Kalkulator Ukuran Ducting
Masukkan debit udara dan salah satu dari kehilangan gesekan (metode equal friction), kecepatan udara, atau diameter, untuk langsung mendapatkan diameter ducting bulat, ukuran ducting persegi panjang, kecepatan udara, dan tekanan dinamis. Rumus beserta angka yang dimasukkan ada di bawah Langkah perhitungan; konstanta dan sumber ada di bagian Dasar perhitungan di bawah halaman ini.
Tabel ukuran ducting menurut debit udara (equal friction 1 Pa/m)
Dihitung dengan nilai awal kalkulator di atas (kehilangan gesekan 1,0 Pa/m, kira-kira 0,1 mmH₂O/m; baja galvanis, ε 0,09 mm; udara 20 °C). Diameter bulat dan kecepatan udara memberi tepat 1 Pa/m; diameter standar dan ukuran persegi panjang dibulatkan ke atas ke 50 mm.
| Debit udara m³/h | Debit udara CFM | Diam. bulat mm | Kec. udara m/s | Diam. standar mm | Persegi 1 : 1, mm | Persegi 2 : 1, mm | Persegi 3 : 1, mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 500 | 294.3 | 210 | 3.99 | 250 | 200 × 200 | 300 × 150 | 350 × 150 |
| 1 000 | 588.6 | 273 | 4.75 | 300 | 250 × 250 | 400 × 200 | 450 × 150 |
| 2 000 | 1 177 | 354 | 5.65 | 400 | 350 × 350 | 500 × 250 | 600 × 200 |
| 3 000 | 1 766 | 412 | 6.24 | 450 | 400 × 400 | 550 × 300 | 700 × 250 |
| 5 000 | 2 943 | 500 | 7.07 | 550 | 500 × 500 | 700 × 350 | 850 × 300 |
| 7 500 | 4 414 | 583 | 7.81 | 600 | 550 × 550 | 800 × 400 | 1 000 × 350 |
| 10 000 | 5 886 | 650 | 8.37 | 650 | 600 × 600 | 900 × 450 | 1 100 × 400 |
| 15 000 | 8 829 | 758 | 9.24 | 800 | 700 × 700 | 1 000 × 500 | 1 250 × 450 |
| 20 000 | 11 770 | 845 | 9.90 | 850 | 800 × 800 | 1 150 × 600 | 1 400 × 500 |
Ukuran persegi panjang memberi kehilangan gesekan yang sama pada debit udara yang sama (diameter ekuivalen Huebscher), lebar × tinggi dalam mm. Untuk debit udara, kehilangan gesekan, atau rasio aspek lain, gunakan kalkulator di atas.
Dasar perhitungan
Kehilangan gesekan pada ducting bulat dihitung dengan persamaan Darcy-Weisbach dan faktor gesekan Colebrook. Saat ukuran ditentukan oleh kehilangan gesekan, dicari diameter yang menghasilkan R tersebut; ducting persegi panjang disetarakan dengan diameter ekuivalen bulat, yang memiliki kehilangan gesekan sama pada debit udara yang sama.
| Item | Persamaan | Catatan · dasar |
|---|---|---|
| Kehilangan gesekan (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R dalam Pa/m, D dalam m, ρ dalam kg/m³, V dalam m/s. Persamaan Darcy pada bab Duct Design ASHRAE |
| Faktor gesekan (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. f muncul di kedua ruas, sehingga diselesaikan secara iteratif (dari perkiraan Haaland hingga perubahan relatif 10⁻¹²). Rentang transisi 2300 sampai 4000 juga memakai persamaan ini sehingga kehilangan dihitung lebih besar |
| Faktor gesekan (laminar) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); ditandai sebagai laminar pada hasil |
| Bilangan Reynolds, tekanan dinamis | Re = V·D / ν, Pv = ρV²/2 | V = Q / A, A = πD²/4 |
| Densitas udara | ρ = p / (R_da · T) | Udara kering, p = 101,325 kPa, R_da = 287,042 J/(kg·K) (ASHRAE 2017 bab 1, konstanta yang sama dengan kalkulator psikrometrik). 1,204 kg/m³ pada 20 °C |
| Viskositas (Sutherland) | μ = μ₀ (T/T₀)^1,5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρ | Udara: μ₀ = 1,716 × 10⁻⁵ Pa·s, T₀ = 273,15 K, S = 110,4 K (White). Pada 20 °C ν = 1,506 × 10⁻⁵ m²/s, dalam 1% dari tabel sifat yang umum |
| Ekuivalen persegi panjang (Huebscher) | De = 1,30 (a·b)^0,625 / (a + b)^0,25 | Diameter bulat dengan kehilangan gesekan sama untuk debit udara dan panjang yang sama (bab Duct Design ASHRAE). Contoh: 400 × 200 mm menghasilkan 305 mm. Kecepatan udara sebenarnya pada ducting persegi panjang adalah Q/(a·b) |
| Ukuran standar | D, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mm | Diameter bulat dan kedua sisi persegi panjang dibulatkan ke atas ke 50 mm (hanya sisi yang bebas jika satu sisi dikunci). Diameter ekuivalen hanya membesar jika sisi membesar, sehingga hasilnya sama dengan atau di atas nilai hitung dan kehilangan gesekan tidak melebihi masukan. Kecepatan dan kehilangan kemudian dihitung ulang. Periksa daftar ukuran dari pabrikan |
| Batas persegi panjang | 1 ≤ a/b ≤ 8, sisi pendek ≥ 50 mm | Di atas 4 : 1 muncul peringatan (keliling lebih panjang untuk luas yang sama berarti gesekan dan bahan lebih banyak). Di atas 8 : 1, atau dengan sisi pendek di bawah 50 mm, kalkulator tidak menghitung |
Kekasaran bahan ε
Nilai kategori kekasaran dari Tabel 1 bab Duct Design ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) (Smooth 0,03, Medium smooth 0,05, Average 0,09, Medium rough 0,9, Rough 3,0 mm). Contoh bahan mengikuti pengelompokan pada tabel yang sama. Bahan yang sama bervariasi menurut jarak sambungan dan mutu pengerjaan, jadi masukkan nilai lain dengan Kekasaran manual.
| Bahan | ε (mm) | Kategori ASHRAE |
|---|---|---|
| Baja galvanis | 0.09 | Average (rata-rata) |
| Halus (pipa tarik, pipa PVC) | 0.03 | Smooth (halus) |
| Baja komersial | 0.05 | Medium smooth (cukup halus) |
| Ducting fiberglass | 0.9 | Medium rough (cukup kasar) |
| Ducting fleksibel (terentang penuh) | 3.0 | Rough (kasar) |
Sifat udara (udara kering, 101,325 kPa)
| Suhu °C | Densitas ρ kg/m³ | Viskositas μ Pa·s | Viskositas kinematik ν m²/s |
|---|---|---|---|
| −20 | 1.3944 | 1.615 × 10⁻⁵ | 1.158 × 10⁻⁵ |
| 0 | 1.2923 | 1.716 × 10⁻⁵ | 1.328 × 10⁻⁵ |
| 20 | 1.2042 | 1.813 × 10⁻⁵ | 1.506 × 10⁻⁵ |
| 40 | 1.1272 | 1.907 × 10⁻⁵ | 1.692 × 10⁻⁵ |
| 60 | 1.0596 | 1.999 × 10⁻⁵ | 1.886 × 10⁻⁵ |
Memilih kecepatan udara dan kehilangan gesekan
Acuan HVAC sering membagi ducting menjadi ducting kecepatan rendah (15 m/s atau kurang) dan ducting kecepatan tinggi di atasnya. Kalkulator memberi peringatan jika kecepatan udara pada ducting bulat atau persegi panjang melebihi 15 m/s.
Metode equal friction menentukan ukuran setiap ruas dengan kehilangan gesekan yang dipilih untuk ducting utama (lazimnya 0,1 mmH₂O/m, sekitar 1 Pa/m). Cukup ubah debit udara untuk setiap ruas.
Contoh perhitungan
Debit udara 10.000 m³/h, kehilangan gesekan 1,0 Pa/m, baja galvanis (ε 0,09 mm), udara 20 °C: Q = 2,778 m³/s, D = 649,9 mm, V = 8,37 m/s, Re = 361.000, f = 0,0154. Dibulatkan ke atas menjadi 650 mm.
Sebagai persegi panjang 2 : 1, ducting yang sama berukuran 853 × 427 mm, atau 900 × 450 mm dengan kedua sisi dibulatkan ke atas ke 50 mm (ekuivalen 686 mm, kecepatan sebenarnya 6,86 m/s, gesekan 0,77 Pa/m).
Sumber
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), bab Duct Design: persamaan Darcy dan Colebrook, Tabel 1 kekasaran, ekuivalen bulat Huebscher
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- Huebscher, R. G. (1948), Friction equivalents for round, square and rectangular ducts, ASHVE Transactions 54
- Haaland, S. E. (1983), Simple and explicit formulas for the friction factor in turbulent pipe flow, Journal of Fluids Engineering 105 (nilai awal dan pemeriksaan)
- White, F. M., Viscous Fluid Flow: konstanta Sutherland untuk udara
Pertanyaan yang sering diajukan
Bagaimana menentukan ukuran ducting dari debit udara?
Dengan equal friction, pilih kehilangan gesekan untuk ducting utama (sering 1 Pa/m, 0,1 mmH₂O/m) lalu tentukan ukuran setiap ruas dari debit udaranya. Misalnya 10.000 m³/h pada 1 Pa/m dengan baja galvanis menghasilkan ducting bulat 650 mm (8,37 m/s), atau 900 × 450 mm pada rasio 2 : 1. Debit udara yang umum tercantum pada tabel ukuran ducting di atas.
Berapa kecepatan udara ducting yang sebaiknya dipakai?
Acuan HVAC sering menyebut ducting hingga 15 m/s sebagai kecepatan rendah dan yang lebih cepat sebagai kecepatan tinggi, dan kalkulator ini memberi peringatan di atas 15 m/s. Pada equal friction 1 Pa/m, kecepatan udara naik dari sekitar 4 sampai 10 m/s pada 500 sampai 20.000 m³/h, seperti pada tabel di atas.
Bagaimana mengonversi ducting persegi panjang menjadi bulat?
Pakai diameter ekuivalen Huebscher, De = 1,30 (ab)^0,625 / (a + b)^0,25, yang memberi kehilangan gesekan sama pada debit udara yang sama. Ducting 900 × 450 mm kira-kira 686 mm. Ini bukan diameter dengan luas penampang yang sama.
Apakah 0,1 mmH₂O/m sama dengan 1 Pa/m?
Hampir sama. 0,1 mmH₂O/m = 0,98 Pa/m, dan 1 Pa/m = 0,102 mmH₂O/m. Dalam praktik, keduanya sering disebut sebagai acuan yang sama.
Terakhir diperbarui 2026-10-12.