Ventilátor statikus nyomás számítás (légcsatorna nyomásesése és ventilátorteljesítmény)
A légcsatorna méretezése utáni lépés. Adja meg a ventilátortól a legtávolabbi kifúvásig vezető útvonal minden szakaszának térfogatáramát, méretét, hosszát és ΣK-ját, adja hozzá a szűrő- és léghűtőveszteségeket és a tartalékot, és megkapja a ventilátor statikus és összes nyomását, a tengelyteljesítményt és a villanymotor méretét.
A számítás alapja
Minden szakasz súrlódási és idomveszteséget ad; a berendezések veszteségei hozzáadódnak, a tartalék ráalkalmazandó, így adódik a ventilátor összes nyomása. A statikus nyomás az összes nyomás és a kifúvási dinamikus nyomás különbsége.
| Tétel | Képlet | Megjegyzés · alap |
|---|---|---|
| Levegő sűrűsége | ρ = p / (R_da · T) | Száraz levegő mint ideális gáz, R_da = 287,042 J/(kg·K). A nedvesség elhanyagolva (kb. 1% hatás) |
| Súrlódási veszteség | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | Az f a Colebrook-egyenletből (lamináris esetben 64/Re), ugyanaz a függvény, mint a légcsatorna-méretező számítóban; az érdesség az ASHRAE anyagkategóriáiból |
| Négyszög keresztmetszet egyenértékű átmérője | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Huebscher-egyenlet, csak a súrlódáshoz; a dinamikus nyomás a tényleges Q/(ab) sebességgel számol |
| Idomveszteség | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK a dinamikus nyomás többszöröseiben, az alábbi táblázatból vagy az ASHRAE Duct Fitting Database-ből |
| Ventilátor összes és statikus nyomása | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m = tartalék, Pv₁ = az 1. szakasz (ventilátor kifúvási légcsatornája) dinamikus nyomása |
| Teljesítmény | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q m³/s-ban; a P a hatásfok alapjától függően P_t vagy P_s. A villanymotor szabványos névleges teljesítményre felfelé kerekítendő |
Idomveszteségi tényezők (referenciaértékek)
Csak tipikus referenciaértékek. A valódi K erősen függ a geometriától, az oldalaránytól és a térfogatáram-aránytól, ezért tervezzen az ASHRAE Duct Fitting Database, a SMACNA-adatok vagy a gyártói értékek szerint. Az elágazó T-idomok K értéke a térfogatáram-aránytól függően kb. 0-tól 1 fölé változik, ezért nem szerepelnek.
| Idom | K (referencia) | Alap és megjegyzések |
|---|---|---|
| Légcsatorna kifúvása nagy térbe | 1.0 | Impulzusmérleg: a teljes kifúvási dinamikus nyomás elvész. Nagy megbízhatóság |
| Éles szélű beömlés, falsíkban | 0.5 | Tipikus érték Idelchik és az ASHRAE beömlési idomok szerint. Nagy megbízhatóság |
| Hirtelen bővülés (A₁ → A₂) | (1 − A₁/A₂)² | Borda-Carnot, a bejövő oldali (A₁) dinamikus nyomásra vonatkoztatva. Nagy megbízhatóság |
| Sima, kör keresztmetszetű 90°-os könyök, r/D 1,5 | 0.15 | Tipikus ASHRAE-érték kör keresztmetszetű könyökre (r/D 1,0-nál kb. 0,2). Közepes megbízhatóság |
| Négyszög keresztmetszetű, éles sarkú 90°-os könyök, terelőlemez nélkül, H/W 1 | 1.2 | Tipikus ASHRAE-érték négyszög keresztmetszetű könyökre; a terelőlemezek jelentősen csökkentik. Közepes megbízhatóság |
| Pillangószelep (csappantyú), teljesen nyitva | 0.2 | Tipikus ASHRAE-érték csappantyúra; a lapát vastagságától és kialakításától függ. Közepes megbízhatóság |
Példa
20 °C-os, 101,325 kPa nyomású levegő, horganyzott acéllemez (ε 0,09 mm). Az alábbi három szakasz (a számító alapértékei), továbbá közepes szűrő 150 Pa, hűtővizes léghűtő 200 Pa és befúvó 30 Pa („Példaértékek kitöltése”), tartalék 10%, összhatásfok 60%, villanymotor hatásfoka 90%, tartaléka 15%.
| Szakasz | Méret mm | Térfogatáram CMH | Sebesség m/s | Dinamikus nyomás Pv Pa | Súrlódás R Pa/m | Idomveszteségi tényezők összege (ΣK) | Szakasz vesztesége Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12 000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8 000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3 000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| Tétel | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| Légcsatorna vesztesége (súrlódás + idomok) | 211.3 | 21.5 |
| Közepes hatásfokú szűrő | 150.0 | 15.3 |
| Hűtővizes léghűtő | 200.0 | 20.4 |
| Befúvó | 30.0 | 3.1 |
| Részösszeg | 591.3 | 60.3 |
| Tartalék: 10% | 59.1 | 6.0 |
| Ventilátor összes nyomása P_t | 650.4 | 66.3 |
| Kifúvási dinamikus nyomás Pv₁ (levonandó) | −65.3 | −6.7 |
| Ventilátor statikus nyomása P_s | 585.1 | 59.7 |
Ventilátor összes nyomása 650.4 Pa, statikus nyomása 585.1 Pa, tengelyteljesítménye 3.61 kW, javasolt villanymotor 5.5 kW.
Korlátok
Ez a számító a megadott szakaszokat csak egyetlen soros útvonalként összegzi. Nem keresi meg elágazó rendszer mértékadó ágát, nem választ ventilátortípust vagy jelleggörbét (üzemi pontot), és nem számol zajt. A rendszerhatásokat (a ventilátor be- és kilépő csatlakozásait) adja meg ΣK-ként vagy berendezésveszteségként.
Források
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
Gyakori kérdések
Mi a különbség a ventilátor statikus és összes nyomása között?
Az összes nyomás a statikus és a dinamikus nyomás összege. A légcsatorna összes veszteségének összege a ventilátor összes nyomása; ebből a ventilátor kifúvási dinamikus nyomását (ρV²/2) levonva a ventilátor statikus nyomását kapja. A hatásfok is lehet összes vagy statikus, ezért a teljesítményt a gyártói adatokkal azonos alapon számolja.
Hogyan számítható ki a légcsatorna nyomásvesztesége?
Adja össze minden szakasz R·L súrlódási veszteségét és ΣK·ρV²/2 idomveszteségét. Az R a Darcy-Weisbach-egyenletből adódik Colebrook-féle csősúrlódási tényezővel; a négyszög keresztmetszetű csatornákhoz a Huebscher-féle egyenértékű átmérő használatos. A legtávolabbi kifúvásig vezető útvonal szakaszveszteségei, plusz a szűrő- és léghűtőveszteségek adják azt, amit a ventilátornak le kell győznie.
Hogyan számítható a ventilátor teljesítménye?
A légteljesítmény P_a = Q × P (Q m³/s-ban, P Pa-ban, az eredmény W-ban), a tengelyteljesítmény pedig P_a ÷ a ventilátor hatásfoka. Példa: 3,33 m³/s × 650 Pa = 2,17 kW; 60% hatásfoknál a tengelyteljesítmény 3,61 kW. A villanymotorhoz tartalékot kell adni (például 15%), és szabványos névleges teljesítményre felfelé kell kerekíteni (itt 5,5 kW).
Utolsó módosítás: 2026-10-19