Дефлектор цаги калькулятор: Дефлектор цаги расчет и чертежи – особенности расчета и изготовления своими руками

особенности расчета и изготовления своими руками

Практически весь жилищный фонд, который строился до конца прошлого века, оснащался вентиляционными системами с естественным побуждением. Не секрет, что такая вентиляция имеет массу положительных качеств, но очень зависима от погоды. Летом, при минимальном перепаде давления в помещениях и на улице, тяга в воздушных каналах практически прекращается, а нередко и вовсе «опрокидывается». Некоторые погодные факторы можно использовать на благо работы вентиляционной системы при помощи несложного приспособления под названием дефлектор ЦАГИ.

В этой публикации будет детально изучен Цаги, который был разработан Центральным аэрогидродинамическим институтом.

Принцип действия и назначение приспособления

Дефлектор ЦАГИ применяется для увеличения тяги. Причем, тяги не только в вентиляционной системе, но в дымоходах. Есть еще несколько полезных качеств у этого приспособления:

• Дефлекторы защищают и вентиляционные шахты от попадания в них мусора, птиц и мелких грызунов.
• Они препятствуют попаданию атмосферных осадков в системы вентиляции и дымоотведения.
• Эти приспособления часто используют в качестве искрогасителей.
• Дефлектор ЦАГИ защищает оголовок трубы от разрушения.

Принцип действия этих приспособлений основан на законе Бернулли. Воздушный поток, создаваемый ветром, огибает конструкцию дефлектора цаги, внутри которой создается зона пониженного давления. Это снижает воздействие атмосферного воздуха на воздушные массы, находящиеся в вентиляционном канале и способствует всасыванию воздуха зоной разряжения из вентиляционного или отопительного канала. Таким образом, это приспособление способствует увеличению тяги вытяжки и дымохода на 15-20%. На рисунке более наглядно показано движение и распределение воздушных потоков, а также зоны повышенного «+» и пониженного «-» давления.

Как устроен дефлектор цаги

Это приспособление представляет собой конструкцию, выполненную по форме сечения вентиляционной шахты. Ниже представлен рисунок, на котором схематически показаны все составные части устройства.

1. Патрубок крепится на оголовок вентиляционной трубы.
2. усеченный конус, который узкой частью крепится к патрубку.
3. Кольцо является основной видимой частью приспособления, которое монтируется на внешнюю сторону диффузора посредством кронштейнов.
4. Зонт защищает от попадания в канал мусора и атмосферных осадков. Крепление производится теми же кронштейнами, что и кольцо.

Расчеты и чертеж

Дефлектор ЦАГИ является очень распространенным устройством, и его всегда можно приобрести в специализированных магазинах и на строительных рынках. Кроме того, его можно изготовить под заказ, заплатив за его исполнение жестянщику достаточно приличную сумму денег. Но такое приспособление всегда можно изготовить и самостоятельно, используя таблицы расчетов, приведенные в специализированной литературе и в интернете.

Если вы решили изготовить это приспособление самостоятельно, то прежде всего, следует определиться с размерами. Отталкиваться необходимо от диаметра и формы сечения . На рисунке ниже представлен общий чертеж дефлектора цаги для круглой формы сечения воздуховода.

• d – внутренний диаметр оголовка вентиляционной шахты, а соответственно и узкой части диффузора.
• 1,25d – широкая часть диффузора.
• 1.2d – высота кольца.
• d/2 – расстояние от узкой части диффузора до нижней границы кольца.
• 1.2d + d/2 = высота всего диффузора.
• 2d – диаметр кольца.
• 1,7d – ширина зонта.

Процесс изготовления дефлектора

Для изготовления вам понадобится лист оцинкованного металла. Из инструментов будет необходимы ножницы по металлу, линейка, чертилка, дрель и устройство для соединения материалов заклепками.

Прежде всего, необходимо сделать на металле чертеж необходимых деталей.

Диффузор

1. следует рассчитать один шаблон, с помощью которого можно создать чертеж диффузора в развернутом виде с правильным углом раскрива. Для этого следует воспользоваться формулой p=2πR. Для расчета, возьмите диаметр широкой части диффузора, умножьте значение на 3,14. Полученную цифру следует разделить на 10. Полученное значение будет одной стороной шаблона.
2. Те же самые расчеты произведите с узкой частью диффузора. Далее воспользуйтесь таблицей и возьмите из нее высоту диффузора, после сего перенесите полученные данные на лист оцинковки. Этот шаблон является одной десятой от необходимого чертежа. Прикладывая шаблон друг к другу 10 раз (выше мы полученное в ходе расчета значение делили не 10), и прорисовывая линии можно создать правильный чертеж этой детали. Не забудьте добавить по краю 20 мм для соединения.

3. После чего ее необходимо вырезать, используя ножницы по металлу.

   При резке металла образуются острые края. Для предотвращения травм используйте перчатки и очки.

4. Соедините края изделия с нахлестом в 10 мм, просверлите отверстия и зафиксируйте края заклепками.

После всех манипуляций получилась самая сложная деталь – диффузор. Но на этом расчет дефлектора цаги еще незакончен.

Кольцо

Для расчетов вам потребуются рассчитать некоторые данные.

1. По условиям чертежа, два диаметра воздушного канала = диаметр кольца. После чего следует рассчитать длину окружности по знакомой формуле p=2πR и прибавить для соединения 20 мм. Это будет длина заготовки.
2. По условию, ширина кольца равняется 1,2 d. Для расчета следует диаметр воздушного канала умножить на 1,2. Полученное значение будет шириной кольца.
3. Перенесите полученные значения на лист оцинковки и вырежьте заготовку. После чего ее необходимо согнуть в форме кольца. Для крепления сделайте нахлест по 10 мм с каждой стороны.
4. Просверлите отверстия и закрепите концы заготовки заклепками.

Зонт

Прежде всего, необходимо вычертить круг на листе оцинковки. Так как критичных размеров на чертеже не дано, то следует сделать его так, чтобы он по диаметру был 1,7-1,9d. Перенесите диаметр кольца на металл, и от центра круга проведите два радиуса так, чтобы угол между ними составлял 30°. Вырежьте этот сегмент и соедините края так, чтобы получился конус со значением диаметра в промежутке 1,7-1,9d. Края зафиксируйте заклепками.

Кронштейны

В качестве кронштейнов можно использовать полоски оцинковки, шириной 15-20 мм. Одной стороной закрепите крепление к внешней стороне диффузора, а вторую согните так, чтобы закрепит одновременно и кольцо, и зонт.

В изготовлении дефлектора ЦАГИ, в принципе нет ничего сложного, но если вы не владеете инструментом, то лучше всего изготовление такого полезного приспособления доверить профессионалам.

РАСЧЕТ ДЕФЛЕКТОРА — Олег Белоножко. oswstudio.ru Просто фотограф. — LiveJournal

Основные размеры дефлектора
Если нет необходимого размера в этой таблице, то рассчитать можно по таким соотношениям:
Высота дефлектора должна быть: 1,6 — 1,7 d.
Ширина диффузора: 1,2 — 1,3 d.
Ширина колпака-зонта: 1,7 — 1,9 d.
Где d внутренний диаметр дымового канала.

Для чего предназначен дефлектор цаги и как его можно изготовить

Содержание статьи

Не редко замечаешь, что на том или ином дымоходе есть некий металлический оконечник. Это дефлектор.

Дефлекторы цаги

По своей сути дефлектор цаги не что иное, как обычная металлическая труба, на которую одет такой же металлический зонт. В свою очередь сама труба одета на дымоход. А вот с какой целью это делается, рассмотрим чуть ниже.

Предназначение

Итак, дефлектор цаги предназначен для увеличения тяги дымоходной или вентиляционной системы. Принцип действия его следующий: из законов физики известно, что более нагретый воздух легче, чем холодный. Если воздух нагревается снизу, то сверху на него начинает давить непрогретый, так как его масса больше, соответственно, теплый поток поднимается вверх. На этом основана обычная дымоходная система, то есть дым, как более нагретый воздух, самотеком поднимается вверх. Однако ему препятствует более холодный воздух, так как дымоход является замкнутой системой. Так вот, чтобы уменьшить это давление холодного воздуха, то есть снизить противодействие, устанавливается дефлектор, который рассекает воздушный поток, устанавливая тем самым над дымоходной или вентиляционной трубой область низкого давления (область разряжения). Это, естественно, усиливает тягу.

Дефлектор цаги

Усиление тяги способствует тому, что кпд того устройства, которое лежит в основе, например, если мы рассматриваем дымоход, то это может быть печь, увеличивается на 20 процентов. Это означает, что процесс горения будет гораздо лучшим без использования дополнительного количества горючих веществ.

Из всего этого можно сделать вывод, что дефлектор цаги предназначен только для увеличения тяги. Однако есть особая группа подобных устройств. Речь идет о ротационных изделиях. Суть их заключается в том, что центральная часть вращается, что создает еще большую разреженность воздуха вокруг, соответственно, и тяга увеличивается.

Такие дефлекторы служат еще и для принудительной вентиляции, отвода газов и паров из помещения.

Применение

Итак, стоит немного подробнее остановиться на сферах применения дефлекторов цаги:

• Как уже было сказано, это усиление вытяжки;
• Предотвращение появления такого эффекта, как обратная тяга, то есть когда давление внешнего воздуха становится намного больше и дым вместе с ним поступает обратно внутрь по дымоходу;
• Защита дымохода или системы вентиляции от попадания в нее атмосферных осадков.

Конструкция изделия

Если планируется сделать дефлектор цаги своими руками, то не лишним будет рассмотреть его конструкцию, то есть установить все отдельные части, из которых он состоит:

• Нижний цилиндр или патрубок. Он будет крепиться к окончанию воздуховода вентиляционной системы или окончанию трубы дымоходного канала;
• Диффузор. Эта часть представлена расширенным конусом, который идет от патрубка к верхней части изделия;
• Патрубок или обечайка. Это внешняя часть устройства;
• Колпак или верхний конус. Та часть, которая крепится сверху всей конструкции и защищает вентиляционную или дымоходную системы от попадания в них осадков;
• Ножки для крепления колпака;
• Кронштейны для крепления всего устройства.

Схема дефлектора цаги

Сразу надо сказать, что все эти элементы изготавливаются своими руками из оцинкованной жести или нержавеющей стали. Эти материалы можно найти в листовом виде во всех строительных магазинах.

Самостоятельное изготовление

Итак, чтобы своими руками сделать дефлектор цаги необходимо заранее произвести его расчет.
Для этого следует знать некоторые технические характеристики, которыми могут обладать подобные устройства:

• Форма дефлектора;
• Материал изготовления;
• Размеры дефлектора;
• Его тип.

Поскольку с типом мы определились – это устройство цаги, описанной выше конструкции, остается определиться со всеми остальными параметрами будущего дефлектора, сделанного своими руками.

Итак, начинается расчет с установления нужной формы. Здесь все просто. Форма дефлектора напрямую зависит от формы той трубы, на которую его изготавливают.
Дальше определяемся с материалом. Тут тоже все должно быть понятно, так как оптимальные материалы для работы своими руками были предложены выше.

Следующим шагом необходимо определить размеры дефлектора. Они, как и форма, напрямую зависят от размеров дымохода или трубы вентиляционной системы.

Чтобы упростить расчет, из таблицы можно взять все нужные размеры:

Размеры дефлектора цаги

Обозначение размеров дефлектора цаги

Поскольку в таблице представлены далеко не все возможные варианты размеров, то проводя расчет, в рассмотрение следует взять следующие правила:

• Оптимальной высотой для изделия считается та, которая вписывается в интервал от 1,6 до 1,7 от d;
• Ширина диффузора должна лежать в пределах от 1,2 до 1,3 d;
• Ширина защитного колпака – от 1,7 до любого удобного значения от d.

Итак, когда расчет сделан, то можно приступить к проектированию. Чертежи для себя лучше выполнять в большом масштабе.

Если опыта работы с металлом нет, и нет уверенности в правильности всех расчетов, то лучше тренироваться в изготовлении на картоне. Сперва из него вырезаются все детали. А уже потом эти детали, как клише, накладываются на лист металла и вырезаются.

Что касается скрепления деталей между собой или отдельных частей в деталях, то делать это можно при помощи болтов с гайками или же клепок.

Все операции с металлом лучше производить при помощи болгарки или ножниц по металлу. При этом не стоит забывать и про технику безопасности – работать необходимо только в перчатках и защитных очках.

Делаем дефлектор цаги своими руками

Дефлектор Цаги: плюсы и минусы

Основное условие правильной работы вентиляции – наличие постоянной и эффективной тяги. Только в этом случае в помещениях всегда будет чистый и свежий воздух. Присутствие дефлектора в системе предотвращает ее от засорения, сохраняет внутренний диаметр патрубка в первоначальном виде, предотвращая скопление жира на его внутренних стенках.

Функциональность дефлектора

Грамотно устроенная вентиляция с дефлектором Цаги

Работа всех существующих моделей дефлекторов сводится к одному принципу. В рабочем состоянии установка отклоняет потоки воздуха, нагнетаемого ветром. Воздух обтекает ее, образуя возле выходного отверстия пространство с пониженным давлением. Воздействие воздуха снаружи снижает его давление на воздушный поток внутри вентканала. По законам физики (в частности, Бернулли), компенсируя «недостачу», внутренний воздушный столб в трубе стремится подняться вверх. При этом происходит всасывание воздуха из зоны разрежения канала. Вся система будет эффективной, если дефлектор использовать правильно. В таком случае реально существующая тяга может быть увеличена еще на 20%, что очень существенно.

Дефлектор ЦАГИ – «классика жанра»

Проектирование жилых домов старой застройки обязательно выполнялось с учетом установки вентиляционных систем с естественной стимуляцией движения воздуха. Этим объясняется зависимость естественного воздухообмена от капризов природы. Дефлектор ЦАГИ – простой вентиляционный фасонный прибор с открытой проточной частью, разработка Центрального аэрогидродинамического института. Использует в работе естественные факторы погодных изменений, но случается его работа в системе и с механическим побуждением. Работает, как на вентиляцию, так и на отопление (используется в дымоходах). Варианты монтажа – скрытый (в канале), наружный.

Объективная оценка

Как и любой технический прибор, конструкция ЦАГИ имеет свои плюсы и минусы.

• Эффективная защита от проникновения внутри вентиляционного канала пыли, осадков, мелких птиц, насекомых, грызунов.
• Предохранение оголовка выходного патрубка от разрушения.
• Экран в форме цилиндра предотвращает возникновение обратной тяги в воздушном отводе даже самого большого сечения.
• Варианты материала изготовления позволяют заменять более дорогой из них дешевым. Так, демократичный в цене пластик можно установить вместо нержавеющего металла на вентиляционных потоках с выходящим холодным воздухом.

Трудности в работе наблюдаются при сильных морозах, когда на внутренних стенках внешнего цилиндра образуется наледь. Ее слой может полностью закрыть проходное сечение. Дефлектор ЦАГИ восприимчив к направлению ветра: создает сопротивление тяге при полном штиле или незначительном дуновении ветра.

Устройство

Проектная схема конструкции

Конструкция простого приспособления повторяет форму вентиляционной шахты. Основные элементы:

• Нижний патрубок, устанавливаемый на оголовок вентиляционного отвода (трубы).
• Диффузор – часть трубы, где поток воздуха меняет свои параметры вследствие ее конусоподобного сужения. От патрубка к верхней части происходит расширение. Узким концом усеченная фигура прикрепляется к патрубку.
• Обечайки или внешняя оболочка устройства.
• Кольцо, кронштейны в качестве элементов крепления. С их помощью визуально просматриваемое кольцо фиксируется с внешней стороны на диффузор.
• Верхний защитный колпак (зонт) в классическом варианте конической формы – защита от проникновения загрязнителей извне.
• Ножки для фиксации зонта.

Внимание! Внешний диаметр воздушного отвода, на который устанавливается дефлектор ЦАГИ, должен находиться в размерном диапазоне 100-1250 мм.

Расчетные параметры и чертежи

Несложный в конструктивном исполнении элемент вентсистемы доступен в торговой сети. Любой дефлектор должен соответствовать ТУ 36233780. В целях экономии средств можно сделать дефлектор ЦАГИ своими руками из нержавейки или оцинкованной стали. При этом нужно помнить: для вытяжки агрессивной воздушной среды оцинкованная конструкция не используется.

Дефлекторы Цаги различных габаритов

Необходима предварительная подготовка. В частности, ознакомление со специальной литературой, где даны расчетные зависимости аэродинамических параметров, сведенные в таблицы. В предварительный этап входит и уточнение размеров. Они соответствуют нормам СНиП 41012003. Дефлекторы выполняются в климатическом исполнении «0». Выбираются в зависимости от сечения и формы канала вентиляции.

Если дефлектор круглый, то расчет и чертежи учитывают:

• Внутренний размер диаметра оголовка шахты, идентичный наименьшему сечению (узкому отрезку) диффузора.
• Диаметр широкого участка канала с изменяющимся по характеристикам потоком.
• Высоту кольца и его диаметр.
• Ширину зонта.
• Для изготовления дефлектора ЦАГИ определяются с его формой. Должна быть идентичной форме выходного вентиляционного патрубка.
• Выбирается материал: более дешевая – оцинковка, нержавейка подороже.

Для упрощения расчетов по исходным данным из таблиц по внутреннему диаметру выбирается высота дефлектора и ширина диффузионного участка. При расчете остальных параметров учитываются замечания:

• высота всего изделия находится в интервале 1,6-1,7 внутреннего диаметра изделия;
• диффузор по ширине выбирается в промежутке 1,2-1,3 тоже же диаметра;
• колпак защитный в размерах должен перекрывать отверстие и быть по величине больше в 1,7 раз диаметра.

Стандартная нумерация дефлекторов для вентиляции – 3-10. В цифрах закодирован диаметр вентиляционной шахты (дм). Стандартные формы, размеры при самостоятельном изготовлении изделия полностью изменять не следует, чтобы не нарушить его технические характеристики.

Алгоритм работ

• Принять меры к безопасному проведению работ: надеть рукавицы, защитные очки.
• Подготовить оснастку: линейку, дрель, ножницы или болгарку, маркер.
• Приобрести материал: лист металла толщиной 0,3-0,5 мм.
• Нанести размеры на картон. При этом не спутать: внутреннее сечение цилиндра должно быть таким же, как внешний диаметр вентиляционной трубы.
• При вычерчивании диффузора добавляются с краю лишние 0,2 см на места соединений.
• Все элементы компактно укладываются на металлическую полосу и вырезаются ножовкой или ножницами.
• Конус формируется из вырезанного круга. От границы (по радиусу – от кромки до центра) ножницами выполняется надрез. Наложение одного края на другой проводится до сформирования конуса.
• Края свернутого корпуса диффузора соединяются по кромке с запасом в 10 мм.
• В местах соединений просверливаются отверстия. Крепление деталей между собой выполняют болтовым или клепочным соединением.
• Изготовленные собственными руками кронштейны – это полоски из оцинкованной стали шириной 1,5-2,0 см.
• Собранную конструкцию установить на верхнем участке трубы: нижний цилиндр фиксируется болтами, диффузор крепится кронштейном.
• На фиксаторах компонуется колпак.
• Все элементы конструкции прочно закрепляются болтовыми соединениями или заклепками строго по чертежу.
• Регулировка тяги в канале при сильном ветре производится специальной задвижкой, установленной в нем.

Внимание! Дефлектор ставится над кровлей в зоне свободного продува ветрами. Запрещено размещение в зоне аэродинамической тени, создаваемой, к примеру, рядом стоящим зданием.

При соблюдении правил изготовления и монтажа, а также владения навыками работ обустройство дефлектора ЦАГИ на крыше не потребует много усилий и затрат времени.

Расчет производительности дефлекторов для вентиляции | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

Расчетная летняя температура наружного воздуха t_н=22,6 ⁰С.

Внутренняя температура уходящего воздуха t_в=30⁰С.

Объемный вес воздуха Y^22,6=1,197 кг/м³, Y³⁰=1,165 кг/м³.

Скорость наружного воздуха V_в=1м/с

Задаемся дефлектором D=500 мм, F_ж.с.=0,196 м².

Принимаем количество удаляемого воздуха: L=700 м³/ч = 0,194 м³/с

Скорость движения воздуха в дефлекторе: V= 700/(3600*0,196)=0,992 м/с

Подсчитываем коэффициенты местных сопротивлений системы:

вход в патрубок ζ=0,277

воздушный клапан ζ=0,05

дефлектор ζ=0,6

λ*(L/d) = 0,015*(1,2/0,5)=0,036

∑ ζ = 0,963

Сопротивление системы при V_в = 0,992 м/с, hd=0,1011

H_с = 0,963*0,1011 = 0,097 кг/м²

Гравитационное давление Р_гр = 1,2*(1,197-1,165) = 0,043 кг/м²

Коэффициент К = H_с/ L² = 0,097/0.194²=2,55

Скоростное давление при скорости ветра V_в = 1 м/с, hd=0,051

А = 0,64hd + Р_гр = 0,64*0,051 + 0,043 = 0,082

Коэффициент В = 0,0577*V_в/d² = 0,0577 * ( 1/0,5² ) = 0,23

Производительность дефлектора

L_деф = (В — √( В² + 4 К А ))/-2К = ( 0,23 -√( 0,23² + 4 * 2,55 * 0.082 ))/-2 * 2,55 = 0,16 м³/с = 560 м³/ч

Производительность дефлектора d=500 мм L_деф = 560 м³/ч