空気ダクト継手の局部損失

概要

HVACダクトシステムにおけるマイナー（動的）圧力損失は、空気流の方向、速度、または断面が変化する継手や部品で発生します。直線ダクト沿いの摩擦損失とは異なり、マイナーロスはエルボ、遷移部、ダンパー、グリルなどの要素で局所的に発生します。各継手には無次元の損失係数ξ（Kと表記されることもある）が割り当てられ、圧力降下は局所的な空気速度から計算されます。

標準空気密度（海面、約20°Cで1.2 kg/m³）では、これらの損失を迅速に推定できます。他の条件（高度、温度、湿度）の場合は、密度を適宜調整してください。

主要公式

任意のダクト継手のマイナー圧力損失は以下で計算されます：

Δp = ξ · ρ · v² / 2

これによりパスカル（Pa）単位の圧力降下が得られます。ダクトセクション内のすべての継手で合計すると、マイナーロスは、短く継手が多いダクト区間では摩擦損失をしばしば上回ります。

変数

計算機

単位変換

微小損失の原因

ダクトシステムにおける微小または動的損失は、主に3つのメカニズムから生じます：

• 空気方向の変化 — エルボ、オフセット、テイクオフ、ティーは空気流を再方向付けし、乱流と分離を生じさせます。
• 制限または障害物 — ファン、ダンパー、フィルター、加熱/冷却コイル、および音響減衰器は、流れの経路を遮断または狭めます。
• 速度変化 — 急激または徐々の拡大と縮小は、運動エネルギーを変え、乱流を通じて熱に変換します。

例 - ベンドにおける微小損失

90oの鋭いベンドにおける微小損失係数1.3、空気速度10 m/sで、以下のように計算できます：

$\Delta p_{minor\_loss} = (1.3)(1.2\;kg/m^3)(10\;m/s)^2 / 2$

$\Delta p_{minor\_loss} = 78\;N/m^2 = 78\;Pa$

一般的なフィッティングの微小損失係数

設計ノート

• 丸型曲がりは効果的です。 鋭角の90°エルボ（ξ = 1.3）は、R/D ≥ 1（ξ = 0.25）の丸型曲がりの約5倍の損失を生じます。旋回翼を追加することはコスト効果の高い中間手段です。
• グリルの自由面積は重要です。 グリルの自由面積を70%から50%に減らすと、損失係数が倍増します。グリルを過大にすることは、システム圧力損失を削減する最も簡単な方法の一つです。
• すべての継手を合計します。 複数のエルボ、ティー、およびグリルを含む典型的なダクト走行では、マイナーロスが直管摩擦損失をしばしば上回ります。ファンのサイズ決定時には、常にパス全体のξ値を合計してください。
• 速度の二乗依存。 空気速度を倍にすると、各継手でのマイナーロスは4倍になります。継手で速度を低く保つことは、ファンエネルギーを大幅に節約します。
• 空気密度の調整。 表の係数は、1.2 kg/m³（約20°C、海面）を前提としています。高高度または高温では、実際の密度に比例してΔpを直線的にスケールします。

復元されたオリジナルソーステーブル

以下のテーブルは、完全な参照データを保持するために、オリジナルソースページから復元されています。

ソーステーブル空気ダクトコンポーネント - マイナーダイナミック損失係数には20行のエンジニアリングデータが含まれています。すべての20行が以下に再現されています；オリジナルページの周辺ナビゲーションおよび関連文書行は、このエンジニアリングデータテーブルの一部ではありません。

空気ダクトコンポーネント - マイナーダイナミック損失係数

オリジナルソース画像

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インタラクティブマイナーロスチャート

参考文献

• オリジナルソース — 空気ダクトおよびフィッティングにおけるマイナーロス