Сопротивление воздуховодов

Бесплатный инженерный калькулятор аэродинамики воздуховодов. Считает точно, по формулам (Дарси — Вейсбах + Альтшуль), без регистрации и без ограничений. Это тот же расчёт, что раньше «читали по глазу» с бумажной номограммы Староверова, только без погрешности чтения и с учётом реальных условий.

Что он считает

Удельные потери на трение R (Па/м) — сколько давления теряется на каждом метре прямого воздуховода. Умножьте на длину — получите потери на трение всего участка.
Скорость воздуха (м/с) — быстро или медленно идёт поток в заданном сечении.
Подбор сечения — какой диаметр или размеры нужны под ваш расход.
Число Рейнольдса и режим потока — турбулентный (обычный для вентиляции), переходный или ламинарный.
Полные потери участка — трение по длине плюс местные сопротивления (отводы, переходы, решётки): ΔP = R·l + Σζ·Pд.

Три режима ввода

Задаёте любые два значения из трёх — «сечение», «расход», «скорость» — а инструмент находит третье и удельные потери:

Сечение + скорость → расход. Знаете размер трубы и хотите проверить, какой расход она пропустит.
Расход + сечение → скорость. Есть готовый воздуховод — проверяете, не слишком ли быстро (шумно) в нём идёт воздух.
Расход + скорость → подбор площади. Не знаете размер: инструмент считает нужную площадь и подсказывает ближайший стандартный диаметр из ряда EN 1506.

К любой паре добавьте длину участка — получите потери на трение в паскалях.

Материалы воздуховодов

У разных материалов разная шероховатость стенок (K), а от неё напрямую зависят потери:

Гладкие — оцинкованная и чёрная сталь, нержавейка, пластик, спиро. Потери минимальные.
Гибкие гофрированные — потери кратно выше, чем у жёстких труб того же диаметра. Это видно сразу и часто удивляет: замена куска жёсткого воздуховода на «гофру» может резко поднять сопротивление.
Строительные каналы — кирпич, бетон, штукатурка по сетке: шершавые, потери большие.

Выберите материал из списка или задайте шероховатость вручную. Для гибких воздуховодов значение K приближённое — реальные потери зависят от того, насколько «гофра» растянута, есть ли провисы и как смонтирована. Поэтому по гибким инструмент честно помечает результат как ориентировочный и показывает диапазон, а не одно «точное» число.

Скорость и шум — «светофор»

Слишком высокая скорость — это шум и свист в воздуховоде. Выберите элемент сети и режим вентиляции — инструмент показывает светофор по скорости:

зелёный — скорость в рекомендуемом диапазоне для назначения (жильё, вытяжка, магистраль и т.д.) или ниже него (тихо и акустически безопасно; воздуховод, возможно, взят с запасом);
жёлтый — выше рекомендованной скорости, но ещё в пределах шумового предела режима;
красный — шумовой предел режима превышен (общественные помещения — примерно до 8 м/с, промышленные — до 10 м/с).

Готовые пресеты назначения (приток в жильё, вытяжка кухни, магистраль ОВиК, воздухозабор, дымоудаление, промвентиляция) сразу подставляют типовую рекомендуемую скорость и температуру воздуха.

Давление и высота — важный нюанс

Классические бумажные номограммы построены под одно состояние воздуха: 98 кПа и 20 °C. Для другого воздуха (горячий — дымоудаление и сушилки, холодный воздухозабор, высокогорье или просто другое атмосферное давление) бумага начинает врать.

Инструмент по умолчанию считает при 101,325 кПа (нормальное давление на уровне моря) и 20 °C, а не при «бумажных» 98 кПа. Поэтому результат может немного отличаться от значения, снятого с бумажной номограммы, и рядом появляется пометка «под фактическое давление».

Это не значит, что «что-то поправили без спроса». Наоборот: инструмент честно пересчитывает потери на реальную плотность и вязкость воздуха для заданных вами температуры, влажности и давления (или высоты над уровнем моря). Именно этот учёт и отличает точный расчёт от чтения по глазу. Хотите повторить «бумажный» результат — задайте давление 98 кПа и температуру 20 °C.

Местные сопротивления (фитинги)

Кроме трения по прямым участкам воздух теряет давление на фасонных частях: отводах и коленах, переходах (конфузор/диффузор), решётках и диффузорах, клапанах, зонтах, входах и выходах. Каждый такой элемент задаётся коэффициентом местного сопротивления ζ (КМС).

Добавьте фитинги из каталога и укажите их количество — инструмент посчитает местные потери Σ(ζ·Pд) и сложит с трением: ΔP участка = R·l + Σζ·Pд.

Тройники и полный расчёт разветвлённой сети (магистраль с ответвлениями, увязка, подбор вентилятора) — в следующих версиях; пока такие элементы помечены как недоступные для расчёта.

Сравнение материалов

Панель «Сравнение материалов» считает один и тот же участок сразу на нескольких материалах бок о бок — наглядно видно, во что обходится «гофра» против жёсткой стали при том же расходе и сечении.

Сохранение, ссылка и выгрузка

Сохранить и получить ссылку — расчёт сохраняется, и вы получаете постоянную ссылку (пермалинк), которой можно поделиться или вставить в записку. Работает без регистрации.
Excel — выгрузка результата с шапкой, единицами и исходными данными.
PNG / PDF — снимок диаграммы и таблицы для отчёта или печати (лист A4).

Ограничения и отличие от бумаги

Инструмент считает точно по формулам на фактические свойства воздуха — это надёжнее чтения по бумажной номограмме, но и результат может слегка отличаться от неё (см. раздел про давление выше).
Формула трения (Альтшуль) рассчитана на обычный турбулентный поток вентиляции. Если поток получается ламинарным или переходным (очень низкая скорость, малый диаметр), инструмент выводит предупреждение — в этой зоне расчёт менее надёжен.
Расчёт целой сети воздуховодов и подбор конкретного вентилятора — вне текущих возможностей (планируются отдельно).