Výpočet průřezu vzduchotechnického potrubí

O výpočtu průřezu vzduchotechnického potrubí

Tato kalkulačka provádí dva typy výpočtů pro vzduchotechnická potrubí a tvarovky. První režim určí minimální průtočný průřez potrubí podle průtoku vzduchu a zvolené rychlosti proudění. Druhý režim vypočítá plochu povrchu (rozvinutou plochu) potrubí a tvarovek pro odhad množství materiálu, nátěru nebo tepelné izolace.

Orientační hodnoty a doporučení

Minimální průřez z průtoku a rychlosti

Princip výpočtu. Minimální plocha průřezu se určuje ze vztahu mezi průtokem a střední rychlostí. Průtok se převede na m³/s a rychlost se zadává v m/s. Kalkulačka poté vypočítá plochu průřezu v m² a případně ji převede na cm². Následně se odvodí geometrické rozměry.

A = Q / v

Jednotky a převod průtoku. Ve výpočtu se používá Q v m³/s. Pokud je průtok zadán v m³/h, potom Q = Qm³/h / 3600. Pokud je průtok zadán v l/s, potom Q = Ql/s / 1000. Rychlost v se zadává v m/s bez dalších koeficientů.

Kruhové potrubí. Průměr potrubí se vypočítá z požadované plochy průřezu. Kalkulačka uvádí průměr v milimetrech.

D = √(4A/π)

Obdélníkové potrubí. Pro obdélníkový průřez se používá vztah A = a·b. Pokud uživatel neurčí poměr stran, kalkulačka nabídne „čtvercovou“ variantu a = b = √A jako neutrální výchozí doporučení. Pokud uživatel změní jednu stranu, druhá se přepočítá tak, aby plocha zůstala rovna vypočtenému minimálnímu průřezu: b = A/a nebo a = A/b. Tím se zachová vypočtený průřez pro libovolný zvolený poměr stran.

Praktické orientační rychlosti

Rychlost proudění v. Rychlost přímo ovlivňuje požadovaný průřez podle A = Q / v. Vyšší rychlost zmenšuje potřebný průřez, ale obvykle zvyšuje tlakové ztráty a hluk. Pro orientaci se často používají rozsahy 2-4 m/s pro obytné prostory, 3-6 m/s pro kanceláře a 5-10 m/s pro průmyslové úseky a hlavní potrubí. Konečná volba závisí na požadavcích na hluk, dostupném prostoru a přípustné tlakové ztrátě.

Plocha povrchu (rozvinutá plocha) potrubí a tvarovek

Co se počítá. V režimu plochy povrchu kalkulačka vypočítá vnější plochu zvolené části v m² z geometrických rozměrů v mm. Plocha se potom vynásobí počtem stejných kusů. Ve výpočtu se používá π = 3.141592653589793. Převod z mm² na m² se provádí dělením 1 000 000.

Obecný postup. Každý tvar používá vzorec rozvinuté plochy založený na délkách tvořících přímek a obvodech průřezů. U některých tvarovek se uvažuje přídavek p (v mm), který přidává plochu na švy, spoje nebo praktickou výrobní rezervu.

Vzorce používané v režimu plochy povrchu

Značení. Všechny délkové rozměry ve vzorcích níže se zadávají v milimetrech. Plocha jedné části se počítá v mm². Pro převod na m² platí Sm² = Smm² / 1e6. Pokud je počet kusů k, potom Stotal = Sm² · k.

• Kruhové přímé potrubí. S = π·D·L
• Obdélníkové přímé potrubí. S = 2·(A+B)·L
• Kruhová záslepka. S = π·D·P + π·(D/2)²
• Obdélníková záslepka. S = A·L + 2·(A+L)·H
• Ostrovní digestoř (stříška). S = 2·(A+A1)/2·√(((B−B2)/2)²+H²) + 2·(B+B2)/2·√(((A−A1)/2)²+H²) + A1·B2
• Nástěnná digestoř (stříška). S = H·(B+C) + A·√((B−C)²+H²) + A·H + A·C
• Kruhové koleno.

  Kalkulačka používá rozvinutí segmentového kolena s počtem segmentů r podle úhlu a: a=90° → r=2, 60° → r=3, 45° → r=4, 30° → r=6, 15° → r=12. Pro úhly 90° a 60° se použije korekce e=2, jinak e=0. Dále: s = π/r·D/2/(e+2) + 15, o = π/r·D/(2e+2). Výsledná plocha: S = π·D·100 + π·D·(2·(s+o/2)·0.1 + e·(s+o)) + π·D·(p+2.5)·2

• Obdélníkové koleno. S = 4·(A+B)·p + π·((R+A)²−R²)·a·2/360 + π·R·a·B/180 + π·(R+A)·a·B/180
• Kruhový redukční přechod. S = π·√(L²+((D−d1)/2)²)·(D/2+d1/2) + π·D·p + π·d1·p
• Obdélníkový přechod. S = 2·(A+a1)/2·√(((B−b1)/2)²+L²) + 2·(B+b1)/2·√(((A−a1)/2)²+L²) + (2·a1+2·b1+2·A+2·B)·p
• Přechod z obdélníku na kruh.

  Mezivýpočty: s = (2A+2B)/π, α = atan(L/((s−D)/2)), v = (s/2)/cos(α), u = (D/2)/cos(α), d = 0.5·√(v²−(A/2)²)·A, l = 0.5·√(v²−(B/2)²)·B, h = 4·asin((A/2)/v) + 4·asin((B/2)/v). Výsledek: S = |2d + 2l − π·u²·h/360 + (2A+2B)·p + π·D·p|

• Kruhový T-kus. S = π·D·L + π·d2·l2
• Kruhový T-kus s obdélníkovou odbočkou. S = π·D·L + 2·(a2 + 0.9·b2)·l2
• Obdélníkový T-kus. S = 2·(A+B)·L + 2·(a2+b2)·l2 − a2·b2
• Obdélníkový T-kus s kruhovou odbočkou. S = 2·(A+B)·L + π·d2·l2 − π·d2²/4
• Kruhový odsazení (utka). S = π·D·(√(L²+e²) + 2·p)
• Obdélníkové odsazení (utka). S = 2·(A·√(L²+e²) + B·L + p·(A+B))

Související evropské normy

Průtoky a rychlosti. Při stanovení návrhových průtoků a volbě orientačních rychlostí se v praxi často vychází ze souboru EN 16798 (větrání budov, parametry vnitřního prostředí a výpočty větracích průtoků).

Potrubí a výrobky. V Evropě se rozměry a provedení potrubí často slaďují s normami EN 1507 (obdélníkové plechové potrubí) a EN 12237 (kruhové plechové potrubí). Tyto dokumenty pomáhají při volbě typových rozměrů, tříd těsnosti a konstrukčních požadavků. Geometrické vzorce v této kalkulačce však závisí pouze na zadaných rozměrech.

FAQs

Proč se průřez počítá jako A = Q / v?

Jde o základní vztah mezi průtokem Q, střední rychlostí v a plochou průřezu A pro ustálené proudění. Umožňuje rychle odhadnout minimální průtočnou plochu potřebnou k dodání zadaného průtoku při zvolené rychlosti. Z hodnoty A se pak odvodí rozměry kruhového nebo obdélníkového potrubí.

Co je důležitější pro dimenzování potrubí: plocha povrchu nebo plocha průřezu?

Pro průtočnou kapacitu a aerodynamiku je klíčová plocha průřezu. Plocha povrchu se používá k odhadu množství materiálu, nátěru nebo izolace a k orientačnímu určení teplosměnné plochy, pokud se uvažuje tepelný model. Tyto dva režimy proto slouží k různým účelům a dávají odlišné výsledky.

Proč se při změně jedné strany obdélníkového potrubí mění i druhá?

V režimu minimálního průřezu kalkulačka udržuje vypočtenou plochu A konstantní. Když změníte stranu a, druhá strana se automaticky přepočítá jako b = A/a, aby průřez zůstal roven požadovanému minimu pro zadané Q a v. To usnadňuje přizpůsobení rozměrů dostupnému prostoru bez změny požadované plochy.

Jak rychlost ovlivňuje výslednou velikost potrubí?

Při stejném průtoku zdvojnásobení rychlosti zmenší požadovanou plochu průřezu na polovinu podle A = Q / v. Výsledné rozměry se zmenší, ale obvykle vzrostou tlakové ztráty a hluk. V praxi se rychlost volí jako kompromis mezi rozměry, akustikou a energetickou účinností.

Proč je ve vzorcích plochy povrchu přídavek p?

Přídavek zohledňuje plochu na švy, spoje a praktické výrobní rezervy při práci s plechem. Nemění průtočný průřez, ale zvětšuje rozvinutou plochu, a tím ovlivňuje odhad množství plechu, izolace nebo povrchové úpravy. Pokud přídavek nepotřebujete, nastavte p = 0.