Over de berekening van stroomsnelheid
De calculator bepaalt de gemiddelde stroomsnelheid van water, lucht of gas in een leiding of kanaal op basis van het volumetrisch debiet en de inwendige doorsnede. De berekening wordt gebruikt voor een snelle controle van de bedrijfscondities en voor een voorlopige keuze van diameter of kanaalafmetingen. Het resultaat is geschikt als eerste schatting vóór een volledige hydraulische of aerodynamische netberekening.
Richtwaarden en aanbevelingen
Rekenmodel en aannames
Gemiddelde snelheid wordt als uniform over de doorsnede aangenomen. Snelheidsprofiel, wandruwheid, lokale weerstanden en drukverliezen zijn niet in deze berekening opgenomen.
Volumetrisch debiet wordt behandeld als het debiet dat u invoert in de gekozen eenheden. Voor lucht en gas is dit het volumetrisch debiet onder de omstandigheden waarop u het specificeert. Samendrukbaarheid en dichtheidsverandering langs de lengte worden niet meegenomen.
Geometrie gebruikt inwendige afmetingen. Voor een ronde doorsnede wordt de inwendige diameter D in mm gebruikt. Voor een rechthoekige doorsnede worden de inwendige afmetingen A en B in mm gebruikt.
Stap 1. Doorstroomoppervlak
Ronde doorsnede wordt berekend uit de inwendige diameter D, mm. Omrekening van mm2 naar m2 gebeurt door te delen door 1 000 000.
S = (π · D² / 4) / 1 000 000
Rechthoekige doorsnede wordt berekend uit de inwendige afmetingen A en B, mm. Omrekening van mm2 naar m2 gebeurt door te delen door 1 000 000.
S = (A · B) / 1 000 000
Eenheden: S is in m2 wanneer de afmetingen in mm zijn ingevoerd.
Stap 2. Omrekening van debiet naar m³/s
Eenhedenomrekening gebeurt door het ingevoerde debiet q te vermenigvuldigen met de omrekenfactor k naar m3/s voor de gekozen eenheid.
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).
Stap 3. Stroomsnelheid
Hoofdformule koppelt volumetrisch debiet en oppervlak. De snelheid v is in m/s.
v = Q / S
Afronding gebeurt op 0.01 m/s.
Hoe het resultaat te interpreteren
Voor water worden vaak richtwaarden van ongeveer 0.3-1.0 m/s gebruikt voor stillere systemen en 0.6-2.0 m/s waar grotere drukverliezen acceptabel zijn. Bij een te hoge snelheid nemen geluid en drukverliezen meestal toe. Bij een te lage snelheid kan de zelfreiniging verslechteren en kan het moeilijker zijn om de vereiste circulatie te bereiken.
Voor lucht in ventilatie komen vaak 2-5 m/s voor bij aftakkingen naar ruimtes en 4-8 m/s voor hoofdkanalen. Bij hogere snelheden neemt het geluid meestal toe en worden de akoestische eisen strenger. Voor een nauwkeurige controle worden ook drukverliezen berekend en toelaatbare geluidsniveaus nagegaan.
Voor gassen hangen typische waarden af van druk, toelaatbare verliezen en veiligheidseisen. Deze berekening is nuttig als eerste controle, maar voor ontwerp is meestal een berekening van drukverliezen en een controle van de bedrijfscondities van de apparatuur nodig.
Gerelateerde Europese normen en documenten
- EN 806 “Specificaties voor installaties binnen gebouwen voor het transport van water bestemd voor menselijke consumptie”.
- EN 16798 “Energieprestatie van gebouwen. Ventilatie van gebouwen”.
- EN 12599 “Ventilatie van gebouwen. Testprocedures en meetmethoden voor de oplevering van geïnstalleerde ventilatie- en airconditioningsystemen”.
- EN 13480 “Metalen industriële leidingen”.
- ISO 5167-1 “Meten van vloeistof- en gasdebiet met behulp van drukverschilapparaten in volledig gevulde leidingen met ronde doorsnede”.
FAQs
Waarom wordt de snelheid berekend als v = Q / S?
Het volumetrisch debiet Q geeft aan welk volume in 1 seconde passeert. Het oppervlak S is de doorsnede waardoor de stroming gaat. Delen geeft de gemiddelde stroomsnelheid in m/s.
Wat is het verschil tussen gemiddelde snelheid en de snelheid in het midden?
In een echte stroming is de snelheid niet uniform over de doorsnede. In het midden is die meestal hoger en nabij de wand lager. De calculator geeft de gemiddelde snelheid, geschikt voor een eerste schatting en een voorlopige dimensionering.
Wat beïnvloedt de snelheid in een ronde leiding sterker, debiet of diameter?
De snelheid is recht evenredig met het debiet. Voor een ronde doorsnede is het oppervlak evenredig met D², dus een kleine toename van de diameter verlaagt de snelheid merkbaar bij hetzelfde debiet.
Waarom kan de snelheid in een rechthoekig kanaal bij hetzelfde debiet verschillen?
De snelheid hangt alleen af van het doorsnede-oppervlak. Verschillende A×B-combinaties geven verschillende oppervlakken S. Daarom verandert de snelheid bij hetzelfde debiet Q.
Kun je op basis van alleen de snelheid bevestigen dat de maat correct is gekozen?
Snelheid geeft een snelle richtwaarde, maar de definitieve keuze wordt meestal gecontroleerd op drukverliezen en geluidsniveau. Voor ventilatiesystemen en leidingen worden vaak ook wrijvingsverliezen en lokale weerstanden berekend.