風路系統(tǒng)水力計算

1、風路系統(tǒng)水力計算 1水力計算方法簡述 目前，風管常用的的水力計算方法有壓損平均法、假定流速法、靜壓復(fù)得法等幾種。 Pm為前提 1壓損平均法（又稱等摩阻法）是以單位長度風管具有相等的摩擦壓力損失 的，其特點是，將已知總的作用壓力按干管長度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風 量和分配到的作用壓力，確定風管的尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間壓力損失的平衡進行調(diào)整，以保 證各環(huán)路間的壓力損失的差額小于設(shè)計規(guī)范的規(guī)定值。這種方法對于系統(tǒng)所用的風機壓頭已 定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M行壓力損失平衡時，使用起來比較方便。 2假定流速法 是以風管內(nèi)空氣流速作為控制指標，這個空氣流速應(yīng)按照噪聲控制、風管本身的強度， 并考慮運行費

2、用等因素來進行設(shè)定。根據(jù)風管的風量和選定的流速，確定風管的斷面尺寸， 進而計算壓力損失，再按各環(huán)路的壓力損失進行調(diào)整，以達到平衡。各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的 相對差額，不宜超過 15%。當通過調(diào)整管徑仍無法達到要求時，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)裝置。 3靜壓復(fù)得法（略，具體詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊之11.6.3） 對于低速機械送（排）風系統(tǒng)和空調(diào)風系統(tǒng)的水力計算，大多采用假定流速法和壓損平 均法；對于高速送風系統(tǒng)或變風量空調(diào)系統(tǒng)風管的水力計算宜采用靜壓復(fù)得法。工程上為了 計算方便，在將管段的沿程（摩擦）阻力損失 Pm和局部阻力損失P這兩項進行疊加時, 可歸納為下表的3種方法。 將 Pm與 Pj進行疊加時所采用的計算

3、方法 計算方法名稱 基本關(guān)系式 備注 管段的全壓損失 V2 . V2/, 用于通風、空 P Pm1Pj 1 de 2 2( Pm1 Pj) 調(diào)的送（回） 單位管長壓力損 風和排風系 失法（比摩阻法） P -一管段全壓損失，Pa; 統(tǒng)的壓力損 失計算，是最 Pm -一單位管長沿程摩擦阻力， Pa/m 常用的方法 V2 V2 常見用靜壓 le V V 復(fù)得法計算 de2 2 高速風管或 當量長度法 低速風管系 1 1 e 統(tǒng)的壓力損 風管配件的當量長度 失。提供各類 常用風管配 管段的全壓損失P （| le） PmPa IV2 V2 e-2 直管段的當量局部阻力系數(shù) 當量局部阻力法 （動壓法） -

4、I d 常見用于計 算除塵風管 系統(tǒng)的壓力 損失，計算表 中給出長度 管段的全壓損失 e)R Pa l=1m時的d 和動壓值 歡迎下載7 2通風、防排煙、空調(diào)系統(tǒng)風管內(nèi)的空氣流速 2.1通風與空調(diào)系統(tǒng)風管內(nèi)的空氣流速宜按表2-1采用 風管內(nèi)的空氣流速（低速風管） 表2-1 風管類別 住宅（m/s） 公共建筑（m/s） 干管 3.5 4.5 5.0 6.5 6.0 8.0 支管 3.0 3.0 4.5 5.0 6.5 2 5 3 0 3 5 從支管上接出的風管 4.0 6.0 通風機入口 3.5 4.0 4.5 5.0 通風機出口 5.0 8.0 6.5 10 8.5 11.0 注：1表列值的分

5、子為推薦流速，分母為最大流速。 2-2選用 22 有消聲要求的通風與空調(diào)系統(tǒng)，其風管內(nèi)的空氣流速宜按表 風管內(nèi)的空氣流速（m/s） 表2-2 室內(nèi)允許噪聲級 dB（A） 主管風速 支管風速 2535 34 2 3550 47 23 注：通風機與消聲裝置之間的風管，其風速可采用 810m/s。 2.3機械通風系統(tǒng)的進排風口風速宜按表2-3 機械通風系統(tǒng)的進排風口空氣流速（m/s）表2-3 部件名稱 加熱盤管 1.蒸汽和熱水盤管 2.電加熱器 裸線式 肋片管式 空氣過濾器 1.板式過濾器 1） 2） 粘性慮料 干式帶擴展表面， 平板型（粗效） 褶疊式（中效） 高效過濾器（HEPA） 3） 4） 2

6、. 可更換慮料的過濾器 1）卷繞型黏性慮料 2）卷繞型干式慮料 3. 電子空氣過濾器 電離式 暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計風速（m/s） 表2-4 迎面風速 部件名稱 迎面風速 2.55.0 （最小1.0,最大8.0） 參見生產(chǎn)廠家資料 參見生產(chǎn)廠家資料 冷卻減濕盤管 空氣噴淋室 噴水型 填料型 高速噴水型 冷卻減濕盤管 2.03.0 參見生產(chǎn)廠家資料 參見生產(chǎn)廠家資料 6.09.0 2.03.0 1.04.0 同風管風速 3.8 1.3 2.5 1.0 0.81.8 部位 新風入口 風機出口 空氣流 速 住宅和公共建筑 3.54.5 5.010.5 機房、庫房 4.55.0 8.014.0 2.4

7、暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計風速，按表 2-4米用。 2.5送風口的出口風速，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、對噪聲的要求、送風口形式及安裝 高度和位置等確定，可參照表2-5及表2-6的數(shù)值。 表2-5 各類送風口的出口風速 送風口形式 場所示例 出口風速（m/s） 備注 側(cè)送百葉 公寓、客房、別墅、 會堂、劇場、展廳 2.53.8 送風口位置咼、工作 區(qū)允許風速高和噪聲 標準低時取較大值 一般辦公室 5.06.0 咼級辦公室 2.54.0 電影院 5.06.0 錄音、廣播至 1.52.5 商店 5.07.5 醫(yī)院病房 2.54.0 條縫風口頂送 24 孔板頂送 35 送風均勻性要求高或 送熱風時，取較大值

8、 噴口 48 空調(diào)區(qū)域內(nèi)噪聲要求 不高時，最大值可取 10m/s 地板下送 4.0 3.04.0 1.52.0 2.55.5 3.0 1.01.5 2.7高速送風系統(tǒng)中風管內(nèi)的最大允許風速，按表2-5采用。 2.8 機械加壓送風系統(tǒng)、機械排煙系統(tǒng)及機械補風系統(tǒng)采用金屬管道時，風速不宜大于 20m/s；采用非金屬管道時，風速不宜大于 壓送風系統(tǒng)送風口風速不宜大于7m/s。 2.9自然通風的進排風口風速宜按表2-6采用。自然通風的風道風速宜按表 15m/s；機械排煙口風速不宜大于 10m/s;機械加 2-7采用。 自然通風系統(tǒng)的進排風口空氣流速（ m/s） 表2-9 風量范圍（m3/h） 最大允許

9、風速（m/s） 風量范圍（m3/h） 最大允許風速（m/s） 10000068000 30 2250017000 20.5 6800042500 25 1700010000 17.5 4250022500 22.5 1000050501 15 高速送風系統(tǒng)中風管內(nèi)的最大允許風速 表2-8 部位 進風百葉 排風口 地面出風口 頂棚出風口 風速 0.51.0 0.51.0 0.20.5 0.51.0 自然進排風系統(tǒng)的風道空氣流速（m/s）表2-10 部位 進風豎井 水平干管 通風豎井 排風道 風速 1.0-1.2 0.5-1.0 0.5-1.0 1.0-1.5 3風管管網(wǎng)總壓力損失的估算法 3.1

10、通風空調(diào)系統(tǒng)的壓力損失（包括摩擦損失和局部阻力損失）應(yīng)通過計算確定。一 般的通風和空調(diào)系統(tǒng)，管網(wǎng)總壓力損失 P（Pa）,可按下式進行估算: (3-1) LV 10000m3/h 時, 、加 類型 風機靜壓值（Pa） 送、排風系統(tǒng) 小型系統(tǒng) 100-250 一般系統(tǒng) 300-400 空調(diào)系統(tǒng) 小型（空調(diào)面積 300m2以內(nèi)） 400-500 中型（空調(diào)面積2000m2以內(nèi)） 600-750 大型（空調(diào)面積大于 2000m2） 650-1100 高速系統(tǒng)（中型） 1000-1500 高速系統(tǒng)（大型） 1500-2500 表3-1 3.3機械加壓送風系統(tǒng)管網(wǎng)的總阻力損失應(yīng)包括防煙樓梯間、前室、消防前

11、室、合用前 室、封閉避難層的正壓值。其中防煙樓梯間正壓值為40-50Pa；前室、消防前室、合用前室、 封閉避難層的正壓值為 25-30 Pa。 P Pm l(1 k) 式中Pm 單位長度風管沿程壓力損失，當系統(tǒng)風量 Pm 1-0-1-5 Pa/m ；風量10000m3/h時，Pm按照選定的風速查風 管計算表確定。 l 風管總長度，是指到最遠送風口的送風管總長度加上到最遠回風口的回風 管總長度，m; k整個管網(wǎng)局部壓力損失與沿程壓力損失的比值。 彎頭、三通等配件較少時，k=1.0-2.0 ; 彎頭、三通等配件較多時，k=3.0-5.0。 3.2.通風、空調(diào)系統(tǒng)送風機靜壓的估算 送風機的靜壓應(yīng)等于

12、管網(wǎng)的總壓力損失加上空氣通過過濾器、噴水室（或表冷器） 熱器等空氣處理設(shè)備的壓力損失之和，可按表3-1給出的推薦值采用。 推薦的送風機靜壓值 4沿程壓力損失的計算 4 歡迎下載9 按下式計算: L=900 n d2V (4-1) 4.1通過公式計算沿程壓力損失 4.1.1 風量 4.1.1.1通過圓形風管的風量 L (m3/h) 通過圓形風管的風量 按下式計算: L=3600abV (4-2) 式中 a，b風管斷面的凈寬和凈高, 4.1.2風管沿程壓力損失 m。 P 風管沿程摩擦損失Pm（Pa），可按下式計算: Pmpml (4-3) 式中Pm 單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m ； I 風管長度

13、， 4.1.3單位管長沿程摩擦阻力 m。 單位管長沿程摩擦阻力Pm，可按下式計算: Pm V2 (4-4) 式中 摩擦阻力系數(shù); 空氣密度，kg/m3 ； de 風管當量直徑, m; 對于圓形風管: de 式中d風管內(nèi)徑， m/s。 V 管內(nèi)風速， 4.1.1.2通過矩形風管的風量 對于非圓形風管: de 例如，對于矩形風管: 對于扁圓風管: de 2ab a b A(B 4F A) (4-5) 通過矩形風管的風量 L （ m3/h） A 2(B A) 式中 K風管內(nèi)壁的絕對粗糙度, m; K 2loF 話) 2.51 (4-6) F 風管的凈斷面積， m2; P 風管斷面的濕周， m; a

14、矩形風管的一邊， m; b 矩形風管的另一邊， m A 扁圓風管的短軸， m; B 扁圓風管的長軸， m。 4.1.4摩擦阻力系數(shù) 摩擦阻力系數(shù)，可按下式計算: 歡迎下載14 Re 雷諾數(shù): 運動粘度, 2 / m /s。 (4-7) Pm（Pa/m），并編 4.2通過查表計算沿程壓力損失 查表計算：可以按規(guī)定的制表條件事先算就單位管長沿程摩擦阻力 成表格供隨時查用，當已知風管的計算長度為l（m）時，即可使用式（4-3）算出該段風管的 沿程壓力損失 Pm（Pa） 了。下面介紹與計算表有關(guān)的內(nèi)容。 4.2.1制表條件 4.2.1.1風管斷面尺寸 (GB 50243-2002)。 風管規(guī)格取自國家

15、標準通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 注：矩形風管的長、短邊之比不宜大于4，最大不應(yīng)超過10。 4.2.1.2空氣參數(shù) 3 設(shè)空氣處于標準狀態(tài)，即大氣壓力為101.325kPa,溫度為20C，密度 1.2kg /m 運動粘度15.06 10 6m2/s。 4.2.1.3風管內(nèi)壁的絕對粗糙度 3 以K O.15 10 m作為鋼板風管內(nèi)壁絕對粗糙度的標準。其他風管的內(nèi)壁絕對粗糙 度見表4-1。 風管內(nèi)壁的絕對粗糙度 4-1 絕對粗糙度K（ mm） 粗糙等級 典型風管材料及構(gòu)造 0.03 光滑 潔凈的無涂層碳鋼板；PVC塑料；鋁 0.09 中等光滑 鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長 1200mm 0.15 一

16、般 鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長760mm 0.90 中等粗糙 鍍鋅鋼板螺旋咬口；玻璃鋼風管 3.00 粗糙 內(nèi)表面噴涂的玻璃鋼風管；金屬軟管；混凝土 4.2.2單位長度沿程壓力損失的標準計算表詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊表 11.2-3。 11.2-2、 4.2.3.標準計算表的套用 4.2.3.1異形斷面風管的套用 非標準斷面的金屬風管，使用標準計算表的步驟如下： 4.2.3.1.1.算出風管的凈斷面積F （ m2）; 4.2.3.1.2根據(jù)風管的凈斷面積F和風管的計算風量，算出風速V （m/s）; 4.2.3.1.3按公式（4-5）求出風管當量直徑de（ m）； 4.2.3.1.4最后，根據(jù)風速

17、V和當量直徑de查圓形風管標準計算表，得出該非標準斷面風 管的單位長度摩擦阻力。 4.2.3.2絕對粗糙度的修正 對于內(nèi)壁的當量絕對粗糙度 3 K O.15 10 m的風管，其單位長度摩擦阻力值，可以先 風速（m/s） 下列絕對粗糙度（mm）時的修正系數(shù) 0.03 0.09 0.15 0.9 3.0 2 0.95 1 1 1.20 1.50 3 0.95 1.25 1.60 4 0.90 1.30 1.70 57 1.35 1.80 812 0.85 1.40 1.85 13 1.45 1.90 1416 0.80 0.90 1.95 查風管標準計算表，之后乘以表 表4-2 4-2給出的修正系

18、數(shù)。 絕對粗糙度的修正系數(shù) 4.2.3.3空氣狀態(tài)的修正 當風管內(nèi)的空氣處于非標準狀態(tài)時，風管單位長度摩擦阻力實際值的確定方法是: 先由 計算表查出的風管單位長度摩擦阻力的標準值，然后再乘以 /1-2的修正系數(shù)，其中 3 （kg/m ）為實際狀態(tài)下的空氣密度，可近似按下式確定: Pb 3.47 273 t (4-8) 式中 Pb實際大氣壓，kPa; t 風管內(nèi)的空氣溫度，C。 5風管的局部壓力損失計算 5.1局部壓力損失 為克服局部阻力而引起的能量損失，成為局部阻力 當空氣流經(jīng)風管系統(tǒng)的配件及設(shè)備時，由于氣流流動方向的改變，流過斷面的變化和流 量的變化而出現(xiàn)渦流時產(chǎn)生了局部阻力， 損失P （Pa）,并按下式計算: Pj V2 (5-1) 式中 局部阻力系數(shù); V風管內(nèi)部局部壓力損失發(fā)生處的空氣流速, m/s; 空氣密度, kg/m3。 通風、空調(diào)風管系統(tǒng)中產(chǎn)生局部阻力的配件，主要包括空氣進口、彎管、變徑管、三（四） 值是通過實驗確定的。選 2 V2 /2 通管、風量調(diào)節(jié)閥和空氣出口等。大多數(shù)配件的局部阻力系數(shù) 用局部阻力系數(shù)計算局部壓力損失時，必須采用實驗時所對應(yīng)的流速和動壓（ 需要說明的是，局部壓力損失沿著風管長度上產(chǎn)生，不能將它從摩擦損失中分離出來。 為了簡化計算，假定局部壓力損失集中在配件的一個斷面上