Výpočet vzduchotechnického potrubí je jednou z fází výpočtu větrání a spočívá v určení velikosti vzduchového potrubí v závislosti na průtoku vzduchu, který musí daným potrubím procházet. Kromě toho vznikají problémy při určování povrchové plochy vzduchového potrubí. Pojďme se na ně podívat podrobněji.
Chcete se naučit navrhovat? Školicí centrum AboutDC vás zve ke studiu:
Výpočet vzduchovodů online
Pro výpočet vzduchovodů doporučujeme použít online kalkulačku umístěnou výše. Výchozími údaji pro výpočet jsou průtok vzduchu a maximální přípustná rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí.
Výhodou našeho kalkulátoru je, že výsledkem výpočtu zjistíte nejen doporučený průřez kulatých a/nebo obdélníkových vzduchovodů, ale také skutečnou rychlost vzduchu v nich, ekvivalentní průměr a tlakovou ztrátu na 1 metr délky.
Přečtěte si o výpočtu plochy vzduchovodů v samostatném článku.
Výpočet průřezu vzduchového potrubí
Úkol výpočtu průřezu ventilačních kanálů může znít jinak:
- výpočet potrubí ventilačního vzduchu
- výpočet vzduchu v potrubí
- výpočet průřezu vzduchovodu
- vzorec pro výpočet vzduchového potrubí
- výpočet průměru potrubí
Mělo by být zřejmé, že všechny výše uvedené výpočty jsou v podstatě stejným úkolem, který se scvrkává na určení plochy průřezu vzduchového kanálu, kterým proudí průtok vzduchu G [m 3 /hod].
Algoritmus pro výpočet průřezu vzduchovodů
Výpočet průřezu vzduchovodů zahrnuje určení velikosti vzduchovodů v závislosti na průtoku procházejícího vzduchu. Provádí se ve 4 fázích:
- Přepočet průtoku vzduchu na m 3 /s
- Volba rychlosti vzduchu v potrubí
- Určení plochy průřezu potrubí
- Určení průměru kruhového nebo šířky a výšky obdélníkového potrubí.
V první fázi Při výpočtu vzduchovodu se průtok vzduchu G, obvykle vyjádřený v m 3 /hod, přepočte na m 3 /s. Chcete-li to provést, musíte jej vydělit 3600:
- G [m3/s] = G [m3/hodina] / 3600
Ve druhé fázi měli byste nastavit rychlost pohybu vzduchu v potrubí. Rychlost by měla být specifikována, nikoli kalkulována. To znamená, zvolit rychlost vzduchu, která se zdá optimální.
Vysoká rychlost vzduchu v potrubí umožňuje použití potrubí s malým průřezem. Proud vzduchu však bude hlučný a aerodynamický odpor vzduchového potrubí se výrazně zvýší.
Nízká rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí zajišťuje tichý chod ventilačního systému a nízký aerodynamický odpor, ale činí vzduchové potrubí velmi objemným.
Pro všeobecné ventilační systémy se za optimální rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí považuje 4 m/s. U velkých vzduchových kanálů (600×600 mm nebo více) lze rychlost vzduchu zvýšit na 6 m/s. V systémech pro odvod kouře může rychlost vzduchu dosáhnout nebo překročit 10 m/s.
Takže ve druhé fázi výpočtu vzduchovodů je nastavena rychlost vzduchu v [m/s].
Ve třetí fázi Požadovaná plocha průřezu vzduchového potrubí je určena dělením proudu vzduchu jeho rychlostí:
- S [m 2 ] = G [m 3 /s] / v [m/s]
Na čtvrtémV konečné fázi se průměr nebo délka stran obdélníkového úseku volí na základě získané plochy průřezu vzduchového potrubí.
Tabulka sekcí vzduchového potrubí
Pro pomoc projektantům bylo vyvinuto několik tabulek sekcí vzduchového potrubí, které umožňují rychle vybrat sekci v závislosti na výsledné ploše.
Příklad výpočtu vzduchovodu
Jako příklad vypočítejme průřez vzduchovodu s průtokem vzduchu 1000 m 3 /hod:
- G = 1000/3600 = 0,28 m3/s
- v = 4 m/s
- S = 0,28 / 4 = 0,07 m2
- V případě kruhového potrubí by jeho průměr byl D = kořen (4·S/ π) ≈ 0,3 m = 300 mm. Nejbližší standardní průměr potrubí je 315 mm.
V případě pravoúhlého potrubí je nutné zvolit A a B tak, aby jejich součin byl přibližně 0,07. Doporučuje se, aby se A a B od sebe nelišily více než třikrát, to znamená, že vzduchové potrubí 700×100 není nejlepší volbou. Lepší možnosti: 300×250, 350×200.
Ekvivalentní průměr potrubí
Při porovnání kulatých a obdélníkových potrubí různých průřezů z aerodynamického hlediska se uchýlí ke konceptu ekvivalentního průměru potrubí. S jeho pomocí můžete určit, která ze dvou možností průřezu je výhodnější.
Jaký je ekvivalentní průměr potrubí
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí je průměr pomyslného kruhového potrubí, ve kterém by se ztráta tlaku v důsledku tření rovnala ztrátě tlaku v důsledku tření v původním obdélníkovém potrubí, pokud by obě potrubí byla stejně dlouhá.
V knihách a učebnicích V. N. Bogoslovského se takový průměr nazývá „Průměrový ekvivalent v rychlosti“, v literatuře P. N. Kameneva – „Průměr stejné velikosti, pokud jde o ztráty třením“.
Výpočet ekvivalentního průměru vzduchovodů
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí vypočítá se podle vzorce:
- Dekv = 2·A·B / (A+B), kde A a B jsou šířka a výška pravoúhlého potrubí.
Například ekvivalentní průměr potrubí 500×300 je 2·500·300 / (500+300) = 375 mm. To znamená, že kulatý kanál 375 mm bude mít stejný aerodynamický odpor jako obdélníkový kanál 500 x 300 mm.
Ekvivalentní průměr čtvercového potrubí rovná straně čtverce:
- Dekv = 2 A A / (A + A) = A.
A tato skutečnost je velmi zajímavá, protože obvykle čím větší je plocha průřezu vzduchového potrubí, tím nižší je jeho odpor. Nicméně kulatý tvar sekce vzduchovodu má nejlepší aerodynamický výkon. To je důvod, proč je odpor čtvercového a kruhového potrubí stejný, ačkoli plocha průřezu čtvercového potrubí je o 27 % větší než plocha průřezu kruhového potrubí.
Obecně vzorec pro ekvivalentní průměr potrubí je následující:
- Dekv = 4·S / P, kde S a P jsou plocha a obvod vzduchovodu.
Pomocí tohoto vzorce můžete potvrdit správnost výše uvedených vzorců pro obdélníkové a čtvercové potrubí a také se ujistit, že ekvivalentní průměr kruhového potrubí rovný průměru tohoto potrubí:
- Dkolo = 4·π·R2/2·π·R = 2R = D.
Navíc může pomoci při výpočtu tabulka ekvivalentních průměrů vzduchovodů
Příklad výpočtu ekvivalentního průměru vzduchovodů a některé závěry
Jako příklad určíme ekvivalentní průměr potrubí 600×300:
Deq_600_300 = 2 600 300 / (600 + 300) = 400 mm.
Zajímavostí je, že plocha průřezu kulatého vzduchovodu o průměru 400 mm je 0,126 m2 a plocha průřezu vzduchovodu 600×300 je 0,18 m2, což je 42 % více. Spotřeba oceli na 1 metr kruhového vzduchovodu o průřezu 400 mm je 1,25 m2 a na 1 metr vzduchovodu o průřezu 600×300 – 1,8 m2, což je o 44 % více.
Jakékoli obdélníkové vzduchové potrubí podobné kulatému je tedy výrazně horší než v kompaktnosti a ve spotřebě kovu.
Uvažujme další příklad – určeme ekvivalentní průměr vzduchovodu 500×100 mm:
Deq_500_100 = 2 500 100 / (500 + 100) = 167 mm.
Rozdíl v ploše průřezu a spotřebě kovu zde dosahuje 2,5násobku. Vzorec ekvivalentního průměru pro obdélníkové potrubí tedy vysvětluje skutečnost, že čím „zploštělejší“ je potrubí (čím větší je rozdíl mezi hodnotami A a B), tím méně účinný je tento kanál z aerodynamického hlediska. .
I proto se ve vzduchotechnické technice nedoporučuje používat vzduchovody, v jejichž průřezu je jedna strana více než třikrát větší než druhá.
Výpočet vzduchotechnického potrubí je jednou z fází výpočtu větrání a spočívá v určení velikosti vzduchového potrubí v závislosti na průtoku vzduchu, který musí daným potrubím procházet. Kromě toho vznikají problémy při určování povrchové plochy vzduchového potrubí. Pojďme se na ně podívat podrobněji.
Chcete se naučit navrhovat? Školicí centrum AboutDC vás zve ke studiu:
Výpočet vzduchovodů online
Pro výpočet vzduchovodů doporučujeme použít online kalkulačku umístěnou výše. Výchozími údaji pro výpočet jsou průtok vzduchu a maximální přípustná rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí.
Výhodou našeho kalkulátoru je, že výsledkem výpočtu zjistíte nejen doporučený průřez kulatých a/nebo obdélníkových vzduchovodů, ale také skutečnou rychlost vzduchu v nich, ekvivalentní průměr a tlakovou ztrátu na 1 metr délky.
Přečtěte si o výpočtu plochy vzduchovodů v samostatném článku.
Výpočet průřezu vzduchového potrubí
Úkol výpočtu průřezu ventilačních kanálů může znít jinak:
- výpočet potrubí ventilačního vzduchu
- výpočet vzduchu v potrubí
- výpočet průřezu vzduchovodu
- vzorec pro výpočet vzduchového potrubí
- výpočet průměru potrubí
Mělo by být zřejmé, že všechny výše uvedené výpočty jsou v podstatě stejným úkolem, který se scvrkává na určení plochy průřezu vzduchového kanálu, kterým proudí průtok vzduchu G [m 3 /hod].
Algoritmus pro výpočet průřezu vzduchovodů
Výpočet průřezu vzduchovodů zahrnuje určení velikosti vzduchovodů v závislosti na průtoku procházejícího vzduchu. Provádí se ve 4 fázích:
- Přepočet průtoku vzduchu na m 3 /s
- Volba rychlosti vzduchu v potrubí
- Určení plochy průřezu potrubí
- Určení průměru kruhového nebo šířky a výšky obdélníkového potrubí.
V první fázi Při výpočtu vzduchovodu se průtok vzduchu G, obvykle vyjádřený v m 3 /hod, přepočte na m 3 /s. Chcete-li to provést, musíte jej vydělit 3600:
- G [m3/s] = G [m3/hodina] / 3600
Ve druhé fázi měli byste nastavit rychlost pohybu vzduchu v potrubí. Rychlost by měla být specifikována, nikoli kalkulována. To znamená, zvolit rychlost vzduchu, která se zdá optimální.
Vysoká rychlost vzduchu v potrubí umožňuje použití potrubí s malým průřezem. Proud vzduchu však bude hlučný a aerodynamický odpor vzduchového potrubí se výrazně zvýší.
Nízká rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí zajišťuje tichý chod ventilačního systému a nízký aerodynamický odpor, ale činí vzduchové potrubí velmi objemným.
Pro všeobecné ventilační systémy se za optimální rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí považuje 4 m/s. U velkých vzduchových kanálů (600×600 mm nebo více) lze rychlost vzduchu zvýšit na 6 m/s. V systémech pro odvod kouře může rychlost vzduchu dosáhnout nebo překročit 10 m/s.
Takže ve druhé fázi výpočtu vzduchovodů je nastavena rychlost vzduchu v [m/s].
Ve třetí fázi Požadovaná plocha průřezu vzduchového potrubí je určena dělením proudu vzduchu jeho rychlostí:
- S [m 2 ] = G [m 3 /s] / v [m/s]
Na čtvrtémV konečné fázi se průměr nebo délka stran obdélníkového úseku volí na základě získané plochy průřezu vzduchového potrubí.
Tabulka sekcí vzduchového potrubí
Pro pomoc projektantům bylo vyvinuto několik tabulek sekcí vzduchového potrubí, které umožňují rychle vybrat sekci v závislosti na výsledné ploše.
Příklad výpočtu vzduchovodu
Jako příklad vypočítejme průřez vzduchovodu s průtokem vzduchu 1000 m 3 /hod:
- G = 1000/3600 = 0,28 m3/s
- v = 4 m/s
- S = 0,28 / 4 = 0,07 m2
- V případě kruhového potrubí by jeho průměr byl D = kořen (4·S/ π) ≈ 0,3 m = 300 mm. Nejbližší standardní průměr potrubí je 315 mm.
V případě pravoúhlého potrubí je nutné zvolit A a B tak, aby jejich součin byl přibližně 0,07. Doporučuje se, aby se A a B od sebe nelišily více než třikrát, to znamená, že vzduchové potrubí 700×100 není nejlepší volbou. Lepší možnosti: 300×250, 350×200.
Ekvivalentní průměr potrubí
Při porovnání kulatých a obdélníkových potrubí různých průřezů z aerodynamického hlediska se uchýlí ke konceptu ekvivalentního průměru potrubí. S jeho pomocí můžete určit, která ze dvou možností průřezu je výhodnější.
Jaký je ekvivalentní průměr potrubí
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí je průměr pomyslného kruhového potrubí, ve kterém by se ztráta tlaku v důsledku tření rovnala ztrátě tlaku v důsledku tření v původním obdélníkovém potrubí, pokud by obě potrubí byla stejně dlouhá.
V knihách a učebnicích V. N. Bogoslovského se takový průměr nazývá „Průměrový ekvivalent v rychlosti“, v literatuře P. N. Kameneva – „Průměr stejné velikosti, pokud jde o ztráty třením“.
Výpočet ekvivalentního průměru vzduchovodů
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí vypočítá se podle vzorce:
- Dekv = 2·A·B / (A+B), kde A a B jsou šířka a výška pravoúhlého potrubí.
Například ekvivalentní průměr potrubí 500×300 je 2·500·300 / (500+300) = 375 mm. To znamená, že kulatý kanál 375 mm bude mít stejný aerodynamický odpor jako obdélníkový kanál 500 x 300 mm.
Ekvivalentní průměr čtvercového potrubí rovná straně čtverce:
- Dekv = 2 A A / (A + A) = A.
A tato skutečnost je velmi zajímavá, protože obvykle čím větší je plocha průřezu vzduchového potrubí, tím nižší je jeho odpor. Nicméně kulatý tvar sekce vzduchovodu má nejlepší aerodynamický výkon. To je důvod, proč je odpor čtvercového a kruhového potrubí stejný, ačkoli plocha průřezu čtvercového potrubí je o 27 % větší než plocha průřezu kruhového potrubí.
Obecně vzorec pro ekvivalentní průměr potrubí je následující:
- Dekv = 4·S / P, kde S a P jsou plocha a obvod vzduchovodu.
Pomocí tohoto vzorce můžete potvrdit správnost výše uvedených vzorců pro obdélníkové a čtvercové potrubí a také se ujistit, že ekvivalentní průměr kruhového potrubí rovný průměru tohoto potrubí:
- Dkolo = 4·π·R2/2·π·R = 2R = D.
Navíc může pomoci při výpočtu tabulka ekvivalentních průměrů vzduchovodů
Příklad výpočtu ekvivalentního průměru vzduchovodů a některé závěry
Jako příklad určíme ekvivalentní průměr potrubí 600×300:
Deq_600_300 = 2 600 300 / (600 + 300) = 400 mm.
Zajímavostí je, že plocha průřezu kulatého vzduchovodu o průměru 400 mm je 0,126 m2 a plocha průřezu vzduchovodu 600×300 je 0,18 m2, což je 42 % více. Spotřeba oceli na 1 metr kruhového vzduchovodu o průřezu 400 mm je 1,25 m2 a na 1 metr vzduchovodu o průřezu 600×300 – 1,8 m2, což je o 44 % více.
Jakékoli obdélníkové vzduchové potrubí podobné kulatému je tedy výrazně horší než v kompaktnosti a ve spotřebě kovu.
Uvažujme další příklad – určeme ekvivalentní průměr vzduchovodu 500×100 mm:
Deq_500_100 = 2 500 100 / (500 + 100) = 167 mm.
Rozdíl v ploše průřezu a spotřebě kovu zde dosahuje 2,5násobku. Vzorec ekvivalentního průměru pro obdélníkové potrubí tedy vysvětluje skutečnost, že čím „zploštělejší“ je potrubí (čím větší je rozdíl mezi hodnotami A a B), tím méně účinný je tento kanál z aerodynamického hlediska. .
I proto se ve vzduchotechnické technice nedoporučuje používat vzduchovody, v jejichž průřezu je jedna strana více než třikrát větší než druhá.
