tra tổn thất áp suất sau khi chọn kích thước
Sau khi xác định kích thước sơ bộ, cần kiểm tra tổn thất áp suất của toàn hệ thống.
Tổn thất xuất hiện tại:
➤ Các đoạn ống thẳng.
➤ Co và côn chuyển.
➤ Chạc chia và hộp gió.
➤ Damper và van một chiều.
➤ Bộ lọc.
➤ Miệng hút và miệng cấp.
➤ Khớp nối mềm và thiết bị xử lý khí.
Tổng tổn thất áp suất là cơ sở để lựa chọn quạt. Nếu chỉ tính lưu lượng mà bỏ qua áp suất, quạt có thể không đưa đủ gió đến cuối tuyến.
9. Những sai lầm khi chọn kích thước ống gió
➤ Chọn ống theo kích thước đầu ra của quạt.
➤ Không tính tổng lưu lượng của các nhánh.
➤ Chọn vận tốc quá cao để giảm kích thước ống.
➤ Làm ống chữ nhật quá bẹt.
➤ Không giảm kích thước sau khi chia nhánh.
➤ Không tính tổn thất tại co, lọc và damper.
➤ Không khảo sát không gian lắp đặt thực tế.
➤ Không dự phòng nhu cầu mở rộng nhà xưởng.
10. Câu hỏi thường gặp
Ống gió càng lớn thì hệ thống càng tốt phải không?
Không. Ống quá lớn làm tăng chi phí, chiếm không gian và có thể khiến vận tốc quá thấp. Kích thước phải phù hợp với lưu lượng và mục đích sử dụng.
Có thể dùng một kích thước ống cho toàn bộ tuyến không?
Có thể trong một số hệ thống nhỏ, nhưng với tuyến nhiều nhánh nên điều chỉnh kích thước theo lưu lượng còn lại.
Nên chọn quạt trước hay tính kích thước ống trước?
Cần xác định lưu lượng, thiết kế đường ống và tính tổn thất áp suất trước khi lựa chọn quạt phù hợp với điểm làm việc của hệ thống.
Kết luận: Kích thước ống gió nhà xưởng cần được xác định từ lưu lượng, vận tốc, tiết diện và tổn thất áp suất. Sau khi tính toán sơ bộ, cần đối chiếu với mặt bằng, chiều cao lắp đặt và khả năng của quạt. Thiết kế đúng giúp hệ thống phân phối gió ổn định, giảm tiếng ồn, hạn chế điện năng lãng phí và tránh phải cải tạo sau khi thi công.
CHƯA XÁC ĐỊNH ĐƯỢC KÍCH THƯỚC TUYẾN ỐNG CHÍNH, ỐNG NHÁNH HOẶC QUẠT PHÙ HỢP VỚI LƯU LƯỢNG NHÀ XƯỞNG? LIÊN HỆ TRƯỜNG THÀNH ĐỂ ĐƯỢC KHẢO SÁT VÀ TƯ VẤN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
Liên hệ Trường Thành để được tư vấn thiết kế, gia công và lắp đặt hệ thống ống gió nhà xưởng
CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ NHIỆT TRƯỜNG THÀNH
Hotline: 0862 070 294 – 0966 500 694
Email: conhiettruongthanh@gmail.com – thangduongduy@gmail.com
Trụ sở: Số 42, đường Đại Nải, phường Nông Trang, tỉnh Phú Thọ.
Nhà máy 1: Lô 31, đường Nguyễn Du kéo dài, phường Việt Trì, tỉnh Phú Thọ (gần nút giao IC7).
Nhà máy 2: Lô 2, KCN Thụy Vân, phường Nông Trang, tỉnh Phú Thọ.
