Инженерные калькуляторы отопление · водоснабжение

Диаметр воздуховода

Методика: рекомендуемые скорости — СП 60.13330.2020, приложение Л (в редакции Изменения № 3). Потери давления — формула Дарси — Вейсбаха с коэффициентом трения по Колбруку — Уайту; для прямоугольного сечения используется эквивалентный диаметр.

Расход и скорость

Расход воздуха, м³/ч см. расчёт воздухообмена

Где проложен воздуховод задаёт рекомендуемую скорость по прил. Л

Расчётная скорость, м/с

Температура воздуха, °C

Сечение

Форма

Диаметр, мм ближайший больший из ряда подставляется сам

Материал стенки

Длина участка, м

Требуемое сечение

— мм

—

Площадь живого сечения	— см²
Фактическая скорость в выбранном сечении	— м/с
Эквивалентный диаметр	— мм
Удельные потери давления	— Па/м
Потери на участке	— Па
Число Рейнольдса	—

Стандартный ряд круглых воздуховодов

О расчёте

Как считается

Сечение по расходу и скорости:

A = L / (3600 · v) м² d = √(4A / π) м — для круглого сечения

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — по гидравлическому радиусу:

d_э = 2ab / (a + b)

Он нужен только для расчёта потерь: площадь и скорость считаются по фактическим сторонам, а сопротивление — как у круглой трубы такого эквивалентного диаметра.

Потери давления — Дарси — Вейсбах:

R = λ · ρ · v² / (2 · d_э) Па/м λ — коэффициент трения по Колбруку — Уайту ρ — плотность воздуха, 353/(273 + t)

Рекомендуемые скорости — приложение Л СП 60.13330.2020. Для жилых зданий с механической вентиляцией: 1,5–2,5 м/с в обслуживаемых помещениях, 2,5–3,5 м/с вне них, 4,0–5,0 м/с в коммуникационных шахтах. Для общественных зданий соответственно 1,5–3,0, 3,0–4,0 и 4,0–6,0 м/с. Для естественной вытяжки в жилых зданиях: 1,0–1,5 м/с в спутниках, 1,5–2,0 м/с в сборном канале, до 1,5 м/с в выбросной шахте.

Логика этих ограничений — шум. Чем ближе воздуховод к людям, тем ниже допустимая скорость.

Допущения

Считается прямой участок постоянного сечения. Отводы, тройники, решётки и клапаны в удельные потери не входят: их сопротивление считают отдельно по коэффициентам местных сопротивлений.
Воздух принят несжимаемым, плотность — по заданной температуре при нормальном давлении. Для систем вентиляции это верно с большим запасом.
Шероховатость — справочная для материала. У гибких гофрированных воздуховодов она зависит ещё и от степени растяжения: недотянутый гофр сопротивляется в разы сильнее.
Расход задан на входе в участок; утечки через неплотности не учитываются, хотя у собранного «на скотч» воздуховода они достигают десятков процентов.
Расчёт не проверяет уровень шума — только скорость, косвенно с ним связанную.

Где может ошибаться

Гибкий гофр — не то же самое, что жёсткая труба. При одинаковом диаметре его сопротивление выше в 2–4 раза, а если он смят или провис — ещё больше. Считать гофр как оцинкованный воздуховод значит занизить потери в разы. Это самая частая ошибка в бытовой вентиляции.
Плоские каналы хуже круглых. Прямоугольник 200×50 и круг диаметром 125 мм имеют похожую площадь, но у плоского канала эквивалентный диаметр 80 мм и сопротивление заметно выше. Чем сильнее вытянуто сечение, тем хуже; соотношение сторон стараются держать не более 1:3.
Решётка съедает больше, чем труба. На бытовой вытяжной решётке теряется 10–30 Па — столько же, сколько на десятке метров воздуховода. При подборе вентилятора считать надо всю цепочку.
Скорость и шум. Ограничения приложения Л — про шум, и они не запас. Воздуховод в спальне на 5 м/с будет слышен, каким бы правильным ни был расчёт сечения.
Естественная вытяжка живёт по другим правилам. Там располагаемое давление — единицы паскалей, и запас по сечению нужен гораздо больший. Проверять её надо не по скорости, а по фактической тяге: см. расчёт тяги вентканала.