空気ダクト摩擦損失図：Pa/m、風量、ダクト寸法

概要

空気ダクト摩擦損失は、移動する空気とダクト壁の間の摩擦によって引き起こされる直ダクトの単位長さあたりの圧力降下です。標準的な図を使用すると、空気流量とダクト直径からPa/mを推定できます。空気ダクト計算機は、同じ直ダクト問題に対して再現可能なダルシー・ワイスバッハ計算を提供します。

典型的な快適HVACシステムでは、騒音とエネルギー消費を制御するために、空気速度を約5 m/sに制限しています。より高速の産業システムでは、10～25 m/sが許容されますが、比例してより大きな摩擦損失を被り、より多くのファン出力が必要になります。

ダクト摩擦数式中のe、Dh、Reは何を意味しますか？

これらの記号は、ダクト摩擦チャートが数式に変換されるときによく現れます：

• $e$ または $\varepsilon$ は、内壁の絶対粗さで、メートル単位です。
• $D_h$ は水力直径で、$4A/P$ です。丸いダクトの場合、内径に等しくなります。
• $Re$ はレイノルズ数で、$\rho v D_h/\mu$ です。流れが層流か乱流かを示します。
• $f$ は、ダルシー・ワイスバッハ圧力降下式で使用されるダルシー摩擦係数です。

長方形ダクトでは、長辺または短辺だけを代入するのではなく、水力直径を使用してください。関連する定義については、ダルシー・ワイスバッハ方程式、レイノルズ数、等価直径の参照をご覧ください。

主要な数式

ダルシー・ワイスバッハ摩擦損失

$\frac{\Delta p}{L} = f \cdot \frac{\rho \, v^2}{2 \, D}$

これは、直ダクト区画での摩擦による圧力損失の基本方程式です。

全圧力降下

$\Delta p = \frac{\Delta p}{L} \times L$

メートルあたりの摩擦損失にダクト長さを掛けて、全摩擦圧力降下を求めます。

流量から空気速度

$v = \frac{Q}{A} = \frac{4 \, Q}{\pi \, D^2}$

体積流量を直径 $D$ の丸いダクトの平均空気速度に変換します。

変数

例：500 mm ダクト、1 m³/s

標準摩擦損失図を使用して、500 mm 主ダクトにおける1 m³/s の空気流量（快適システム、空気速度制限5 m/s）：

• 摩擦損失率: 0.55 Pa/m (0.055 mm H₂O/m)
• 20 mのダクトにわたって: $\Delta p = 0.55 \times 20 = 11$ Pa

ソース図と計算経路

元のソース図は視覚的参考として以下に保持されます。追跡可能な数値チェックのために、このページの500 mm / 1 m³/sの例と計算機を使用してください。ビットマップチャートはそのスケールがサポートする以上の精度で補間しないでください。

単位変換器

オリジナルソース画像

以下のオリジナルソース画像は、視覚的参照資料を失わないように保存されています。画像にチャートまたは表形式のデータが含まれている場合、その抽出された値はページの表、計算機、またはインタラクティブチャートで表現されます。残りの画像は視覚的ソース参照として保持されます。

エンジニアリングノート

• ダイアグラムの読み取り。 標準的な摩擦損失チャートは、速度、直径、および圧力降下に対数スケールを使用します。既知の値（流量と直径）に沿って定規を合わせて、摩擦損失を直接読み取ります。
• 空気密度補正。 ダイアグラムは通常、ρ = 1.2 kg/m³（20 °C、101.3 kPa）の標準空気に対して描かれます。標準とかなり異なる高度または温度の場合、読み取った摩擦損失に比率ρ_actual / 1.2を掛けます。
• 速度制限。 快適性システムでは、一般的にノイズを制限するために、主ダクトの速度を5–6 m/s、分岐ダクトを3–4 m/sに制限します。工業用システムでは12–25 m/sで動作する場合があります。
• ダクト素材。 摩擦係数は内表面粗さに依存します。亜鉛メッキ鋼板（粗さ～0.15 mm）が参照材料です。フレキシブルダクトとライニングダクトはより高い摩擦損失を持ちます。
• フィッティングとベンド。 摩擦損失ダイアグラムは直線ダクトのみをカバーします。エルボー、ティー、ダンパー、およびトランジションは、等価長または損失係数の方法を使用して個別に計算する必要がある動的損失を追加します。
• アスペクト比。 矩形ダクトは、ダイアグラムのルックアップ用に水力直径の概念を使用して等価な円形直径に変換されます。

参考文献

• エアダクト摩擦損失図 – エンジニアリング・ツールボックス