Lokale Verluste in Luftkanalformstücken
Referenzdaten zu lokalen Verlusten in Luftkanalbögen, Abzweigen, Übergängen und anderen Formstücken.
Übersicht
Geringe (dynamische) Druckverluste in Lüftungs-Kanalsystemen treten bei Formstücken und Komponenten auf, wo sich die Luftströmungsrichtung, Geschwindigkeit oder der Querschnitt ändert. Im Gegensatz zu Reibungsverlusten entlang gerader Kanalabschnitte sind geringe Verluste an Bögen, Übergängen, Dämpfen, Gittern und ähnlichen Elementen lokalisiert. Jedem Formstück wird ein dimensionsloser Verlustbeiwert ξ (manchmal als K geschrieben) zugeordnet, und der Druckabfall wird aus der lokalen Luftgeschwindigkeit berechnet.
Bei Standardluftdichte (1,2 kg/m³ bei ~20 °C, Meeresspiegel) können diese Verluste schnell abgeschätzt werden. Für andere Bedingungen—Höhe, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit—passen Sie die Dichte entsprechend an.
Schlüsselformel
Der geringe Druckverlust für jedes Kanal-Formstück ist:
Δp = ξ · ρ · v² / 2
Dies ergibt den Druckabfall in Pascal (Pa). Wenn über alle Formstücke in einem Kanalabschnitt summiert, übersteigen geringe Verluste oft die Reibungsverluste in kurzen, formstückreichen Abschnitten.
Variablen
| Symbol | Beschreibung | Typical Unit |
|---|---|---|
| Δp | Minor pressure loss | Pa |
| ξ | Minor loss coefficient (dimensionless) | — |
| ρ | Air density | kg/m³ |
| v | Air velocity at the fitting | m/s |
Rechner
Geringer Verlust in einem Kanal-Formstück
Einheitenkonverter
Einheitenkonverter für geringe Verluste in Luftkanälen
Ursachen für geringfügige Verluste
Geringfügige oder dynamische Verluste in Kanalsystemen entstehen durch drei Hauptmechanismen:
- Änderungen der Luftströmungsrichtung — Bögen, Versätze, Abzweige und T-Stücke lenken die Luftströmung um und erzeugen Turbulenzen und Ablösungen.
- Einschränkungen oder Hindernisse — Lüfter, Klappen, Filter, Heiz-/Kühlschlangen und Schalldämpfer blockieren oder verengen den Strömungsweg.
- Geschwindigkeitsänderungen — abrupte oder allmähliche Erweiterungen und Verengungen verändern die kinetische Energie und wandeln sie durch Turbulenzen in Wärme um.
Beispiel - Geringfügiger Verlust in einem Bogen
Der geringfügige Verlust in einem 90°-scharfen Bogen mit einem Verlustkoeffizienten von 1.3 und einer Luftgeschwindigkeit von 10 m/s kann wie folgt berechnet werden:
Verlustkoeffizienten für häufige Formstücke
Komponente oder Formstück | Verlustkoeffizient ξ |
|---|---|
| 90°-Bogen, scharf | 1.3 |
| 90°-Bogen, mit Leitblechen | 0.7 |
| 90°-Bogen, abgerundet (R/D < 1) | 0.5 |
| 90°-Bogen, abgerundet (R/D ≥ 1) | 0.25 |
| 45°-Bogen, scharf | 0.5 |
| 45°-Bogen, abgerundet (R/D < 1) | 0.2 |
| 45°-Bogen, abgerundet (R/D ≥ 1) | 0.05 |
| T-Stück, Strömung zum Abzweig | 0.3 |
| Kanalöffnung in den Raum | 1 |
| Raumeintritt in den Kanal | 0.35 |
| Konische Verengung | 0 |
| Abrupte Erweiterung | (1 − v₂/v₁)² |
| Konische Erweiterung (< 8°) | 0.15·(1 − v₂/v₁)² |
| Gitter, 70 % freie Fläche | 3 |
| Gitter, 60 % freie Fläche | 4 |
| Gitter, 50 % freie Fläche | 6 |
Quelle: engineeringtoolbox.com
Planungshinweise
- Abgerundete Bogen zahlen sich aus. Ein scharfer 90°-Bogen (ξ = 1,3) erzeugt etwa fünfmal so viel Verlust wie ein gut abgerundeter Bogen mit R/D ≥ 1 (ξ = 0,25). Das Einbauen von Leitblechen ist ein kostengünstiger Kompromiss.
- Freie Fläche des Gitters ist wichtig. Eine Reduzierung der freien Gitterfläche von 70 % auf 50 % verdoppelt den Verlustbeiwert. Überdimensionierte Gitter sind eine der einfachsten Möglichkeiten, den Systemdruckverlust zu senken.
- Alle Formstücke summieren. In einem typischen Kanalstrang mit mehreren Bogen, T-Stücken und einem Gitter dominieren die Kleinverluste häufig die Reibungsverluste im geraden Kanal. Bei der Auslegung von Ventilatoren immer die ξ-Werte für den gesamten Strang aufsummieren.
- Quadratische Abhängigkeit von der Geschwindigkeit. Eine Verdopplung der Luftgeschwindigkeit vervierfacht den Kleinverlust an jedem Formstück. Niedrige Geschwindigkeiten an Formstücken sparen erhebliche Ventilatorenergie.
- Anpassung an die Luftdichte. Die Beiwerte in der Tabelle gelten für 1,2 kg/m³ (~20 °C, Meeresspiegel). Bei Höhenlage oder höheren Temperaturen ist Δp linear mit der tatsächlichen Dichte zu skalieren.
Wiederhergestellte Originalquellentabellen
Die folgenden Tabellen wurden aus der ursprünglichen Quellenseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.
Die Quellentabelle Luftkanalbauteile – Dynamische Kleinverlustbeiwerte enthält 20 technische Zeilen. Alle 20 Zeilen sind unten wiedergegeben; die umgebende Navigation und zugehörige Dokumentationszeilen der Originalseite sind nicht Teil dieser technischen Datentabelle.
Luftkanalbauteile – Dynamische Kleinverlustbeiwerte
Bauteil oder Formstück | Kleinverlustbeiwert - ξ - |
|---|---|
| 90°-Bogen, scharf | 1.3 |
| 90°-Bogen, mit Leitblechen | 0.7 |
| 90°-Bogen, abgerundet Radius/Durchmesser Kanal kleiner 1 | 0.5 |
| 90°-Bogen, abgerundet Radius/Durchmesser Kanal >1 | 0.25 |
| 45°-Bogen, scharf | 0.5 |
| 45°-Bogen, abgerundet Radius/Durchmesser Kanal kleiner 1 | 0.2 |
| 45°-Bogen, abgerundet Radius/Durchmesser Kanal >1 | 0.05 |
| T-Stück, Strömung zum Abzweig (bezogen auf Geschwindigkeit im Abzweig) | 0.3 |
| Strömung vom Kanal in den Raum | 1 |
| Strömung von Raum zu Kanal | 0.35 |
| Verengung, konisch | 0 |
| Erweiterung, abrupt (aufgrund der Geschwindigkeit vor der Verengung) (v1= Geschwindigkeit vor der Erweiterung und v2 = Geschwindigkeit nach der Erweiterung) | (1 - v2/ v1)2 |
| Erweiterung, konischer Winkel < 8° (aufgrund der Geschwindigkeit vor der Verengung) (v1= Geschwindigkeit vor der Erweiterung und v2 = Geschwindigkeit nach der Erweiterung) | 0.15 (1 - v2/ v1)2 |
| Erweiterung, konischer Winkel > 8° (aufgrund der Geschwindigkeit vor der Verengung) (v1= Geschwindigkeit vor der Erweiterung und v2 = Geschwindigkeit nach der Erweiterung) | (1 - v2/ v1)2 |
| Gitter, 0.7 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 3 |
| Gitter, 0.6 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 4 |
| Gitter, 0.5 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 6 |
| Gitter, 0.4 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 10 |
| Gitter, 0.3 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 20 |
| Gitter, 0.2 Verhältnis freie Fläche zur Gesamtoberfläche | 50 |
Quelle: engineeringtoolbox.com
Originalquellbilder
Die folgenden Originalquellbilder werden beibehalten, um visuelles Referenzmaterial nicht zu verlieren. Wenn ein Bild Diagramm- oder Tabellendaten enthält, werden seine extrahierten Werte in den Seitentabellen, Rechnern oder interaktiven Diagrammen dargestellt; verbleibende Bilder werden als visuelle Quellenreferenzen aufbewahrt.
