공기 덕트 계산기: 마찰 손실, 유속 및 압력 강하

개요

HVAC 압력 강하 추정의 직선 덕트 부분에 이 계산기를 사용하세요. 기류, 직경(또는 등가 수력 직경), 길이, 벽 거칠기, 공기 밀도, 동적 점도를 입력하여 속도, 레이놀즈 수, Darcy 마찰 계수, 총 마찰 손실을 계산하세요. 피팅, 댐퍼, 전이부, 그릴에는 추가 국부 손실 항이 필요합니다.

소스 페이지는 Engineering ToolBox — 공기 덕트 계산기에 보존되어 있습니다. 원래 외부 계산기 참조는 http://www.iklimnet.com/data/duct.html이었습니다.

주요 공식

Darcy-Weisbach 방정식

$\Delta P_f = f \cdot \frac{L}{D_h} \cdot \frac{\rho v^2}{2}$

직선 덕트 구간을 따른 마찰로 인한 압력 강하.

Swamee-Jain 근사(마찰 계수)

$f = \frac{0.25}{\left[ \log_{10}\left(\frac{\varepsilon}{3.7 D_h} + \frac{5.74}{Re^{0.9}}\right) \right]^2}$

상업용 덕트의 난류 흐름($Re > 4000$)에 유효.

레이놀즈 수

$Re = \frac{\rho v D_h}{\mu}$

흐름 영역 결정: 층류($Re < 2300$), 천이류 또는 난류($Re > 4000$). 거의 모든 HVAC 덕트 시스템이 난류 범위에서 작동합니다.

수력 직경

$D_h = \frac{4A}{P}$

비원형 덕트의 경우. 여기서 $A$는 단면적, $P$는 접수 둘레입니다. 원형 덕트의 경우 $D_h$는 덕트 직경과 같습니다.

속도 압력

$P_v = \frac{1}{2}\rho v^2$

속도를 압력과 연결하고 피팅 크기를 정하는 데 유용합니다.

변수

덕트 재료 거칠기

표준 공기 특성

계산기: 덕트 마찰 손실

단위 변환기

소스 페이지에는 단위 변환기 섹션이 포함되어 있습니다. 이 변환기는 기류, 덕트 크기, 압력 손실, 길이, 속도의 일반적인 덕트 설계 변환을 보존합니다.

복원된 원본 소스 표

다음 표는 완전한 참조 데이터를 보존하기 위해 원본 소스 페이지에서 복원되었습니다.

공학 참고 사항

• 난류 흐름 가정: 위에 사용된 Swamee-Jain 공식은 $Re > 4000$에 유효합니다. 거의 모든 HVAC 덕트 시스템이 이 범위에 있습니다. $Re < 2300$의 경우 $f = 64/Re$(층류)를 사용하세요.
• 직사각형 덕트: $D_h = 4A/P$를 사용하여 등가 원형 덕트로 변환하거나 ASHRAE/SMACNA의 등가 마찰 방법 표를 사용하세요.
• 피팅 및 부속품: 계산기는 직선 덕트 마찰만 다룹니다. 엘보, 티, 전이부, 댐퍼, 그릴에 대한 국부 손실 계수($K$-계수)를 추가하세요. 일반적인 관행은 등가 길이 또는 손실 계수 방법을 적용합니다.
• 공기 밀도 보정: 해수면 위의 고도나 높은 온도에서 공기 밀도가 떨어집니다. 위 밀도 표를 사용하거나 $R = 287\ \text{J/(kg·K)}$로 $\rho = P/(R \cdot T)$로 계산하세요.
• 플렉시블 덕트 불이익: 주름 플렉시블 덕트는 금속판보다 거칠기가 10–20배입니다. 제조업체는 공칭 직경에서 계산된 마찰 손실에 50%를 추가할 것을 권장하는 경우가 많습니다.
• 표준 설계 속도: 주거용 공급 주관: 4–6 m/s. 상업용 공급: 6–10 m/s. 배기: 8–13 m/s. 이 값을 초과하면 소음과 과도한 에너지 사용으로 이어집니다.
• 등가 마찰 방법: 일반적인 설계 접근 방식은 모든 덕트 구간을 단위 길이당 균일한 압력 강하(저압 시스템의 경우 일반적으로 0.8–1.2 Pa/m)로 크기 결정합니다.

참고 자료

• 원본 소스 — Engineering ToolBox
• 원래 외부 계산기 참조 — http://www.iklimnet.com/data/duct.html
• 원본 소스 참조: http://www.iklimnet.com/data/duct.html
• ASHRAE 핸드북 — 기초, 21장: 덕트 설계
• SMACNA HVAC 덕트 시공 표준