各種ダンパー・省配線ダンパー/バルブ・空調機器/空調システム・制御・管理システムの大東テック|技術資料

ダンパーの大東テック株式会社
各種ダンパー 高速VAV・CAVダンパー 高速PCD(室圧制御) 各種部材 技術資料 会社概要 事業内容
大東テックは人に優しい空調をめざして快適な空調環境をご提供します
トップ > 技術資料 > 円管ダクトの平均風量の決め方
技術資料
 
円管ダクトの平均風量の決め方

1.円管内の流速分布

円管内の流速分布は 円管の中心が最大風速になるとして次式で表される。
Vx/Vmax = (1-Rx/R)1/n
Vmax 最大風速(円管の中心)(m/sec)
Vx 円管の中心を 0として半径Rxのポイントの流速(m/sec)
Rx 円管の中心を0(m)として 円管の半径方向の寸法(m)
R 円管の半径(m)
n レイノルズ数Redから求まる係数
表1
(1-Rx/R) Vx/Vmax
0 1.00000
0.1 1.00000
0.2 0.99999
0.3 0.99978
0.4 0.99836
0.5 0.99219
0.6 0.97201
0.7 0.91765
0.8 0.79028
0.9 0.52170
0.95 0.30166
0.99 0.06793
0.999 0.00698
1 0.00000
図1
(クリックで拡大)
レイノルズ数Redは次式で表される。
Red=(V×D)/ν
V 管路内流速(m/sec)
D 管径(m)
ν 流体の動粘度係数(m2/sec)

大気圧下での空気の動粘度係数は、温度に対し下表の値となる。
表2
温度T(℃) 動粘度係数(×10-6m2/sec)
-50 9.2
-25 11.2
0 13.2
25 15.4
50 17.7
75 20.2
100 22.8

一例として D=0.25m,V=1〜20m/secのときのレイノルズ数を求めてみる。(25℃のとき)
表3
D(m) V(m/sec) ν(m2/sec) Red
0.25 1 0.00001540 16234
0.25 2 0.00001540 32468
0.25 3 0.00001540 48701
0.25 4 0.00001540 64935
0.25 5 0.00001540 81169
0.25 6 0.00001540 97403
0.25 7 0.00001540 113636
0.25 8 0.00001540 129870
0.25 9 0.00001540 146104
0.25 10 0.00001540 162338
0.25 11 0.00001540 178571
0.25 12 0.00001540 194805
0.25 13 0.00001540 211039
0.25 14 0.00001540 227273
0.25 15 0.00001540 243506
0.25 16 0.00001540 259740
0.25 17 0.00001540 275974
0.25 18 0.00001540 292208
0.25 19 0.00001540 308442
0.25 20 0.00001540 324675
図2

次に レイノルズ数Redと 係数nとの関係は 実験結果から次表で表される。
表4
ReD n
4000 6.0
23000 6.6
110000 7.0
1100000 8.8
2000000 10.0
3200000 10.0
図3
(クリックで拡大)
表3に管径D=0.25mのときのRedを示したが D=0.15m,D=0.35mの場合のRedを表5に示す。
表5
V(m/sec) ν(m2/sec) D(m) Red D(m) Red
1 0.00001540 0.15 9740 0.35 22727
2 0.00001540 0.15 19481 0.35 45455
4 0.00001540 0.15 38961 0.35 90909
6 0.00001540 0.15 58442 0.35 136364
8 0.00001540 0.15 77922 0.35 181818
10 0.00001540 0.15 97403 0.35 227273
12 0.00001540 0.15 116883 0.35 272727
14 0.00001540 0.15 136364 0.35 318182
16 0.00001540 0.15 155844 0.35 363636
18 0.00001540 0.15 175325 0.35 409091
20 0.00001540 0.15 194805 0.35 454545
表3及び表5に示されたRed数 9740〜454545の範囲だと、nの値は図3よりn=6.3〜8の範囲になることがわかる。

管内の平均流速Vaveは 管中心の最大流速Vmaxに対し 次式で示される。
Vabe/Vmax=2n2/((n+1)(2n+1))
表6
n Vab/Vmax=2n2/
((n+1)(2n+1))
1 0.333
2 0.533
3 0.643
4 0.711
5 0.758
6 0.791
7 0.817
8 0.837
9 0.853
10 0.866
図4
(クリックで拡大)
この表6,図4から、n=6.3〜8の範囲ではVave/Vmaxは0.8〜0.837である。

次に、平均流速Vaveを与える半径方向の位置 Raveは次式で示される。
(R-Rave)/R=(Vave/Vmax)n
n Vabe/Vmax (R-Rave)/R
0.1 0.01515 0.65773
0.5 0.16667 0.40825
1 0.33333 0.33333
2 0.53333 0.28444
3 0.64286 0.26567
4 0.71111 0.25571
5 0.75758 0.24953
6 0.79121 0.24533
7 0.81667 0.24228
8 0.83660 0.23997
9 0.85263 0.23815
10 0.86580 0.23669
図5
(クリックで拡大)

2.結論

管内の平均流速を求める方法として、管中心速VmaxからVabeを導く方法と、平均流速Vabeが存在する半径方向の位置流速を 測定する方法の2種類が考えられるが、ダクト配管の曲がり等による偏流の影響を考えると、管中心速1点測定が必ずしも 最高速Vmaxとならないケースが想定されるので、弊社としては次の平均流速を与える位置の流速を最低4点測定し、その平均値で もって平均流速とする方法を採用する。

平均流速を与える半径方向の位置=0.75×Rとする。(R=管半径)

JISZ8804 円形断面での流速測定点によると次のように示されている。
適用煙道直径 2R(m) 半径区分数 測定点数 測定点の煙道中心からの距離Rn(m)
n=1 n=2
1以下 1 4 0.707R  
1をこえ2以下 2 8 0.500R 0.866R

以上

注:本資料は、松山裕著「実用流量測定」財団法人省エネルギーセンタ発行より主要部分を引用させて頂きました。

 
 
お問い合わせはこちら
ご注文はこちら
ダウンロードはこちら
Adobe Readerのダウンロードはこちら
PDFファイルをご覧いただくにはAdobe Reader(無料)が必要です。お持ちでない場合は、 こちらからダウンロードしてください。
    △このページのトップへ
各種ダンパー高速VAV・CAVダンパー高速PCD(室圧制御)各種部材技術資料会社概要事業内容
お問い合わせ プライバシーポリシー サイトマップ