Hoe bereken je luchtsnelheid in een systeem?

[Herman L. Boerrigter]

On Sat, 05 Jul 1997 12:13:43 GMT, rei...@worldaccess.nl (Reinier
Verbeemen) wrote:

>Stel dat een ventilator 5.000 m3 lucht per uur uitblaast. De
>uitlaatopening van de ventilator is 0,5 m2, zodat de snelheid van de
>lucht 10 km/uur bedraagt.
>
>Vraag 1)
>Klopt bovenstaande berekeningswijze?

Ja.
Massa in = massa uit. Bij deze snelheden is massa evenredig met
volume, (dichtheid constant), dus 5000 m3 = 0.5 m2 * 10000 m/uur =
10 km/uur

>Nu sluiten we op de uitlaatopening een pijp aan. Het materiaal waarvan
>de pijp is vervaardigd heeft een luchtdoorlaatbaarheid van 300 liter
>per dm2 per minuut. De pijp heeft een bepaalde lengte, zodat de
>oppervlakte van de pijp 20 m2 is (lengte x 2piR) = 2.000 dm2. De pijp
>is aan het uiteinde afgesloten.
>
>Vraag 2)
>Hou bereken je de luchtsnelheid van de lucht die door het materiaal
>van de pijp blaast?
>
>Mijn suggestie voor een oplossing:
>
>Luchtaanvoer: 5.000.000 / 60 = 83.333 liter per minuut
>Luchtafvoer : 300 x 2.000 = 600.000 liter per minuut

Huh? Tenzij de dichtheid meer dan 7 maal kleiner wordt, ben je hier
massa aan het genereren. En dat gaat niet.
Die 300 l/min is een maximum gegeven door de fabrikant.
Dat maximum treedt alleen op als er een groot genoeg drukverschil
aanwezig is.
De capaciteit van de pijp = 300 * 2000 * 60 = 36.000.000 liter per uur
maximaal.
De invoer is 5000 * 1000 = 5.000.000 liter per uur.
Dat betekent dat de beperkende factor de invoer is, en niet de
doorlaatbaarheid van de pijp.

Als er constante luchtaanvoer is (=5000 m3/uur) dan is een grove
schatting: 5000 / oppervlak van de pijp = snelheid door de wand.
Hierbij is het oppervlak het oppervlak van de gaatjes, van de hele
pijp als die volledig doorlaatbaar is .
Snelheid = 5000/20 = 250 m/uur.

>Vraag 3)
>Stel dat de pijp van niet-doorlaatbaar materiaal is, maar is voorzien
>van een aantal gaatjes per vierkante meter. Kan ik dan de totale
>oppervlakte van al deze gaatjes bij elkaar optellen, zodat de
>uitlaatsnelheid is te berekenen door het uitlaatoppervlak van d pijp
>te relateren aan het uitlaatoppervlak van de ventilator?

Zolang de snelheid die je berekent aangeeft dat de lucht
niet-samendrukbaar is (pak 'm beet 200 km/uur), kun je gewoon
aannemen dat
volume invoer = gaatjesoppervlak * luchtsnelheid door een gaatje

>Is deze benadering correct. Ik heb met name twijfels m.b.t. de
>weerstand die de lucht ondervindt. Bovendien verwacht ik dat de
>luchtsnelheid aan het einde van de pijp lager zal zijn dan aan het
>begin. Hoe houdt ik rekening met deze factoren?

Volgens mij zijn daar wel schattingen van, maar dan moet je met
airconditioning specialisten praten.....

HerB
http://www.vki.ac.be/~herman

Share & Enjoy!