Расчет воздуховодов онлайн
Введите расход воздуха и один из параметров: удельные потери на трение (метод постоянных потерь давления), скорость или диаметр, и сразу получите диаметр круглого воздуховода, размер прямоугольного, скорость и динамическое давление. Уравнения с подставленными числами приведены в разделе «Шаги расчета», константы и источники - ниже в разделе «Основание».
Таблица подбора воздуховодов по расходу воздуха (постоянные потери 1 Па/м)
Рассчитано при значениях по умолчанию в калькуляторе выше (удельные потери 1,0 Па/м ≈ 0,1 мм вод. ст./м, оцинкованная сталь, ε 0,09 мм, воздух 20 °C). Расчетные диаметр и скорость дают ровно 1 Па/м; стандартный диаметр и прямоугольные размеры округлены вверх до 50 мм.
| Расход воздуха m³/h | Расход воздуха CFM | Диаметр расч. mm | Скорость m/s | Диаметр станд. mm | Прямоуг. 1 : 1, mm | Прямоуг. 2 : 1, mm | Прямоуг. 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 |
Прямоугольные размеры дают те же потери на трение при том же расходе воздуха (эквивалентный диаметр по Хюбшеру), ширина × высота в мм. Для других расходов воздуха, удельных потерь или соотношений сторон пользуйтесь калькулятором выше.
Основание
Потери на трение в круглом воздуховоде вычисляются по уравнению Дарси-Вейсбаха с коэффициентом трения по Кольбруку. При подборе по удельным потерям на трение ищется диаметр, дающий такое R; прямоугольный воздуховод подбирается по эквивалентному круглому диаметру, дающему те же потери на трение при том же расходе воздуха.
| Показатель | Уравнение | Примечания · основание |
|---|---|---|
| Потери на трение (Дарси-Вейсбах) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R в Па/м, D в м, ρ в кг/м³, V в м/с. Уравнение Дарси из главы ASHRAE Duct Design |
| Коэффициент трения (Кольбрук) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. f стоит в обеих частях, поэтому решается итерациями (от оценки Хааланда до относительного изменения 10⁻¹²). Переходная область от 2300 до 4000 тоже считается так, что дает завышенную оценку |
| Коэффициент трения (ламинарный) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Хаген-Пуазейль); в результате помечается как ламинарный |
| Число Рейнольдса, динамическое давление | Re = V·D / ν, Pv = ρV²/2 | V = Q / A, A = πD²/4 |
| Плотность воздуха | ρ = p / (R_da · T) | Сухой воздух, p = 101,325 кПа, R_da = 287,042 Дж/(кг·К) (ASHRAE 2017, глава 1, та же константа, что в психрометрическом калькуляторе). 1,204 кг/м³ при 20 °C |
| Вязкость (Сазерленд) | μ = μ₀ (T/T₀)^1,5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρ | Воздух: μ₀ = 1,716 × 10⁻⁵ Па·с, T₀ = 273,15 К, S = 110,4 К (White). При 20 °C ν = 1,506 × 10⁻⁵ м²/с, в пределах 1 % от общепринятых таблиц свойств |
| Прямоугольный эквивалент (Хюбшер) | De = 1,30 (a·b)^0,625 / (a + b)^0,25 | Диаметр круглого воздуховода с теми же потерями на трение при том же расходе воздуха и длине (ASHRAE, глава Duct Design). Пример: 400 × 200 мм дает 305 мм. Фактическая скорость в прямоугольном воздуховоде равна Q/(a·b) |
| Стандартные размеры | D, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 мм | Диаметр круглого воздуховода и обе стороны прямоугольного округляются вверх до 50 мм (при одной заданной стороне - только свободная). Эквивалентный диаметр только растет при росте стороны, поэтому он оказывается не ниже расчетного, а потери на трение не превышают заданных. Затем скорость и потери пересчитываются. Сверьтесь со списком размеров производителя |
| Пределы для прямоугольного | 1 ≤ a/b ≤ 8, меньшая сторона ≥ 50 мм | Выше 4 : 1 выдается предупреждение (больше периметр при той же площади - больше трения и материала). Выше 8 : 1 или при меньшей стороне менее 50 мм калькулятор не считает |
Шероховатость материала ε
Значения категорий шероховатости из таблицы 1 главы Duct Design ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) (гладкая 0,03, умеренно гладкая 0,05, средняя 0,09, умеренно шероховатая 0,9, шероховатая 3,0 мм). Каждый материал - тот, который та же таблица относит к этой категории. Один и тот же материал различается шагом стыков и качеством монтажа, поэтому другие значения вводите через «Своя шероховатость».
| Материал | ε (мм) | Категория ASHRAE |
|---|---|---|
| Оцинкованная сталь | 0.09 | Средняя |
| Гладкий (тянутая труба, труба из ПВХ) | 0.03 | Гладкая |
| Коммерческая сталь | 0.05 | Умеренно гладкая |
| Воздуховод из стекловолокна | 0.9 | Умеренно шероховатая |
| Гибкий воздуховод (полностью растянутый) | 3.0 | Шероховатая |
Свойства воздуха (сухой воздух, 101,325 кПа)
| Температура °C | Плотность ρ kg/m³ | Вязкость μ Pa·s | Кинематическая вязкость 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 |
Выбор скорости и удельных потерь на трение
Воздуховоды обычно делят на низкоскоростные (до 15 м/с) и высокоскоростные (выше). Калькулятор выдает предупреждение, если скорость в круглом или прямоугольном воздуховоде выше 15 м/с.
Метод постоянных потерь давления подбирает все участки по удельным потерям на трение, выбранным для магистрали (часто около 1 Па/м, то есть 0,1 мм вод. ст./м). Для каждого участка меняется только расход воздуха.
Пример расчета
Расход воздуха 10 000 м³/ч, удельные потери на трение 1,0 Па/м, оцинкованная сталь (ε 0,09 мм), воздух 20 °C: Q = 2,778 м³/с, D = 649,9 мм, V = 8,37 м/с, Re = 361 000, f = 0,0154. Округлено вверх до 650 мм.
Как прямоугольник 2 : 1 тот же воздуховод имеет размер 853 × 427 мм, или 900 × 450 мм при округлении обеих сторон вверх до 50 мм (эквивалентный диаметр 686 мм, фактическая скорость 6,86 м/с, потери на трение 0,77 Па/м).
Источники
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), глава Duct Design: уравнения Дарси и Кольбрука, шероховатость по таблице 1, эквивалентный круглый диаметр по Хюбшеру
- 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 (начальное значение и проверка)
- White, F. M., Viscous Fluid Flow: константы Сазерленда для воздуха
Частые вопросы
Как подобрать воздуховод по расходу воздуха?
По методу постоянных потерь давления выберите удельные потери на трение для магистрали (часто 1 Па/м, то есть 0,1 мм вод. ст./м) и подберите каждый участок по его расходу воздуха. Например, 10 000 м³/ч при 1 Па/м в оцинкованной стали дают круглый воздуховод 650 мм (8,37 м/с) или 900 × 450 мм при соотношении 2 : 1. Типовые расходы воздуха сведены в таблицу выше.
Какую скорость в воздуховоде выбрать?
Воздуховоды со скоростью до 15 м/с принято называть низкоскоростными, быстрее - высокоскоростными; калькулятор предупреждает при скорости выше 15 м/с. При постоянных удельных потерях 1 Па/м скорость растет примерно от 4 до 10 м/с при расходе от 500 до 20 000 м³/ч, как в таблице выше.
Как перевести прямоугольный воздуховод в круглый?
Используйте эквивалентный диаметр по Хюбшеру, De = 1,30 (ab)^0,625 / (a + b)^0,25, который дает те же потери на трение при том же расходе воздуха. Воздуховод 900 × 450 мм соответствует примерно 686 мм. Это не диаметр равной площади сечения.
Равны ли 0,1 мм вод. ст./м и 1 Па/м?
Почти: 0,1 мм вод. ст./м = 0,98 Па/м, а 1 Па/м = 0,102 мм вод. ст./м. На практике оба значения часто называют одним и тем же ориентиром.
Обновлено: 2026-10-12.