通風(fēng)管道阻力計(jì)算.doc

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通風(fēng)管道阻力計(jì)算 風(fēng)管內(nèi)空氣流動(dòng)的阻力有兩種，一種是由于空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的沿程能量損失，稱(chēng)為摩擦阻力或沿程阻力；另一種是空氣流經(jīng)風(fēng)管中的管件及設(shè)備時(shí)，由于流速的大小和方向變化以及產(chǎn)生渦流造成比較集中的能量損失，稱(chēng)為局部阻力。 一、 摩擦阻力 根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在橫斷面形狀不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力按下式計(jì)算： ΔPm=λν2ρl/8Rs 對(duì)于圓形風(fēng)管，摩擦阻力計(jì)算公式可改寫(xiě)為： ΔPm=λν2ρl/2D 圓形風(fēng)管單位長(zhǎng)度的摩擦阻力（比摩阻）為： Rs=λν2ρ/2D 以上各式中 λ————摩擦阻力系數(shù) ν————風(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速，m/s; ρ————空氣的密度，Kg/m3; l ————風(fēng)管長(zhǎng)度，m ; Rs————風(fēng)管的水力半徑，m; Rs=f/P f————管道中充滿(mǎn)流體部分的橫斷面積，m2； P————濕周，在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中既為風(fēng)管的周長(zhǎng)，m； D————圓形風(fēng)管直徑，m。 矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算 我們?nèi)粘Ｓ玫娘L(fēng)阻線(xiàn)圖是根據(jù)圓形風(fēng)管得出的，為利用該圖進(jìn)行矩形風(fēng)管計(jì)算，需先把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)?shù)膱A形風(fēng)管直徑，即折算成當(dāng)量直徑。再由此求得矩形風(fēng)管的單位長(zhǎng)度摩擦阻力。當(dāng)量直徑有流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種； 流速當(dāng)量直徑：Dv=2ab/(a+b) 流量當(dāng)量直徑：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25 在利用風(fēng)阻線(xiàn)圖計(jì)算是，應(yīng)注意其對(duì)應(yīng)關(guān)系：采用流速當(dāng)量直徑時(shí)，必須用矩形 中的空氣流速去查出阻力；采用流量當(dāng)量直徑時(shí)，必須用矩形風(fēng)管中的空氣流量去查出阻力。 二、 局部阻力 當(dāng)空氣流動(dòng)斷面變化的管件（如各種變徑管、風(fēng)管進(jìn)出口、閥門(mén)）、流向變化的管件（彎頭）流量變化的管件（如三通、四通、風(fēng)管的側(cè)面送、排風(fēng)口）都會(huì)產(chǎn)生局部阻力。 局部阻力按下式計(jì)算： Z=ξν2ρ/2 ξ————局部阻力系數(shù)。 局部阻力在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中占有較大的比例，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意，為了減小局部阻力，通常采用以下措施： 1. 彎頭 布置管道時(shí)，應(yīng)盡量取直線(xiàn)，減少?gòu)濐^。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于（1~2）倍管徑；矩形風(fēng)管彎頭斷面的長(zhǎng)寬比愈大，阻力愈??；矩形直角彎頭，應(yīng)在其中設(shè)導(dǎo)流片。 2. 三通 三通內(nèi)流速不同的兩股氣流匯合時(shí)的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成的渦流是造成局部 阻力的原因。為了減小三通的局部阻力，應(yīng)注意支管和干管的連接，減小其夾角；還應(yīng)盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。. 在管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1. 漸擴(kuò)管和漸縮管中心角最好是在8~15o。 2. 三通的直管阻力與支管阻力要分別計(jì)算。 3. 盡量降低出風(fēng)口的流速。 4. 以下為常見(jiàn)管段的比摩阻 規(guī) 格(mm*mm) 流速(m/s) 當(dāng)量直徑（流速） (mm) 比摩阻 (Pa/m) 1600*400 15 640 3.4 1400*300 13 495 4.5 1200*300 12 480 4.8 1000*300 10 460 2.5 800*300 9 436 2 600*300 8 400 1.8 500*300 6 375 1.2 400*300 5 342 0.8 300*300 4 200 1.3 600*250 6 350 1.3 400*250 4 307 0.6 5. 常見(jiàn)彎頭的局部阻力： 分流三通：9~24 Pa 矩形送出三通：6~16Pa 漸縮管：6~12Pa 乙字彎：50~198Pa 例： 有一表面光滑的磚砌風(fēng)管（粗糙度K=3mm），斷面尺寸為500*400mm，流量L=1m3/s（3600m3/h），求單位長(zhǎng)度摩擦阻力。 解： 矩形風(fēng)管內(nèi)空氣流速：v=1/（0.5*0.4）=5m/s 矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑：Dv=2ab/（a+b）=2*500*400/（500+400）=444mm 根據(jù)v=5m/s、Dv=444mm由附錄6（通風(fēng)管單位長(zhǎng)度摩擦阻力線(xiàn)算圖）查得Rmo=0.62Pa/m 粗糙度修正系數(shù) Kr=（Kv）^0.25=（3*5）^0.25=1.96 則該風(fēng)管單位長(zhǎng)度摩擦阻力 Rm=1.96*0.62=1.22Pa/m 問(wèn)：靜水壓和動(dòng)水壓的定義具體是什么？它們是如何量化計(jì)算的（特別是動(dòng)水壓）？ 答：靜水壓是指管道內(nèi)水處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的壓力，而動(dòng)壓力是指某處水流在外泄時(shí)該處的壓力。動(dòng)壓力=靜壓力-該處的總水頭損失。 問(wèn)：技術(shù)措施里說(shuō)對(duì)于比例式減壓閥，其閥后的動(dòng)水壓宜按靜水壓的80%~90%計(jì)，那動(dòng)水壓豈不是很大？ 答：在伯努力方程里邊，某一位置，相對(duì)于某一基準(zhǔn)的z稱(chēng)為位置壓頭， u2/2g是動(dòng)壓頭，ｐ／２ｇ是靜壓頭。全壓＝動(dòng)壓＋靜壓。計(jì)算按公式算，動(dòng)水壓增大是因?yàn)殪o水壓的轉(zhuǎn)化，正常。水頭損失是通過(guò)這個(gè)位置的壓力損失／能量損失，也可以計(jì)算，他表示的是通過(guò)前后位置（斷面）的損失，應(yīng)該等于兩個(gè)位置（斷面）的位置壓頭＋動(dòng)壓頭＋靜壓頭之差值。當(dāng)然，位置壓頭，動(dòng)壓頭，靜壓頭一可以實(shí)測(cè)。 總壓=動(dòng)壓頭＋靜壓頭+位置壓頭