Kalkulator saiz ducting (salur udara)
Masukkan aliran udara dan satu daripada kadar geseran (kaedah geseran sama), halaju atau diameter untuk mendapatkan diameter ducting bulat, satu saiz segi empat tepat, halaju dan tekanan halaju sekali gus. Persamaan dengan nombor yang telah diisi berada di bawah "Langkah pengiraan" pada hasil; pemalar dan sumber berada di bawah "Asas pengiraan" di bahagian bawah halaman ini.
Jadual saiz ducting mengikut aliran udara (geseran sama 1 Pa/m)
Dikira dengan nilai lalai kalkulator di atas (geseran 1.0 Pa/m ≈ 0.1 mmH₂O/m; keluli bergalvani, ε 0.09 mm; udara pada 20 °C). Diameter bulat dan halaju memberi tepat 1 Pa/m; diameter piawai dan saiz segi empat tepat dibundar ke atas kepada 50 mm.
| Aliran udara m³/h | Aliran udara CFM | Dia. bulat mm | Halaju m/s | Dia. piawai mm | Segi empat 1 : 1, mm | Segi empat 2 : 1, mm | Segi empat 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 |
Saiz segi empat tepat memberi kehilangan geseran yang sama pada aliran udara yang sama (diameter setara Huebscher), lebar × tinggi dalam mm. Untuk aliran udara, kadar geseran atau nisbah bidang yang lain, gunakan kalkulator di atas.
Asas pengiraan
Kehilangan geseran dalam ducting bulat datang daripada persamaan Darcy-Weisbach dengan faktor geseran Colebrook. Apabila saiz ditentukan mengikut kadar geseran, diameter yang memberi R itu dicari; ducting segi empat tepat dipadankan melalui setara bulatnya, yang mempunyai kehilangan geseran yang sama pada aliran udara yang sama.
| Item | Persamaan | Nota · asas |
|---|---|---|
| Kehilangan geseran (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 bagi bab Duct Design ASHRAE |
| Faktor geseran (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7 D) + 2.51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. f muncul pada kedua-dua belah, jadi ia dilelar (daripada anggaran Haaland hingga perubahan relatif 10⁻¹²). Julat peralihan 2300 hingga 4000 juga menggunakannya, yang cenderung ke sebelah tinggi |
| Faktor geseran (laminar) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); ditandakan sebagai laminar dalam keputusan |
| Nombor Reynolds, tekanan halaju | Re = V·D / ν, Pv = ρV²/2 | V = Q / A, A = πD²/4 |
| Ketumpatan udara | ρ = p / (R_da · T) | Udara kering, p = 101.325 kPa, R_da = 287.042 J/(kg·K) (ASHRAE 2017 bab 1, pemalar yang sama seperti kalkulator psikrometrik). 1.204 kg/m³ pada 20 °C |
| Kelikatan (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 lingkungan 1 % daripada jadual sifat biasa |
| Setara segi empat tepat (Huebscher) | De = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Diameter bulat dengan kehilangan geseran yang sama bagi aliran udara dan panjang yang sama (bab Duct Design ASHRAE). Contoh: 400 × 200 mm memberi 305 mm. Halaju sebenar dalam ducting segi empat tepat ialah Q/(a·b) |
| Saiz piawai | D, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mm | Diameter bulat dan kedua-dua sisi segi empat tepat dibundar ke atas kepada 50 mm (hanya sisi bebas apabila satu sisi ditetapkan). Diameter setara hanya bertambah apabila sisi bertambah, jadi ia berakhir pada atau melebihi nilai dikira dan kehilangan geseran tidak melebihi input. Halaju dan kehilangan kemudian dikira semula. Semak senarai saiz pengilang |
| Had segi empat tepat | 1 ≤ a/b ≤ 8, sisi pendek ≥ 50 mm | Melebihi 4 : 1 amaran dipaparkan (perimeter yang lebih besar bagi luas yang sama bermakna lebih banyak geseran dan bahan). Melebihi 8 : 1, atau dengan sisi pendek di bawah 50 mm, kalkulator tidak mengira |
Kekasaran bahan ε
Nilai kategori kekasaran daripada Jadual 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). Setiap bahan ialah bahan yang diletakkan oleh jadual yang sama dalam kategori itu. Bahan yang sama berbeza mengikut jarak sambungan dan mutu kerja, jadi masukkan nilai lain dengan Kekasaran tersuai.
| Bahan | ε (mm) | Kategori ASHRAE |
|---|---|---|
| Keluli bergalvani | 0.09 | Average (purata) |
| Licin (tiub tarik, paip PVC) | 0.03 | Smooth (licin) |
| Keluli komersial | 0.05 | Medium smooth (sederhana licin) |
| Ducting gentian kaca | 0.9 | Medium rough (sederhana kasar) |
| Ducting fleksibel (terjulur penuh) | 3.0 | Rough (kasar) |
Sifat udara (udara kering, 101.325 kPa)
| Suhu °C | Ketumpatan ρ kg/m³ | Kelikatan μ Pa·s | Kelikatan 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 halaju dan kadar geseran
Buku teks HVAC lazimnya membahagikan ducting kepada ducting halaju rendah (15 m/s atau kurang) dan ducting halaju tinggi di atas itu. Kalkulator memberi amaran apabila halaju ducting bulat atau segi empat tepat melebihi 15 m/s.
Kaedah geseran sama menentukan saiz setiap bahagian dengan kadar geseran yang dipilih untuk ducting utama (lazimnya 1 Pa/m, kira-kira 0.1 mmH₂O/m). Ubah aliran udara sahaja bagi setiap bahagian.
Contoh penyelesaian
Aliran udara 10,000 m³/h, kadar geseran 1.0 Pa/m, keluli bergalvani (ε 0.09 mm), udara pada 20 °C: Q = 2.778 m³/s, D = 649.9 mm, V = 8.37 m/s, Re = 361,000, f = 0.0154. Dibundar ke atas kepada 650 mm.
Sebagai segi empat tepat 2 : 1, ducting yang sama ialah 853 × 427 mm, atau 900 × 450 mm dengan kedua-dua sisi dibundar ke atas kepada 50 mm (setara 686 mm, halaju sebenar 6.86 m/s, geseran 0.77 Pa/m).
Sumber
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), bab Duct Design: persamaan Darcy dan Colebrook, kekasaran Jadual 1, setara 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 permulaan dan semakan)
- White, F. M., Viscous Fluid Flow: pemalar Sutherland untuk udara
Soalan lazim
Bagaimanakah saya menentukan saiz ducting daripada aliran udara?
Dengan geseran sama, pilih kadar geseran untuk ducting utama (lazimnya 1 Pa/m, 0.1 mmH₂O/m) dan tentukan saiz setiap bahagian daripada aliran udaranya. Contohnya 10,000 m³/h pada 1 Pa/m dalam keluli bergalvani memberi ducting bulat 650 mm (8.37 m/s), atau 900 × 450 mm pada 2 : 1. Jadual di atas menyenaraikan aliran udara yang biasa.
Berapakah halaju ducting yang patut digunakan?
Buku teks HVAC lazimnya menamakan ducting sehingga 15 m/s sebagai halaju rendah dan yang lebih laju sebagai halaju tinggi, dan kalkulator ini memberi amaran melebihi 15 m/s. Pada kadar geseran sama 1 Pa/m, halaju naik dari kira-kira 4 kepada 10 m/s bagi 500 hingga 20,000 m³/h, seperti dalam jadual di atas.
Bagaimanakah saya menukar ducting segi empat tepat kepada bulat?
Gunakan diameter setara Huebscher, De = 1.30 (ab)^0.625 / (a + b)^0.25, yang memberi kehilangan geseran yang sama pada aliran udara yang sama. Ducting 900 × 450 mm ialah kira-kira 686 mm. Ini bukan diameter bagi luas keratan rentas yang sama.
Adakah 1 Pa/m sama dengan 0.1 mmH₂O/m?
Hampir sama. 0.1 mmH₂O/m = 0.98 Pa/m, dan 1 Pa/m = 0.102 mmH₂O/m. Dalam amalan, keduanya sering dianggap sebagai asas yang sama.
Dikemas kini kali terakhir 2026-10-12.