DuctCalc ダクトの摩擦損失（摩擦率）とは？ ダクチュレーターは何をしているのか
摩擦率とは、ダクトが単位長さ当たりに失う圧力のことで、単位は 100 ft 当たりの水柱インチか、1 m 当たりのパスカルです。ダクチュレーターは風量と摩擦率を受け取ってダクトサイズを返します。DuctCalc がしているのは、厚紙のホイールと同じ計算です。
ダクチュレーターとは、風量、摩擦率、風速、直径の4つを結びつけるホイール、線図、またはアプリのことです。2つを決めれば、残りの2つが決まります。DuctCalc では、風量と摩擦、または風量と風速を決めると、ほかの値がどうなるかが表示されます。
なぜ 0.1 なのか
アプリの参考資料 > 摩擦率の概要には、代表的な設計値が載っています。給気ダクトが 0.08〜0.10 in.wg/100 ft（0.65〜0.8 Pa/m）、還気が 0.05〜0.08（0.4〜0.65）です。すべての経路を1つの値でサイズ決めすれば、系統はおおよそ自然にバランスします。摩擦率の欄が 0.1、メートル法なら 1 Pa/m から始まるのはそのためです。
同じ風量でも、直径で摩擦率はこう変わる
同じ 400 CFM を、直径の違う亜鉛メッキ鋼の丸ダクトに流したときです。
| 直径 | 風速 | 摩擦率 |
|---|---|---|
| 8 in | 1,146 fpm | 0.256 |
| 9 in | 905 fpm | 0.144 |
| 10 in | 733 fpm | 0.086 |
| 12 in | 509 fpm | 0.035 |
| 14 in | 374 fpm | 0.017 |
10 in から 8 in に絞ると、摩擦は3倍になります。この傾きの急さが、ダクチュレーターを使う理由です。直径が少し変わるだけで、圧力は大きく動きます。
計算の方法は？
方法は、20 °C・海面高度の標準空気に対する、ダルシー・ワイスバッハ式とコールブルックの摩擦係数です。モデルの名前は設定の最後の行で確認できます。角ダクトはフーブッシャーの相当直径を通します。隠れた処理はありません。参照表も曲線近似も使っていません。
メートル法での例
- 設定 > 単位 > 単位系をメートル法にして、エアフローユニットで L/s を選びます。
- ダクトのサイズを決めるで、気流に 200 を入力します。摩擦率は 1 Pa/m から始まります。
- 必要な丸ダクトは 241 mm。標準サイズを使用は、250 mm、4.1 m/s、0.84 Pa/m です。
- 角ダクトの一覧は、250 x 200 mm（4.0 m/s）から始まり、350 x 150、600 x 100 と続きます。
メートル法の標準サイズは EN 1506 に沿っています。80、100、125、160、200、250、315 mm と続き、1,250 まであります。