Розрахунок площі повітропроводу і перерізу

Методика розрахунку площі повітропроводів

Цей калькулятор виконує два типи розрахунків для вентиляційних повітроводів і фасонних елементів. У першому режимі він визначає мінімальну площу перерізу повітроводу за заданою витратою повітря та обраною швидкістю потоку. У другому режимі він обчислює площу поверхні (площу розгортки) повітроводів і деталей, щоб оцінити кількість матеріалу, фарби або теплоізоляції.

Орієнтири та рекомендації

Мінімальний переріз за витратою та швидкістю

Принцип розрахунку. Мінімальна площа перерізу визначається зі співвідношення між витратою та середньою швидкістю. Витрата приводиться до м³/с, а швидкість задається в м/с. Далі калькулятор обчислює площу перерізу в м² і за потреби переводить її в см². Після цього визначаються геометричні розміри.

A = Q / v

Одиниці та приведення витрати. У розрахунку використовується Q у м³/с. Якщо витрата введена в м³/год, тоді Q = Qм³/год / 3600. Якщо витрата введена в л/с, тоді Q = Qл/с / 1000. Швидкість v задається в м/с без додаткових коефіцієнтів.

Круглий повітровід. Діаметр обчислюється з потрібної площі перерізу. Калькулятор виводить діаметр у міліметрах.

D = √(4A/π)

Прямокутний повітровід. Для прямокутного перерізу використовується співвідношення A = a·b. Якщо користувач не задає співвідношення сторін, калькулятор показує «квадратний» варіант a = b = √A як нейтральну стартову рекомендацію. Якщо користувач змінює одну сторону, друга сторона перераховується так, щоб площа залишалася рівною обчисленому мінімальному перерізу: b = A/a або a = A/b. Це дозволяє зберігати обчислений переріз сталим для будь-якого обраного співвідношення сторін.

Практичні орієнтири щодо швидкості

Швидкість повітря v. Швидкість безпосередньо впливає на потрібний переріз за формулою A = Q / v. Більша швидкість зменшує потрібний переріз, але зазвичай збільшує втрати тиску та шум. Для орієнтиру часто використовують діапазони 2-4 м/с для житлових приміщень, 3-6 м/с для офісів і 5-10 м/с для промислових ділянок та магістральних повітроводів. Остаточний вибір залежить від вимог до шуму, доступного місця та допустимих втрат тиску.

Площа поверхні (площа розгортки) повітроводів і фасонних елементів

Що обчислюється. У режимі площі поверхні калькулятор обчислює зовнішню площу вибраного елемента в м² за геометричними розмірами в мм. Далі площа множиться на кількість однакових елементів. У розрахунку використовується π = 3.141592653589793. Переведення з мм² у м² виконується діленням на 1 000 000.

Загальний підхід. Для кожної форми застосовується формула площі розгортки, що базується на довжинах твірних і периметрах перерізів. Для деяких деталей враховується припуск p (у мм), який додає площу на шви, з’єднання або практичний виробничий запас.

Формули, що використовуються в режимі площі поверхні

Позначення. Усі лінійні розміри у формулах нижче задаються в міліметрах. Площа однієї деталі обчислюється в мм². Для переведення в м² використовується Sm² = Smm² / 1e6. Якщо кількість деталей k, тоді Stotal = Sm² · k.

• Круглий прямий повітровід. S = π·D·L
• Прямокутний прямий повітровід. S = 2·(A+B)·L
• Кругла заглушка. S = π·D·P + π·(D/2)²
• Прямокутна заглушка. S = A·L + 2·(A+L)·H
• Острівна витяжна парасоля. S = 2·(A+A1)/2·√(((B−B2)/2)²+H²) + 2·(B+B2)/2·√(((A−A1)/2)²+H²) + A1·B2
• Пристінна витяжна парасоля. S = H·(B+C) + A·√((B−C)²+H²) + A·H + A·C
• Круглий відвід.

  Калькулятор використовує розгортку сегментного відводу з кількістю сегментів r залежно від кута a: a=90° → r=2, 60° → r=3, 45° → r=4, 30° → r=6, 15° → r=12. Для кутів 90° і 60° застосовується поправка e=2, інакше e=0. Далі: s = π/r·D/2/(e+2) + 15, o = π/r·D/(2e+2). Підсумкова площа: S = π·D·100 + π·D·(2·(s+o/2)·0.1 + e·(s+o)) + π·D·(p+2.5)·2

• Прямокутний відвід. S = 4·(A+B)·p + π·((R+A)²−R²)·a·2/360 + π·R·a·B/180 + π·(R+A)·a·B/180
• Круглий перехід (редукція). S = π·√(L²+((D−d1)/2)²)·(D/2+d1/2) + π·D·p + π·d1·p
• Прямокутний перехід. 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
• Перехід з прямокутного на круглий.

  Проміжні величини: 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). Результат: S = |2d + 2l − π·u²·h/360 + (2A+2B)·p + π·D·p|

• Круглий трійник. S = π·D·L + π·d2·l2
• Круглий трійник з прямокутною врізкою. S = π·D·L + 2·(a2 + 0.9·b2)·l2
• Прямокутний трійник. S = 2·(A+B)·L + 2·(a2+b2)·l2 − a2·b2
• Прямокутний трійник з круглою врізкою. S = 2·(A+B)·L + π·d2·l2 − π·d2²/4
• Кругле зміщення (utka). S = π·D·(√(L²+e²) + 2·p)
• Прямокутне зміщення (utka). S = 2·(A·√(L²+e²) + B·L + p·(A+B))

Пов’язані європейські стандарти

Витрати та швидкості. Під час призначення розрахункових витрат і вибору практичних цільових швидкостей у багатьох проєктах орієнтуються на серію EN 16798 (вентиляція будівель, параметри внутрішнього середовища та розрахунок витрат вентиляційного повітря).

Повітроводи та вироби. У Європі розміри та виконання повітроводів часто узгоджують зі стандартами EN 1507 (прямокутні повітроводи з листового металу) та EN 12237 (круглі повітроводи з листового металу). Ці документи корисні для вибору типорозмірів, класів герметичності та конструктивних вимог. Формули геометрії в цьому калькуляторі залежать лише від введених розмірів.

FAQs

Чому переріз обчислюється як A = Q / v?

Це базовий зв’язок між витратою Q, середньою швидкістю v та площею перерізу A для усталеного потоку. Він дозволяє швидко оцінити мінімальну площу проходу, потрібну для заданої витрати за обраної швидкості. Далі з A визначаються розміри круглого або прямокутного повітроводу.

Що важливіше для підбору повітроводу: площа поверхні чи площа перерізу?

Для пропускної здатності та аеродинаміки ключовою є площа перерізу. Площа поверхні потрібна для оцінки кількості матеріалу, фарби або ізоляції та для наближеного визначення площі теплообміну, якщо розглядається теплотехнічна модель. Тому ці режими мають різні цілі й дають різні результати.

Чому змінюється інша сторона, коли я змінюю одну сторону прямокутного повітроводу?

У режимі мінімального перерізу калькулятор утримує обчислену площу A сталою. Якщо ви змінюєте сторону a, інша сторона автоматично перераховується як b = A/a, щоб переріз залишався рівним потрібному мінімуму для введених Q та v. Це допомагає підігнати повітровід під доступний простір без зміни потрібної площі.

Як швидкість впливає на кінцевий розмір повітроводу?

За сталої витрати подвоєння швидкості зменшує потрібну площу перерізу вдвічі за формулою A = Q / v. Розміри стають меншими, але зазвичай зростають втрати тиску та шум. На практиці швидкість обирають як компроміс між габаритами, акустикою та енергоефективністю.

Навіщо у формулах площі поверхні є припуск p?

Припуск додає площу на шви, з’єднання та практичні виробничі запаси при роботі з листовим металом. Він не змінює площу проходу, але збільшує площу розгортки й впливає на оцінку кількості металу, ізоляції або покриття. Якщо припуск не потрібен, встановіть p = 0.