| Seksjon | Form | Luftmengde, m³/h | Valgt hastighet, m/s | Krav til areal, m² | Seksjonslengde, m | Krav til størrelse, mm | Valgt størrelse, mm | Ekvivalent diameter, mm | Faktisk hastighet, m/s | Tap per 1 m, Pa/m | Friksjonstap, Pa | Lokale elementer | Sum Σζ | Dynamisk trykk Pd, Pa | Lokale tap, Pa | Totale tap, Pa |
|---|
Om beregning av trykktap i luftkanaler
Denne kalkulatoren utfører aerodynamisk beregning for seksjoner i et luftkanalnett. Den velger kanalstørrelse basert på luftmengde og valgt lufthastighet og beregner deretter trykktap på grunn av friksjon og lokale motstander. Resultatet hjelper deg å estimere totale tap per seksjon og sammenligne alternative dimensjoner.
Retningsverdier og anbefalinger
Standarder og referansegrunnlag
EN 16798-3 brukes ofte som grunnlag for prosjektering av ventilasjonsanlegg i bygninger, valg av dimensjonerende luftmengder og generelle prinsipper for nettverksberegning.
EN 12237 og EN 1507 brukes for krav til sirkulære og rektangulære kanaler, inkludert toleranser og lufttetthetsklasser. Dette er viktig ved tolkning av resultater fordi lekkasjer og monteringskvalitet påvirker faktisk luftmengde og trykktap.
ISO 5801 brukes for testing av vifter og for å sammenligne tilgjengelig viftetrykk med beregnede systemtap.
Lufthastighet og hvordan valgt hastighet fastsettes
Typiske hastighetsområder er praktiske retningsverdier. For naturlig ventilasjon brukes ofte 1-2 m/s. For mekanisk ventilasjon er vanlige områder: bolig 2-4 m/s, kontor 3-6 m/s, industrilokaler 6-12 m/s.
Valgt hastighet v tas som midtpunktet i valgt område når hastigheten ikke oppgis manuelt. Denne verdien brukes deretter til å beregne nødvendig tverrsnittsareal og første kanalstørrelse.
Nødvendig areal og kanalgeometri
Tverrsnittsareal A beregnes fra luftmengde Q og valgt hastighet v.
A = (Q / 3600) / v
Her er Q i m3/h, v i m/s og A i m2. Deling på 3600 konverterer m3/h til m3/s.
Sirkulær kanal får diameteren fra arealet.
d = sqrt(4A / π)
Rektangulær kanal velges fra arealet og valgt sideforhold. Et vanlig forhold er h/b i området 1-4. Med betingelsen h·b = A bestemmes sidene fra forholdet og nødvendig areal.
Kvadratisk kanal får siden som sqrt(A).
Ekvivalent diameter og faktisk hastighet
Ekvivalent diameter deq brukes til å beregne friksjonstap i ikke-sirkulære kanaler. For sirkulær kanal er deq lik faktisk diameter. For rektangel og kvadrat brukes hydraulisk diameter.
deq = 2ab / (a + b)
Her er a og b i mm. I beregningene konverteres deq deretter til meter.
Faktisk hastighet va beregnes med valgt nominell størrelse fordi reelt areal etter avrunding avviker fra nødvendig areal.
va = (Q / 3600) / Aa
Friksjonstap
Luftegenskaper tas som konstanter: tetthet ρ = 1.2041 kg/m³, kinematisk viskositet ν = 0.000015 m²/s.
Reynolds-tall Re beskriver strømningsregimet og påvirker friksjonsfaktoren.
Re = va · deq / ν
Friksjonsfaktor λ beregnes med en tilnærming som tar hensyn til ruhet ε og Re.
λ = 0.1 · ( (ε / deq) + (100 / Re) )0.25
Her er ε i mm og deq i mm, så ε/deq er dimensjonsløs.
Friksjonstap per meter R′ beregnes fra Darcy-Weisbach-ligningen i trykkform.
R′ = (λ / deq) · (ρ · va2 / 2)
Her er deq i meter og R′ i Pa/m. Friksjonstap for en seksjon med lengde L er R = R′ · L i Pa.
Ruhetskorreksjon b er i denne kalkulatoren typisk 1.0 for vanlige ε-verdier fra materiallisten. Totalt friksjonstap for seksjonen tas som R = R′ · L · b.
Lokale motstander og hvordan endelig tap bestemmes
Dynamisk trykk Pd beregnes fra faktisk hastighet.
Pd = ρ · va2 / 2
Total lokal tapskoeffisient Σζ er summen av ζ for alle lokale elementer i seksjonen, inkludert antall av hvert element.
Σζ = ζ1·n1 + ζ2·n2 + …
Lokalt trykktap Z beregnes slik.
Z = Pd · Σζ
Totalt trykktap ΔP for seksjonen er summen av friksjons- og lokaltap.
ΔP = R + Z
Valgprinsipp er enkelt. Hvis valgt nominell størrelse gir høyere faktisk hastighet, øker både R og Z. Ved sammenligning av alternativer ser man ofte på hvordan størrelsen påvirker va, deretter ΔP per seksjon, og til slutt summerer tapene for hele nettet.
FAQs
Hvorfor faller trykktapet mye når kanalstørrelsen økes
Med større tverrsnitt reduseres faktisk hastighet va. Både friksjonstap og lokaltap avhenger av va2, så selv en liten reduksjon i hastighet kan gi en merkbar reduksjon i trykktap.
Hva betyr mest, friksjonstap eller lokale motstander
Det avhenger av utforming. I lange rette strekk dominerer friksjonstap ofte. I nett med mange bend, forgreninger, rister og spjeld kan Σζ-bidraget være sammenlignbart eller dominerende, særlig i korte seksjoner.
Hva betyr Σζ og hvor kommer ζ-koeffisientene fra
Σζ er summen av lokale tapskoeffisienter for alle elementer i en seksjon. ζ-verdier hentes fra tabeller for lokale motstander og fra produsentdata. Det er viktig å bruke ζ for riktig geometri og driftsforhold, fordi ζ for noen komponenter endrer seg mye med stilling og luftmengde.
Hvorfor er luftmengden i m³/h mens trykktapet er i Pa
m³/h er praktisk for dimensjonering av ventilasjon og vanlig prosjektering. Trykktap i pascal er standardenheten for nettets trykkbehov og for sammenligning med viftekurven. I beregningen konverteres luftmengden til m³/s ved å dele på 3600.
Kan jeg velge vifte direkte ut fra disse resultatene
Beregningen viser trykktap per seksjon og hjelper med å estimere totalt systemtap. For viftesvalg tas også med tap i utstyr, filtre, lyddempere og en tilsmussingsreserve. Driftspunktet bestemmes deretter av totalt systemtap og nødvendig luftmengde og sammenlignes med viftekurven i henhold til ISO 5801.