Die Geschwindigkeit eines Luftstroms in einem Kanal ist über den Querschnitt des Kanals nicht gleichmäßig. Dies liegt daran, dass die Reibung an den Kanalwänden dazu führt, dass die Luftgeschwindigkeit an den Seiten geringer ist als in der Mitte, wodurch ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil entsteht.
Ventilatoren, Ecken, Kanalanschlüsse, T-Stücke und Spulen verursachen Turbulenzen im Kanal und verändern die Geschwindigkeit über den Querschnitt hinweg zusätzlich. Messungen sollten immer mindestens 8 1/2 Kanal-Durchmesser stromaufwärts und 1 1/2 Kanal-Durchmesser stromabwärts von Geräten oder Einbauten, die Turbulenzen verursachen können, vorgenommen werden.
Aufgrund dieser Bedingungen muss die Luftgeschwindigkeit über den Querschnitt des Kanals gemittelt werden, um eine genaue Messung zu erhalten. Um eine durchschnittliche Luftgeschwindigkeit zu erhalten, wird ein formales Muster von Messpunkten über den Querschnitt des Kanals genommen. Diese werden als Traversenmessungen bezeichnet. Es gibt zwei Hauptmuster für Traversenmessungen: gleichflächig und logarithmisch-linear.
Bei rechteckigen Kanälen, die die Methode der gleichen Fläche verwenden, wird der Querschnitt in kleine Rechtecke gleicher Fläche unterteilt. Die Geschwindigkeit wird am Mittelpunkt jedes dieser Rechtecke gemessen und dann gemittelt, um die Kanalgeschwindigkeit zu erhalten.
Bei dieser Methode beträgt die Mindestanzahl der Messpunkte 16 und die Höchstanzahl 64. Wenn weniger als 64 Messpunkte erfasst werden, sollte der Abstand zwischen den Punkten nicht mehr als 6 Zoll betragen. In dem gezeigten Beispiel werden 4 Löcher in die Kanalwand gebohrt und das Pitotrohr oder Anemometer in jedes Loch eingeführt, um vier Messungen über die Kanalbreite oder -höhe zu erfassen. Die Messpunkte sind die Mittelpunkte der einzelnen Rechtecke.
Rechteckige Methode mit gleicher Fläche
Bei runden Kanälen, bei denen die Methode mit gleicher Fläche angewendet wird, sollte der Strömungsdruck in der Mitte gleicher konzentrischer Flächen gemessen und gemittelt werden. Im gezeigten Beispiel werden zwei Löcher in die Mittellinie des Kanals gebohrt. Ein Satz Messpunkte wird vertikal und ein zweiter Satz horizontal genommen.
Wenn der Kanal-Durchmesser größer als 14 Zoll ist, verwenden Sie 20 Messpunkte; wenn er zwischen 10 und 14 Zoll Durchmesser hat, verwenden Sie 16 Messpunkte; und wenn er weniger als 10 Zoll Durchmesser hat, verwenden Sie 10 Messpunkte, wobei die Hälfte der Punkte in jeder Messebene liegt. Die Messflächen müssen nicht vertikal und horizontal sein, aber sie müssen einen Winkel von 90 Grad zueinander bilden. Verwenden Sie die angegebenen Formeln für die Einstecktiefe jeder Messung entsprechend dem Kanalradius.
Bei Verwendung eines Pitotrohrs ist die Geschwindigkeit direkt proportional zum Geschwindigkeitsdruck und kann mit der für Luft angegebenen Formel berechnet werden, wobei V (Geschwindigkeit), d (Luftdichte in den Anwendungen) und hv (Geschwindigkeitsdruck vom Messgerät) verwendet werden.
Dwyer Instruments, Inc. bietet auf seiner Website einen Luftgeschwindigkeits- und Durchflussrechner an. Er kann auch als mobile Anwendung für iOS®- und Android®-Geräte heruntergeladen werden. Dieser Rechner berechnet anhand des Geschwindigkeitsdrucks die Geschwindigkeit und anhand der Querschnittsfläche den Luftvolumenstrom. Außerdem bietet er die Möglichkeit, Luftdichtekorrekturen für Feuchtigkeitswerte vorzunehmen.
Weitere Informationen finden Sie bei der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHREA), dem National Environmental Balancing Bureau (NEBB), Air Movement and Control Association International (AMCA) oder National Balancing Council (NBC).
Was ist ein Anemometer und was misst es? Einleitung zur Messung der Luftgeschwindigkeit