Légcsatorna méretezés

Adja meg a légmennyiséget, valamint a fajlagos nyomásesést (állandó fajlagos nyomásesésre méretezés), a sebességet vagy az átmérőt egyikét: a kalkulátor azonnal megadja a kör keresztmetszetű légcsatorna átmérőjét, a négyszög keresztmetszet méretét, a sebességet és a dinamikus nyomást. A képleteket a behelyettesített számokkal az eredmény alatti „Számítás lépései” rész, az állandókat és forrásokat az oldal alján található „Számítási alap” rész tartalmazza.

Légcsatorna méretezési táblázat (légmennyiség szerint, állandó fajlagos nyomásesés 1 Pa/m)

A fenti kalkulátor kiinduló értékeivel számolt eredmény (fajlagos nyomásesés 1,0 Pa/m ≈ 0,1 mmH₂O/m, horganyzott acéllemez ε 0,09 mm, 20 °C-os levegő). A kör keresztmetszet átmérője és a sebesség pontosan 1 Pa/m nyomásesésnek felel meg; a szabványos átmérő és a négyszög keresztmetszet méretei 50 mm-re felfelé kerekítettek.

Légmennyiség m³/hLégmennyiség CFMKör átm. mmSebesség m/sSzab. átm. mmNégyszög 1 : 1, mmNégyszög 2 : 1, mmNégyszög 3 : 1, mm
500294.32103.99250200 × 200300 × 150350 × 150
1 000588.62734.75300250 × 250400 × 200450 × 150
2 0001 1773545.65400350 × 350500 × 250600 × 200
3 0001 7664126.24450400 × 400550 × 300700 × 250
5 0002 9435007.07550500 × 500700 × 350850 × 300
7 5004 4145837.81600550 × 550800 × 4001 000 × 350
10 0005 8866508.37650600 × 600900 × 4501 100 × 400
15 0008 8297589.24800700 × 7001 000 × 5001 250 × 450
20 00011 7708459.90850800 × 8001 150 × 6001 400 × 500

A négyszög keresztmetszet mérete azonos légmennyiségnél azonos nyomásesést ad (Huebscher-féle egyenértékű átmérő), szélesség × magasság mm-ben. Más légmennyiséghez, fajlagos nyomásesés- vagy oldalarányhoz használja a fenti kalkulátort.

Számítási alap

A kör keresztmetszetű légcsatorna nyomásesését a Darcy-Weisbach-képlet, a csősúrlódási tényezőt a Colebrook-képlet adja. Nyomásesés szerinti méretezésnél a program azt az átmérőt keresi, amelynél az R megegyezik a megadott értékkel; a négyszög keresztmetszetet olyan mérettel helyettesíti, amely azonos légmennyiségnél azonos nyomásesést ad (körre átszámított egyenértékű átmérő).

TételKépletMegjegyzés · alap
Nyomásesés (Darcy-Weisbach)R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2R [Pa/m], D [m], ρ [kg/m³], V [m/s]. Az ASHRAE „Duct Design” fejezetének Darcy-képlete
Csősúrlódási tényező (Colebrook)1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) )Re ≥ 2300. Az f mindkét oldalon szerepel, ezért iterációval oldható meg (a Haaland-közelítésből indulva, 10⁻¹² relatív változásig). A 2300 és 4000 közötti átmeneti tartományban is ezt használja, ami a veszteséget inkább felülbecsüli
Csősúrlódási tényező (lamináris)f = 64 / ReRe < 2300 (Hagen-Poiseuille); az eredményben lamináris áramlásként jelenik meg
Reynolds-szám, dinamikus nyomásRe = V·D / ν, Pv = ρV²/2V = Q / A, A = πD²/4
Levegő sűrűségeρ = p / (R_da · T)Száraz levegő, p = 101,325 kPa, R_da = 287,042 J/(kg·K) (ASHRAE 2017, 1. fejezet, megegyezik a pszichrometrikus számítás állandójával). 20 °C-on 1,204 kg/m³
Viszkozitás (Sutherland)μ = μ₀ (T/T₀)^1,5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρLevegő: μ₀ = 1,716 × 10⁻⁵ Pa·s, T₀ = 273,15 K, S = 110,4 K (White). 20 °C-on ν = 1,506 × 10⁻⁵ m²/s, ami 1%-on belül van a szokásos anyagtáblázatok értékétől (kb. 1,51 × 10⁻⁵)
Négyszög keresztmetszet egyenértékű átmérője (Huebscher)De = 1,30 (a·b)^0,625 / (a + b)^0,25Az az átmérő, amelynél a kör keresztmetszetű légcsatorna nyomásesése azonos légmennyiségnél és hosszon megegyezik (ASHRAE „Duct Design” fejezet). Például 400 × 200 mm esetén 305 mm. A négyszög keresztmetszetű légcsatorna tényleges sebességét külön számolja a program: Q/(a·b)
Szabványos méretekD, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mmA kör átmérőjét és a négyszög mindkét oldalát 50 mm-re kerekíti felfelé (rögzített oldal esetén csak a másikat). Az egyenértékű átmérő csak nő, ha valamelyik oldal nő, így a számított érték fölé vagy azzal egyenlőre kerül, és a nyomásesés nem haladja meg a megadott értéket. Ezután a program újraszámolja a sebességet és a veszteséget. A tényleges méretválasztékot a gyártó táblázatában ellenőrizze
Négyszög keresztmetszet határai1 ≤ a/b ≤ 8, rövidebb oldal ≥ 50 mm4 : 1 fölött figyelmeztet (azonos keresztmetszet mellett a kerület nő, ami több súrlódási veszteséget és anyagot jelent). 8 : 1 fölött, vagy ha a rövidebb oldal 50 mm-nél kisebb, a kalkulátor nem számol

Anyagok érdessége ε

Az ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) „Duct Design” fejezetének 1. táblázatában szereplő érdességi kategóriák értékei (Smooth 0,03 · Medium smooth 0,05 · Average 0,09 · Medium rough 0,9 · Rough 3,0 mm). Az anyagok példák, amelyeket ugyanez a táblázat az adott kategóriába sorol. Ugyanazon anyag érdessége is tág határok közt változik az illesztések távolságától és a kivitelezéstől függően, ezért más értéket a „Saját érték” lehetőséggel adhat meg.

Anyagε (mm)ASHRAE kategória
Horganyzott acéllemez0.09Average (átlagos)
Sima felület (húzott cső, PVC cső)0.03Smooth (sima)
Kereskedelmi acélcső0.05Medium smooth (közepesen sima)
Üvegszálas légcsatorna0.9Medium rough (közepesen érdes)
Flexibilis légcsatorna (teljesen kihúzva)3.0Rough (érdes)

A levegő tulajdonságai (száraz levegő, 101,325 kPa)

Hőmérséklet °CSűrűség ρ kg/m³Dinamikai viszkozitás μ Pa·sKinematikai viszkozitás ν m²/s
−201.39441.615 × 10⁻⁵1.158 × 10⁻⁵
01.29231.716 × 10⁻⁵1.328 × 10⁻⁵
201.20421.813 × 10⁻⁵1.506 × 10⁻⁵
401.12721.907 × 10⁻⁵1.692 × 10⁻⁵
601.05961.999 × 10⁻⁵1.886 × 10⁻⁵

A sebesség és a nyomásesés megválasztása

A szakirodalom a légcsatornákat alacsony sebességű (legfeljebb 15 m/s) és annál gyorsabb, nagy sebességű rendszerekre osztja; a határ forrásonként eltérhet. A kalkulátor jelzi, ha a kör vagy négyszög keresztmetszetű légcsatorna sebessége meghaladja a 15 m/s-ot.

Az állandó fajlagos nyomásesésre méretezés lényege, hogy a főcsatornára választott fajlagos nyomásesés (jellemzően 0,1 mmH₂O/m, kb. 1 Pa/m) alapján határozzák meg minden szakasz átmérőjét. Szakaszonként csak a légmennyiséget kell átírni.

Számítási példa

Légmennyiség 10 000 m³/h, fajlagos nyomásesés 1,0 Pa/m, horganyzott acéllemez (ε 0,09 mm), 20 °C-os levegő: Q = 2,778 m³/s, D = 649,9 mm, V = 8,37 m/s, Re = 361 000, f = 0,0154. Felfelé kerekítve 50 mm-re: 650 mm.

Ugyanez a légcsatorna 2 : 1 arányú négyszögként a számítás szerint 853 × 427 mm, a két oldalt 50 mm-re felfelé kerekítve 900 × 450 mm (egyenértékű átmérő 686 mm, tényleges sebesség 6,86 m/s, nyomásesés 0,77 Pa/m).

Források

Gyakori kérdések

Hogyan határozható meg a légcsatorna mérete a légmennyiségből?

Állandó fajlagos nyomásesésre méretezésnél a főcsatornára fajlagos nyomásesést választanak (jellemzően 1 Pa/m, 0,1 mmH₂O/m), és minden szakasz átmérőjét a légmennyiségéből számítják. Például 10 000 m³/h, 1 Pa/m és horganyzott acéllemez esetén 650 mm átmérőjű kör keresztmetszet (8,37 m/s), 2 : 1 arányú négyszög esetén 900 × 450 mm adódik. Gyakori légmennyiségek a fenti méretezési táblázatban találhatók.

Mekkora legyen a légcsatorna légsebessége?

Egy elterjedt felosztás szerint a legfeljebb 15 m/s légsebességű légcsatorna alacsony, a gyorsabb nagy sebességű; ez a kalkulátor 15 m/s felett figyelmeztet. 1 Pa/m állandó fajlagos nyomásesésnél a sebesség a fenti táblázat szerint 500 és 20 000 m³/h közötti légmennyiségnél kb. 4 és 10 m/s között van.

Hogyan váltható át a négyszög keresztmetszetű légcsatorna körre?

A Huebscher-képlettel számolt egyenértékű átmérő, De = 1,30 (ab)^0,625 / (a + b)^0,25, azonos légmennyiségnél azonos nyomásesést ad. Például a 900 × 450 mm-es négyszög keresztmetszet egyenértékű átmérője kb. 686 mm. Ez nem azonos az azonos keresztmetszeti területű kör átmérőjével.

Ugyanaz a 0,1 mmH₂O/m és az 1 Pa/m?

Majdnem. 0,1 mmH₂O/m = 0,98 Pa/m, és 1 Pa/m = 0,102 mmH₂O/m. A gyakorlatban gyakran ugyanarra a méretezési alapra hivatkoznak velük.

Utolsó módosítás: 2026-10-12