| Sträcka | Form | Luftflöde, m³/h | Vald hastighet, m/s | Krävd area, m² | Sträckans längd, m | Krävd mått, mm | Valt mått, mm | Ekvivalent diameter, mm | Faktisk hastighet, m/s | Förluster per 1 m, Pa/m | Friktionsförluster, Pa | Lokala element | Summa Σζ | Dynamiskt tryck Pd, Pa | Lokala förluster, Pa | Totala förluster, Pa |
|---|
Metod för beräkning av ventilationskanal
Den här kalkylatorn utför beräkning av ventilationskanal för sträckor i ett ventilationskanalnät. Den väljer kanalstorlek utifrån luftflöde och vald lufthastighet och beräknar därefter tryckförluster på grund av friktion och lokala motstånd. Resultatet hjälper dig att uppskatta totala förluster per sträcka och att jämföra alternativa dimensioner.
Riktvärden och rekommendationer
Standarder och referensgrund
EN 16798-3 används ofta som grund för projektering av ventilationssystem i byggnader, val av dimensionerande luftflöden och allmänna principer för nätberäkning.
EN 12237 och EN 1507 används för krav på runda och rektangulära kanaler, inklusive toleranser och lufttäthetsklasser. Detta är viktigt vid tolkning av resultat eftersom läckage och installationskvalitet påverkar verkligt flöde och tryckförluster.
ISO 5801 används för provning av fläktars prestanda och för att jämföra tillgängligt fläkttryck med beräknade systemförluster.
Lufthastighet och hur vald hastighet bestäms
Typiska hastighetsintervall är praktiska riktvärden. För självdragsventilation används ofta 1-2 m/s. För mekanisk ventilation är vanliga intervall: bostäder 2-4 m/s, kontor 3-6 m/s, industrilokaler 6-12 m/s.
Vald hastighet v tas som mittvärdet i det valda intervallet när hastigheten inte anges manuellt. Detta värde används sedan för att beräkna erforderlig kanalarea och den initiala kanalstorleken.
Erforderlig area och kanalgeometri
Tvärsnittsarea A beräknas från luftflödet Q och den valda hastigheten v.
A = (Q / 3600) / v
Här är Q i m3/h, v i m/s och A i m2. Division med 3600 omvandlar m3/h till m3/s.
Rund kanal får diametern från arean.
d = sqrt(4A / π)
Rektangulär kanal väljs utifrån arean och valt sidförhållande. Ett vanligt förhållande är h/b i intervallet 1-4. Med villkoret h·b = A bestäms sidorna från förhållandet och erforderlig area.
Kvadratisk kanal får sidan som sqrt(A).
Ekvivalent diameter och verklig hastighet
Ekvivalent diameter deq används för att beräkna friktionsförluster i icke-runda kanaler. För en rund kanal är deq lika med den verkliga diametern. För rektangel och kvadrat används hydraulisk diameter.
deq = 2ab / (a + b)
Här är a och b i mm. I beräkningen omvandlas deq sedan till meter.
Verklig hastighet va beräknas med vald nominell dimension eftersom verklig area efter avrundning skiljer sig från den erforderliga arean.
va = (Q / 3600) / Aa
Friktionsförluster
Luftegenskaper tas som konstanter: densitet ρ = 1.2041 kg/m³, kinematisk viskositet ν = 0.000015 m²/s.
Reynolds tal Re beskriver strömningsregimen och påverkar friktionsfaktorn.
Re = va · deq / ν
Friktionsfaktor λ beräknas med en approximation som tar hänsyn till råhet ε och Re.
λ = 0.1 · ( (ε / deq) + (100 / Re) )0.25
Här är ε i mm och deq i mm, så ε/deq är dimensionslöst.
Friktionsförlust per meter R′ beräknas från Darcy-Weisbachs ekvation i tryckform.
R′ = (λ / deq) · (ρ · va2 / 2)
Här är deq i meter och R′ i Pa/m. Friktionsförlusten för en sträcka med längd L är R = R′ · L i Pa.
Råhetskorrigering b är i denna kalkylator typiskt 1.0 för vanliga ε-värden i materiallistan. Total friktionsförlust för sträckan tas som R = R′ · L · b.
Lokala motstånd och hur slutlig förlust bestäms
Dynamiskt tryck Pd beräknas från den verkliga hastigheten.
Pd = ρ · va2 / 2
Total lokal förlustkoefficient Σζ är summan av ζ för alla lokala element i sträckan, inklusive antal av varje element.
Σζ = ζ1·n1 + ζ2·n2 + …
Lokal tryckförlust Z beräknas så här.
Z = Pd · Σζ
Total tryckförlust ΔP för sträckan är summan av friktionsförluster och lokala förluster.
ΔP = R + Z
Urvalsprincip är enkel. Om vald nominell dimension ger högre verklig hastighet ökar både R och Z. Vid jämförelse av alternativ tittar man ofta på hur dimensionen påverkar va, sedan ΔP per sträcka och till sist summan av förluster i hela nätet.
FAQs
Varför minskar tryckförlusterna mycket när kanalstorleken ökar
Med större tvärsnitt minskar den verkliga hastigheten va. Både friktionsförluster och lokala förluster beror på va2, så även en liten minskning av hastigheten kan ge en tydlig minskning av tryckförlusten.
Vad påverkar mest, friktionsförluster eller lokala motstånd
Det beror på utformningen. I långa raka sträckor dominerar friktionsförluster ofta. I nät med många böjar, T-stycken, galler och spjäll kan bidraget från Σζ vara jämförbart eller dominerande, särskilt i korta sträckor.
Vad betyder Σζ och var kommer ζ-koefficienterna ifrån
Σζ är summan av lokala förlustkoefficienter för alla element i en sträcka. ζ-värden tas från tabeller för lokala motstånd och från tillverkardata. Det är viktigt att använda ζ för rätt geometri och driftfall eftersom ζ för vissa komponenter kan ändras mycket med läge och flöde.
Varför anges luftflödet i m³/h medan tryckförlusten anges i Pa
m³/h är praktiskt vid dimensionering av ventilation och i projekteringsarbete. Tryckförlust i pascal är standardenheten för nätets tryckbehov och för jämförelse med fläktkurvan. I beräkningen omvandlas flödet till m³/s genom att dela med 3600.
Kan jag välja en fläkt direkt utifrån dessa resultat
Beräkningen visar tryckförluster per sträcka och hjälper till att uppskatta total systemförlust. För fläktval beaktas även förluster i utrustning, filter, ljuddämpare och en smutsreserv. Driftpunkten bestäms sedan av total systemförlust och erforderligt luftflöde och jämförs med fläktkurvan enligt ISO 5801.