Lüftungstechnik - Grundformeln

Normzustand - Normkubikmeter

Umrechnung vom Normzustand in Betriebszustand

Der Normzustand ist definiert bei einer Temperatur t=0°C (273,15 K) und einem Luftdruck von 101325 Pa.

Luftdichte

Luftdichte in Abhängigkeit der Temperatur und des Luftdrucks

Mit steigender Temperatur nimmt die Dichte der Luft ab.

nach oben

Luftdruck

Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe mit Berücksichtigung der Temperaturabnahme - Barometrische Höhenformel

Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab. Ebenfalls nimmt die Temperatur mit der Höhe ab. Als Näherungsformel kann die Barometrische Höhenformel angesetzt werden. Bei dieser Formel wird eine konstante Temperaturabnahme zugrunde gelegt. Im Mittel wird ein Wert von 0,0065 K/m angesetzt, der je nach Wetterlage oder Jahreszeit variieren kann. Bei Warmluftmassen kann der Wert bei 0,003 bis 0,005 K/m liegen und bei Kaltluftmassen bei 0,006 bis 0,008 K/m. Als Ausgangswerte für die Meereshöhe wird ein Luftdruck h0 = 101325 Pa und eine Temperatur von 15°C angenommen. Die Barometrische Höhenformel ist nur bis zu einer Höhe von 11000 m gültig (Troposphäre). Bei Höhen von 11000 m bis 20000 m Höhe ist die Temperatur konstant -56,5 °C.

Berechnungsprogramm Luftdruck

Berechnung des Luftdrucks in Abhängigkeit der Höhe mit Berücksichtigung der Temperaturabnahme mit der Höhe.

nach oben

Tabelle Luftdruck

nach oben

Luftwiderstand

Luftwiderstand von Körpern

Tabelle Luftwiderstandsbeiwert

Re bezeichnet hier die Reynoldszahl.

Kreisplatte		1,11
Kreisringplatte		d / D = 0,5 - Cw = 1,22
Kreisplatte hintereinander		L / D = 1,0 - Cw = 0,93 L / D = 1,5 - Cw = 0,78 L / D = 2,0 - Cw = 1,04 L / D = 3,0 - Cw = 1,52
Kugel		103 < Re < 2*105 - Cw = 0,47 Re = 4*105 - Cw = 0,09 Re = 106 - Cw = 0,13
Halbkugel		ohne Boden - Cw = 0,34 mit Boden - Cw = 0,40
Halbkugel		ohne Boden - Cw = 1,33 mit Boden - Cw = 1,17
Kegel ohne Boden		α = 30° - Cw = 0,34 α = 60° - Cw = 0,51
Kegel (schlank)		Cw = 0,58
Zylinder		L / D = 1,0 - Cw = 0,91 L / D = 2,0 - Cw = 0,85 L / D = 4,0 - Cw = 0,87 L / D = 7,0 - Cw = 0,99
Zylinder		Re < 9*104 : L / D = 1,0 - Cw = 0,63 Re < 9*104 : L / D = 2,0 - Cw = 0,68 Re < 9*104 : L / D = 5,0 - Cw = 0,74 Re < 9*104 : L / D = 10,0 - Cw = 0,82 Re < 9*104 : L / D = 40,0 - Cw = 0,98 Re < 9*104 : L / D = ∞ - Cw = 1,20 Re > 5*105 : L / D = ∞ - Cw = 0,35
Prisma		L / a = 2,5 - Cw = 0,81
Prisma		α 90° : L / a = 5,0 - Cw = 1,56 α 90° : L / a = ∞ - Cw = 2,03 α 45° : L / a = 5,0 - Cw = 0,92 α 45° : L / a = ∞ - Cw = 1,54
Platte		b / h = 1,0 - Cw = 1,10 b / h = 2,0 - Cw = 1,15 b / h = 3,0 - Cw = 1,19 b / h = 10,0 - Cw = 1,29 b / h = 18,0 - Cw = 1,40 b / h = ∞ - Cw = 2,0
T - Profil		Cw = 0,86
T - Profil		Cw = 2,04
Profil		Re > 105 : L / d = 2,0 - Cw = 0,20 Re > 105 : L / d = 3,0 - Cw = 0,10 Re > 105 : L / d = 5,0 - Cw = 0,06 Re > 105 : L / d = 10,0 - Cw = 0,083 Re > 105 : L / d = 20,0 - Cw = 0,094
Rotationsellipsoid		a / b = 1 / 0,75 Re < 5*105 - Cw = 0,60 Re > 5*105 - Cw = 0,21
Rotationsellipsoid		a / b = 1 / 1,8 Re > 5*105 - Cw = 0,05 .. 0,10

[ ] Skript Fluidmechanik - Prof. Dr.-Ing. Peter R. Hakenesch

nach oben

Winddruck in Abhängigkeit der Windstärke und Windgeschwindigkeit

Luftdichte ρ = 1,25 kg/m³

Windstärke Beaufort (Bft)	Windbezeichnung	Wahrnehmung	Windgeschwindigkeit v (m/s)	Winddruck (* qw (N/m²)
0	Stille	Rauch steigt gerade empor	0 - 0,2	0 - 0,025
1	schwacher Wind	Wind durch Zug des Rauches angezeigt	0,3 - 1,5	0,056 - 1,40
2	schwacher Wind	Windfahne bewegt sich	1,6 - 3,3	1,6 - 6,8
3	schwacher Wind	Blätter bewegen sich	3,4 - 5,4	7,23 - 18,23
4	mäßiger Wind	Hebt Staub und Papier, bewegt Zweige	5,5 - 7,9	18,90 - 39,00
5	frischer Wind	Wind durch Zug des Rauches angezeigt	8,0 - 10,7	40,00 - 71,56
6	starker Wind	Starke Äste in Bewegung	10,8- 13,8	72,9 - 119,02
7	Bäume in Bewegung	Windfahne bewegt sich	13,9 - 17,1	120,76 - 182,76
8	Sturm	Zweige werden abgerissen	17,2- 20,7	184,90 - 267,81
9	Sturm	Kleinere Schäden an Häusern	20,8 - 24,4	270,40 - 372,10
10	schwerer Sturm	Bäume entwurzelt	24,5 - 28,4	375,16 - 504,10
11	orkanartiger Sturm	Starke Schäden	28,5 - 32,6	507,66 - 664,22
12	Orkan		> 32,7	> 668,31

Winddruck

Windstärke berechnet aus der mittleren Windgeschwindigkeit

nach oben

Rohrleitungsabmessungen

Erforderlicher Leitungsquerschnitt

Rohrdurchmesser einer zylindrischen Lüftungsleitung

Kanalbreite einer rechteckigen Lüftungsleitung

Kanalhöhe einer rechteckigen Lüftungsleitung

nach oben

Thermischer Auftrieb

Der thermische Auftrieb erfolgt durch die die Dichtedifferenz des Mediums zwischen der Umgebungslufttemperatur und der Lufttemperatur z. B. in einem Kamin.

nach oben