Местные потери в фасонных частях воздуховодов
Справочные данные о местных потерях в отводах, тройниках, переходах и других фасонных частях воздуховодов.
Обзор
Местные (динамические) потери давления в системах вентиляции и кондиционирования возникают в фитингах и компонентах, где изменяется направление, скорость или сечение потока воздуха. В отличие от потерь на трение в прямых участках каналов, местные потери сосредоточены в коленах, переходах, заслонках, решётках и аналогичных элементах. Каждому фитингу присваивается безразмерный коэффициент потерь ξ (иногда обозначается K), а перепад давления рассчитывается по местной скорости воздуха.
При стандартной плотности воздуха (1,2 кг/м³ при ~20 °C, уровень моря) эти потери можно оценить быстро. Для других условий — высота над уровнем моря, температура или влажность — скорректируйте плотность соответствующим образом.
Основная формула
Местная потеря давления для любого фитинга канала:
Δp = ξ · ρ · v² / 2
Это даёт перепад давления в паскалях (Па). При суммировании по всем фитингам в участке канала местные потери часто превышают потери на трение в коротких участках с большим количеством фитингов.
Переменные
| Символ | Описание | 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 |
Калькулятор
Местная потеря в фитинге канала
Конвертер единиц
Конвертер единиц местных потерь в воздушных каналах
Причины незначительных потерь
Незначительные или динамические потери в системах воздуховодов возникают из-за трех основных механизмов:
- Изменение направления воздуха — колена, ответвления, отводы и тройники перенаправляют воздушный поток, создавая турбулентность и разделение.
- Сужения или препятствия — вентиляторы, заслонки, фильтры, нагревательные/охлаждающие змеевики и глушители шума блокируют или сужают путь потока.
- Изменения скорости — резкие или постепенные расширения и сужения изменяют кинетическую энергию, преобразуя ее в тепло через турбулентность.
Пример - Незначительная потеря в изгибе
Незначительная потеря в 90° резком изгибе с коэффициентом незначительной потери 1,3 и скоростью воздуха 10 м/с рассчитывается так:
Коэффициенты незначительных потерь для типичных фитингов
Компонент или фитинг | Коэффициент потерь ξ |
|---|---|
| 90° изгиб, резкий | 1.3 |
| 90° изгиб, с лопатками | 0.7 |
| 90° изгиб, скругленный (R/D < 1) | 0.5 |
| 90° изгиб, скругленный (R/D ≥ 1) | 0.25 |
| 45° изгиб, резкий | 0.5 |
| 45° изгиб, скругленный (R/D < 1) | 0.2 |
| 45° изгиб, скругленный (R/D ≥ 1) | 0.05 |
| Т-образное соединение, поток в ответвление | 0.3 |
| Отверстие воздуховода в помещение | 1 |
| Вход из помещения в воздуховод | 0.35 |
| Коническое сужение | 0 |
| Резкое расширение | (1 − v₂/v₁)² |
| Коническое расширение (< 8°) | 0.15·(1 − v₂/v₁)² |
| Решётка, 70 % свободной площади | 3 |
| Решётка, 60 % свободной площади | 4 |
| Решётка, 50 % свободной площади | 6 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Примечания к проектированию
- Скруглённые повороты окупаются. Острый отвод 90° (ξ = 1.3) создаёт примерно в пять раз больше потерь, чем хорошо скруглённый поворот с R/D ≥ 1 (ξ = 0.25). Установка направляющих лопаток — это экономически эффективный компромисс.
- Свободная площадь решётки имеет значение. Уменьшение свободной площади решётки с 70 % до 50 % удваивает коэффициент потерь. Увеличение размеров решёток — один из самых простых способов снизить перепад давления в системе.
- Суммируйте все фасонные детали. На типичном участке воздуховода с несколькими отводами, тройниками и решёткой местные потери часто преобладают над потерями на трение в прямых участках. Всегда суммируйте значения ξ для всего пути при подборе вентиляторов.
- Зависимость от квадрата скорости. Удвоение скорости воздуха увеличивает местные потери в каждой детали в четыре раза. Поддержание низких скоростей на фасонных деталях позволяет значительно сэкономить энергию вентилятора.
- Корректировка плотности воздуха. Коэффициенты в таблице приведены для плотности 1.2 кг/м³ (~20 °C, уровень моря). На высоте или при более высоких температурах масштабируйте Δp линейно с учётом фактической плотности.
Восстановленные таблицы исходного источника
Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы источника для сохранения полных справочных данных.
Исходная таблица Компоненты воздуховодов — Коэффициенты местных динамических потерь содержит 20 инженерных строк. Все 20 строк воспроизведены ниже; навигационные и ссылочные строки исходной страницы не являются частью этой инженерной таблицы данных.
Компоненты воздуховодов — Коэффициенты местных динамических потерь
Компонент или фасонная деталь | Коэффициент местных потерь - ξ - |
|---|---|
| Отвод 90o, острый | 1.3 |
| Отвод 90o, с направляющими лопатками | 0.7 |
| Отвод 90o, скруглённый, радиус/диаметр воздуховода менее 1 | 0.5 |
| Отвод 90o, скруглённый, радиус/диаметр воздуховода >1 | 0.25 |
| Отвод 45o, острый | 0.5 |
| Отвод 45o, скруглённый, радиус/диаметр воздуховода менее 1 | 0.2 |
| Отвод 45o, скруглённый, радиус/диаметр воздуховода >1 | 0.05 |
| Тройник, поток в ответвление (применяется к скорости в ответвлении) | 0.3 |
| Поток из воздуховода в помещение | 1 |
| Поток из помещения в канал | 0.35 |
| Переходное сужение | 0 |
| Расширение, резкое (из-за скорости перед сужением) (v1 = скорость до расширения и v2 = скорость после расширения) | (1 - v2/ v1)2 |
| Расширение, коническое с углом < 8° (из-за скорости перед сужением) (v1 = скорость до расширения и v2 = скорость после расширения) | 0.15 (1 - v2/ v1)2 |
| Расширение, коническое с углом > 8° (из-за скорости перед сужением) (v1 = скорость до расширения и v2 = скорость после расширения) | (1 - v2/ v1)2 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,7 | 3 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,6 | 4 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,5 | 6 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,4 | 10 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,3 | 20 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей 0,2 | 50 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Исходные изображения
Следующие исходные изображения сохранены, чтобы не потерять визуальный справочный материал. Если изображение содержит диаграмму или табличные данные, извлеченные из него значения представлены в таблицах на странице, калькуляторах или интерактивных диаграммах; остальные изображения сохраняются как визуальные справочные ссылки.
