Výpočet rychlosti proudění

O výpočtu rychlosti proudění

Kalkulačka vypočítá průměrnou rychlost proudění vody, vzduchu nebo plynu v potrubí či vzduchovodu podle zadaného objemového průtoku a vnitřního průřezu. Výpočet se používá pro rychlou kontrolu provozních podmínek a pro předběžný výběr průměru nebo rozměru kanálu. Výsledek je vhodný pro orientační posouzení před úplným hydraulickým nebo aerodynamickým výpočtem sítě.

Orientační hodnoty a doporučení

Výpočetní model a předpoklady

Průměrná rychlost se uvažuje rovnoměrná v celém průřezu. Profil rychlosti, drsnost stěn, místní odpory a tlakové ztráty nejsou v tomto výpočtu zahrnuty.

Objemový průtok se bere jako průtok zadaný ve zvolených jednotkách. Pro vzduch a plyn jde o objemový průtok při podmínkách, za kterých jej zadáváte. Stlačitelnost a změna hustoty po délce se neuvažují.

Geometrie vychází z vnitřních rozměrů. Pro kruhový průřez se používá vnitřní průměr D v mm. Pro obdélníkový průřez se používají vnitřní rozměry A a B v mm.

Krok 1. Plocha průtočného průřezu

Kruhový průřez se vypočítá z vnitřního průměru D, mm. Převod z mm² na m² se provede dělením 1 000 000.

S = (π · D² / 4) / 1 000 000

Obdélníkový průřez se vypočítá z vnitřních rozměrů A a B, mm. Převod z mm² na m² se provede dělením 1 000 000.

S = (A · B) / 1 000 000

Jednotky: S je v m², pokud jsou rozměry zadány v mm.

Krok 2. Převod průtoku na m³/s

Převod jednotek se provede vynásobením zadaného průtoku q převodním koeficientem k na m³/s pro zvolenou jednotku.

Q = q · k

• m³/h: k = 0.0002777778 (1/3600).
• L/s: k = 0.001 (1 L = 0.001 m³).
• L/min: k = 0.0000166667 (0.001/60).
• m³/s: k = 1.
• m³/min: k = 0.0166667 (1/60).

Krok 3. Rychlost proudění

Hlavní vztah spojuje objemový průtok a plochu. Rychlost v je v m/s.

v = Q / S

Zaokrouhlení se provádí na 0.01 m/s.

Jak interpretovat výsledek

Pro vodu se často používají orientační hodnoty přibližně 0.3-1.0 m/s pro tišší systémy a 0.6-2.0 m/s tam, kde jsou přijatelné vyšší tlakové ztráty. Při příliš vysoké rychlosti obvykle rostou hlučnost a tlakové ztráty. Při příliš nízké rychlosti se může zhoršit samočištění a může být obtížnější dosáhnout požadované cirkulace.

Pro vzduch ve větrání jsou běžné orientační hodnoty 2-5 m/s pro větve do místností a 4-8 m/s pro hlavní vzduchovody. Při vyšších rychlostech obvykle roste hlučnost a zpřísňují se akustické požadavky. Pro přesné posouzení se navíc počítají tlakové ztráty a ověřuje se přípustná hladina hluku.

Pro plyny závisí typické hodnoty na tlaku, přípustných ztrátách a požadavcích na bezpečnost. Tento výpočet je užitečný jako první kontrola, ale návrh obvykle vyžaduje výpočet tlakových ztrát a ověření pracovních podmínek zařízení.

Související evropské normy a dokumenty

• EN 806 „Požadavky na vnitřní instalace rozvádějící vodu určenou k lidské spotřebě“.
• EN 16798 „Energetická náročnost budov. Větrání budov“.
• EN 12599 „Větrání budov. Zkušební postupy a metody měření při předání instalovaných větracích a klimatizačních systémů“.
• EN 13480 „Kovová průmyslová potrubí“.
• ISO 5167-1 „Měření průtoku tekutin pomocí zařízení s tlakovým rozdílem vložených do plně zaplněných potrubí kruhového průřezu“.

FAQs

Proč se rychlost počítá jako v = Q / S?

Objemový průtok Q ukazuje, jaký objem proteče za 1 sekundu. Plocha S ukazuje průřez, kterým proudění prochází. Podílem získáte průměrnou rychlost proudění v m/s.

Jaký je rozdíl mezi průměrnou rychlostí a rychlostí ve středu?

V reálném proudění není rychlost v průřezu rovnoměrná. Ve středu bývá obvykle vyšší a u stěn nižší. Kalkulačka vrací průměrnou rychlost, která je vhodná pro orientační posouzení a předběžný výběr rozměru.

Co ovlivňuje rychlost v kruhovém potrubí více, průtok nebo průměr?

Rychlost je přímo úměrná průtoku. U kruhového průřezu je plocha úměrná D², takže i malé zvětšení průměru znatelně sníží rychlost při stejném průtoku.

Proč se může rychlost v obdélníkovém kanálu při stejném průtoku lišit?

Rychlost závisí pouze na ploše průřezu. Různé kombinace A×B dávají různou plochu S. Proto se při stejném průtoku Q rychlost mění.

Lze jen podle rychlosti potvrdit, že je rozměr zvolen správně?

Rychlost je rychlý orientační ukazatel, ale konečný výběr se obvykle ověřuje podle tlakových ztrát a hladiny hluku. U větracích systémů a potrubí se často navíc počítají ztráty třením a místní odpory.