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Wussten Sie schon? Die Wahrheit hinter der magischen Einheit des Luftstroms!
Unter Luftströmung oder Luftströmung versteht man die Bewegung der Luft. Luft ist eine Flüssigkeit und Partikel strömen auf natürliche Weise von Bereichen mit hohem Druck in Bereiche mit niedrigem Druck. Der Atmosphärendruck hängt eng mit der Höhe, der Temperatur und der Zusammensetzung zusammen. In der Technik bezieht sich der Luftstrom auf die Luftmenge, die pro Zeiteinheit durch ein bestimmtes Gerät strömt. Dies lässt sich als Volumenstrom oder Massenstrom beschreiben, wobei der Zusammenhang zwischen beiden durch die Dichte der Luft bestimmt wird, die eine Funktion des idealen Gasgesetzes ist. Die Luftbewegung kann durch mechanische Mittel (z. B. durch Betätigung eines elektrischen oder manuellen Ventilators) eingeleitet werden oder passiv durch in der Umgebung vorhandene Druckunterschiede erfolgen.
Arten der Luftbewegung
Luft kann wie andere Flüssigkeiten sowohl laminare als auch turbulente Strömungsmodi aufweisen.
Wenn Luft durch Geometrien wie Kanäle, breite Kanäle, offene Kanäle oder Tragflächen strömt, können die Größe und Form des Strömungsprofils durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden, darunter die Eigenschaften des Fluids, seine physikalische Struktur und Energie. Hinzufügen von Komponenten wie Pumpen.Laminare Strömung tritt auf, wenn Luft gleichmäßig strömt und ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil aufweist. Turbulente Strömung tritt auf, wenn während des Flüssigkeitsstroms Unregelmäßigkeiten auftreten, wodurch sich die Bewegungsrichtung ändert und das Geschwindigkeitsprofil flach wird.
Einheit des Luftstroms
Typische Einheiten zur Angabe des Luftstroms sind:
- Berechnet nach Volumen: m3/min (Kubikmeter pro Minute), m3/h (Kubikmeter pro Stunde), ft3/h (Kubikfuß pro Stunde), ft3/min (Kubikfuß pro Minute), l/s (Liter pro Sekunde)
- Berechnet nach Masse: kg/s (Kilogramm pro Sekunde)
Der Luftstrom kann auch als Luftwechsel pro Stunde (ACH) beschrieben werden, der den vollständigen Ersatz des Luftvolumens darstellt, das den betreffenden Raum füllt. Im Bereich der Bauwissenschaften gehen höhere ACH-Werte häufig mit einer stärkeren Undichtigkeit der Gebäudehüllen in älteren Gebäuden einher.
Instrumente zur Messung des Luftstroms
Instrumente, die den Luftstrom messen, werden als Luftstrommesser bezeichnet, während Anemometer auch zur Messung der Windgeschwindigkeit und des Luftstroms in Innenräumen verwendet werden können. Es gibt verschiedene Arten von Anemometern, darunter Anemometer mit gerader Sonde zur Messung der Luftgeschwindigkeit, Flügelradanemometer und Glühlampenanemometer zur Messung des Luftstromvolumens. Diese Instrumente können Ultraschall- oder Widerstandsdrähte verwenden, um die Energieübertragung zwischen dem Messgerät und vorbeiziehenden Partikeln zu messen.
Zum Beispiel kann ein Hitzdraht-Anemometer die Luftströmungsraten berechnen, indem es die reduzierte Drahttemperatur analysiert, da sich der Widerstand von Metall mit der Temperatur ändert, was sich auf die Auswirkungen der konvektiven Kühlung auswirkt.
Luftströmungssimulation
Luftströmungen können durch numerische Strömungssimulation (CFD) simuliert oder experimentell durch den Betrieb eines Windkanals beobachtet werden. Dies kann verwendet werden, um Luftströmungsmuster um Autos, Flugzeuge und Seeschiffe herum sowie das Eindringen von Gas in Gebäudehüllen vorherzusagen. CFD-Modelle sind in der Lage, den Feststofffluss durch das System zu verfolgen und können daher zur Analyse von Schadstoffkonzentrationen in Innen- und Außenumgebungen verwendet werden.
Ausrüstung zur Steuerung des Luftstroms
Ein Gerät zur Regulierung des Luftstroms in einem Kanal wird als Klappe bezeichnet. Ein solches Gerät kann verwendet werden, um den Luftstrom zu erhöhen, zu verringern oder ganz zu stoppen. Anspruchsvollere Geräte werden als Luftbehandlungsgeräte bezeichnet, die den Luftstrom nicht nur regulieren, sondern ihn auch erzeugen und verarbeiten.
Zweck des Luftstroms
Die Messung des Luftstroms ist in vielen Anwendungen erforderlich, beispielsweise in der Belüftung (um zu bestimmen, wie viel Luft ersetzt wird), bei der pneumatischen Übertragung (zur Steuerung der Luftgeschwindigkeit und der Transportphase) und bei Motoren (zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses). Pneumatik ist ein Zweig der Fluiddynamik, der sich auf die Messung, Simulation und Steuerung von Luftströmungen konzentriert. Die Steuerung des Luftstroms ist ein Schwerpunkt in so unterschiedlichen Bereichen wie Meteorologie, Luftfahrt, Medizin, Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Umwelttechnik und Bauwissenschaften.
Luftströmung in Gebäuden
In der Bauwissenschaft liegt der Schwerpunkt häufig auf der Erwünschtheit der Luftbewegung, beispielsweise der kontrastierenden Belüftung und Infiltration. Unter Lüftung versteht man das Einbringen frischer Außenluft in einen anderen Innenraum und das gleichzeitige Abführen der Innenabluft ins Freie. Dies kann durch mechanische Mittel (z. B. die Verwendung von Lufteinlasslamellen oder Klappen und Ventilatoren, um einen Luftstrom durch Kanäle zu induzieren) oder passive Strategien (auch als natürliche Belüftung bezeichnet) erreicht werden.
Natürliche Lüftung hat gegenüber mechanischer Lüftung einen wirtschaftlichen Vorteil, da sie im Allgemeinen weniger Energie für den Betrieb benötigt, aber nur zu bestimmten Zeiten und unter Außenbedingungen genutzt werden kann.
Die Beziehung zwischen Luftstrom, thermischem Komfort und der gesamten Raumklimaqualität
Bei der Planung ist die Luftbewegung von entscheidender Bedeutung, um den thermischen Komfortstandards der Bewohner gerecht zu werden. Unterschiedliche Luftbewegungsgeschwindigkeiten können das Wärme- oder Kälteempfinden einer Person positiv oder negativ beeinflussen und dadurch ihr Wohlbefinden beeinträchtigen. Eine angemessene, richtig kontrollierte und konzipierte Luftbewegung (Lüftung) ist wichtig für die allgemeine Raumklimaqualität (IEQ) und die Raumluftqualität (IAQ), da sie für die notwendige Frischluft und effiziente Abgasemissionen sorgt.
Wenn wir das Geheimnis des Luftstroms verstehen, können wir unser Wohnumfeld besser kontrollieren und verbessern. Spüren Sie den Charme davon?
