Luchtkanaal berekenen
Voer het luchtdebiet in, plus één van wrijvingsweerstand (gelijke-wrijvingsmethode), snelheid of diameter. Direct volgen de diameter van het ronde kanaal, de maat van het rechthoekige kanaal, de snelheid en de dynamische druk. De vergelijkingen met ingevulde getallen staan onder "Berekeningsstappen"; constanten en bronnen onder "Grondslag" verderop.
Kanaaltabel per luchtdebiet (gelijke wrijving 1 Pa/m)
Berekend met de beginwaarden van de calculator hierboven (wrijving 1,0 Pa/m, ongeveer 0,1 mmWK/m; verzinkt staal, ε 0,09 mm; lucht van 20 °C). Ronde diameter en snelheid geven precies 1 Pa/m; de standaarddiameter en de rechthoekige maten zijn naar boven afgerond op 50 mm.
| Luchtdebiet m³/h | Luchtdebiet CFM | Ronde diam. mm | Snelheid m/s | Std. diam. mm | Rechth. 1 : 1, mm | Rechth. 2 : 1, mm | Rechth. 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 |
Rechthoekige maten geven hetzelfde wrijvingsverlies bij hetzelfde luchtdebiet (equivalente diameter van Huebscher), breedte × hoogte in mm. Gebruik voor andere luchtdebieten, wrijvingsweerstanden of hoogte-breedteverhoudingen de calculator hierboven.
Grondslag
Het wrijvingsverlies in een rond kanaal volgt uit de vergelijking van Darcy-Weisbach met de wrijvingsfactor van Colebrook. Bij dimensioneren op wrijvingsweerstand wordt de diameter gezocht die die R geeft; een rechthoekig kanaal wordt gelijkgesteld via het cirkelvormige equivalent, dat bij hetzelfde luchtdebiet hetzelfde wrijvingsverlies heeft.
| Onderdeel | Vergelijking | Opmerkingen · grondslag |
|---|---|---|
| Wrijvingsverlies (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R in Pa/m, D in m, ρ in kg/m³, V in m/s. De Darcy-vergelijking uit het ASHRAE-hoofdstuk Duct Design |
| Wrijvingsfactor (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2.300. f staat aan beide kanten, dus wordt iteratief opgelost (vanaf de Haaland-schatting tot een relatieve verandering van 10⁻¹²). Ook het overgangsgebied van 2.300 tot 4.000 gebruikt dit, wat aan de hoge kant uitkomt |
| Wrijvingsfactor (laminair) | f = 64 / Re | Re < 2.300 (Hagen-Poiseuille); in het resultaat gemarkeerd als laminair |
| Reynoldsgetal, dynamische druk | Re = V·D / ν, Pv = ρV²/2 | V = Q / A, A = πD²/4 |
| Luchtdichtheid | ρ = p / (R_da · T) | Droge lucht, p = 101,325 kPa, R_da = 287,042 J/(kg·K) (ASHRAE 2017, hoofdstuk 1, dezelfde constante als in de psychrometrische calculator). 1,204 kg/m³ bij 20 °C |
| Viscositeit (Sutherland) | μ = μ₀ (T/T₀)^1,5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρ | Lucht: μ₀ = 1,716 × 10⁻⁵ Pa·s, T₀ = 273,15 K, S = 110,4 K (White). Bij 20 °C is ν = 1,506 × 10⁻⁵ m²/s, binnen 1% van gangbare tabelwaarden voor lucht (rond 1,51 × 10⁻⁵) |
| Rechthoekig equivalent (Huebscher) | De = 1,30 (a·b)^0,625 / (a + b)^0,25 | De is de ronde diameter met gelijk wrijvingsverlies bij hetzelfde luchtdebiet en dezelfde lengte (ASHRAE-hoofdstuk Duct Design). Voorbeeld: 400 × 200 mm geeft 305 mm. De werkelijke snelheid in het rechthoekige kanaal wordt apart berekend als Q/(a·b) |
| Standaardmaten | D, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mm | De ronde diameter en beide rechthoekige zijden worden naar boven afgerond op 50 mm (alleen de vrije zijde als één zijde vastligt). De equivalente diameter neemt alleen toe als een zijde groeit, dus komt hij op of boven de berekende waarde uit en overschrijdt het wrijvingsverlies de invoer niet. Snelheid en verlies worden daarna opnieuw berekend. Controleer de maatlijst van de fabrikant |
| Grenzen voor rechthoekige kanalen | 1 ≤ a/b ≤ 8, korte zijde ≥ 50 mm | Boven 4 : 1 verschijnt een waarschuwing (meer omtrek bij dezelfde doorsnede betekent meer wrijving en materiaal). Boven 8 : 1, of met een korte zijde onder 50 mm, rekent de calculator niet |
Materiaalruwheid ε
Ruwheidscategorieën uit tabel 1 van het hoofdstuk Duct Design in ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) (glad 0,03, middelglad 0,05, gemiddeld 0,09, middelruw 0,9, ruw 3,0 mm). De materiaalvoorbeelden zijn die welke in dezelfde tabel onder de betreffende categorie staan. Hetzelfde materiaal varieert met de naadafstand en de uitvoering, dus voer andere waarden in met "Eigen ruwheid".
| Materiaal | ε (mm) | ASHRAE-categorie |
|---|---|---|
| Verzinkt staal | 0.09 | Gemiddeld |
| Glad (getrokken buis, PVC-buis) | 0.03 | Glad |
| Handelsstaal | 0.05 | Middelglad |
| Glaswolkanaal | 0.9 | Middelruw |
| Flexibel kanaal (volledig gestrekt) | 3.0 | Ruw |
Luchteigenschappen (droge lucht, 101,325 kPa)
| Temperatuur °C | Dichtheid ρ kg/m³ | Viscositeit μ Pa·s | Kinematische viscositeit 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 |
Snelheid en wrijvingsweerstand kiezen
Sommige leerboeken (onder meer Koreaanse) verdelen kanalen in lagesnelheidskanalen (15 m/s of minder) en hogesnelheidskanalen daarboven. De calculator waarschuwt als de snelheid in het ronde of rechthoekige kanaal boven 15 m/s komt.
Bij de gelijke-wrijvingsmethode krijgt elke sectie de wrijvingsweerstand die voor het hoofdkanaal is gekozen (bijvoorbeeld 0,1 mmWK/m, ongeveer 1 Pa/m). Verander per sectie alleen het luchtdebiet.
Rekenvoorbeeld
Luchtdebiet 10.000 m³/h, wrijvingsweerstand 1,0 Pa/m, verzinkt staal (ε 0,09 mm), lucht van 20 °C: Q = 2,778 m³/s, D = 649,9 mm, V = 8,37 m/s, Re = 361.000, f = 0,0154. Naar boven afgerond op 650 mm.
Als rechthoek van 2 : 1 is hetzelfde kanaal 853 × 427 mm, of 900 × 450 mm met beide zijden naar boven afgerond op 50 mm (equivalent 686 mm, werkelijke snelheid 6,86 m/s, wrijving 0,77 Pa/m).
Bronnen
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), hoofdstuk Duct Design: vergelijkingen van Darcy en Colebrook, ruwheid uit tabel 1, cirkelvormig equivalent van 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 (beginwaarde en controle)
- White, F. M., Viscous Fluid Flow: Sutherland-constanten voor lucht
Veelgestelde vragen
Hoe bepaal ik de kanaalmaat uit het luchtdebiet?
Kies bij gelijke wrijving een wrijvingsweerstand voor het hoofdkanaal (vaak 1 Pa/m, ongeveer 0,1 mmWK/m) en dimensioneer elke sectie vanuit het luchtdebiet. Bijvoorbeeld 10.000 m³/h bij 1 Pa/m in verzinkt staal geeft een rond kanaal van 650 mm (8,37 m/s), of 900 × 450 mm bij 2 : 1. De tabel hierboven geeft gangbare luchtdebieten.
Welke kanaalsnelheid moet ik aanhouden?
Sommige (Koreaanse) HVAC-leerboeken noemen kanalen tot 15 m/s lagesnelheidskanalen en snellere hogesnelheidskanalen; deze calculator waarschuwt boven 15 m/s. Bij een gelijke wrijving van 1 Pa/m stijgt de snelheid van ongeveer 4 naar 10 m/s bij 500 tot 20.000 m³/h, zoals in de tabel hierboven.
Hoe reken ik een rechthoekig kanaal om naar rond?
Gebruik de equivalente diameter van Huebscher, De = 1,30 (ab)^0,625 / (a + b)^0,25, die bij hetzelfde luchtdebiet hetzelfde wrijvingsverlies geeft. Een kanaal van 900 × 450 mm komt neer op ongeveer 686 mm. Dit is niet de diameter met dezelfde doorsnede.
Is 0,1 mmWK/m hetzelfde als 1 Pa/m?
Bijna: 0,1 mmWK/m = 0,98 Pa/m en 1 Pa/m = 0,102 mmWK/m. In de praktijk worden ze vaak als dezelfde richtwaarde gebruikt.
Laatst bijgewerkt: 2026-10-12.