風道設計計算的方法與步驟

1、風道設計計算的方法與步驟 評論(3)瀏覽(1777)轉(zhuǎn)帖2010-7-23 15:03:56   §8.3 風道設計計算的方法與步驟一風道水力計算方法    風道的水力計算是在系統(tǒng)和設備布置、風管材料、各送、回風點的位置和風量均已確定的基礎上進行的。    風道水力計算方法比較多，如假定流速法、壓損平均法、靜壓復得法等。對于低速送風系統(tǒng)大多采用假定流速法和壓損平均法，而高速送風系統(tǒng)則采用靜壓復得法。1假定流速法    假定流速法也稱為比摩阻法。這種方法是以風道內(nèi)空氣流速作為控制因素，先按技術(shù)經(jīng)濟

2、要求選定風管的風速，再根據(jù)風管的風量確定風管的斷面尺寸和阻力。這是低速送風系統(tǒng)目前最常用的一種計算方法。2壓損平均法    壓損平均法也稱為當量阻力法。這種方法以單位管長壓力損失相等為前提。在已知總作用壓力的情況下，取最長的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值按干管長度平均分配給環(huán)路的各個部分，再根據(jù)各部分的風量和所分配的壓力損失值，確定風管的尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間的壓力損失的平衡進行調(diào)節(jié)，以保證各環(huán)路間壓力損失的差值小于15%。一般建議的單位長度風管的摩擦壓力損失值為0.81.5Pa/m。該方法適用于風機壓頭已定，以及進行分支管路壓損平衡等場合。3靜壓復得法 

3、0;  靜壓復得法的含義是，由于風管分支處風量的出流，使分支前后總風量有所減少，如果分支前后主風道斷面變化不大，則風速必然下降。風速降低，則靜壓增加，利用這部分“復得”的靜壓來克服下一段主干管道的阻力，以確定管道尺寸，從而保持各分支前的靜壓都相等，這就是靜壓復得法。此方法適用于高速空調(diào)系統(tǒng)的水力計算。<<返回二風道水力計算步驟    以假定流速法為例:    1確定空調(diào)系統(tǒng)風道形式，合理布置風道，并繪制風道系統(tǒng)軸測圖，作為水力計算草圖。    2在計算草圖上進行管段編號，并標注管段的長度和風量。  &#

4、160; 管段長度一般按兩管件中心線長度計算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。    3選定系統(tǒng)最不利環(huán)路，一般指最遠或局部阻力最多的環(huán)路。    4選擇合理的空氣流速。    風管內(nèi)的空氣流速可按下表確定。表8-3空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（m/s）部位低速風道高速風道推薦風速最大風速推薦風速最大風速居住公共工業(yè)居住公共工業(yè)新風入口 風機入口 風機出口 主風道 水平支風道 垂直支風道 送風口2.53.5583.54.53.02.5122.54.06.51056.53.04.53.03.51.53.52.55.081269454.03

5、44.04.58.5463.54.03.2542.03.04.55.07.5115.584.06.54.06.03.05.06.07.08.5146.5115958353.08.512.512.510104.05.016.5253022.522.55根據(jù)給定風量和選定流速，逐段計算管道斷面尺寸，然后根據(jù)選定了的風管斷面尺寸和風量，計算出風道內(nèi)實際流速。   通過矩形風管的風量:G=3600ab (m3/h)   式中:a，b分別為風管斷面凈寬和凈高，m。    通過園形風管的風量:G=900d2 (m3/h)  

6、式中:d為圓形風管內(nèi)徑，m。 6計算風管的沿程阻力    根據(jù)風管的斷面尺寸和實際流速，查閱查閱附錄13或有關(guān)設計手冊中風管單位長度沿程壓力損失計算表求出單位長度摩擦阻力損失py，再根據(jù)管長l，進一步求出管段的摩擦阻力損失。7計算各管段局部阻力    按系統(tǒng)中的局部構(gòu)件形式和實際流速，查閱附錄14或有關(guān)設計手冊中局部阻力系數(shù)計算表取得局部阻力系數(shù)值，再求出局部阻力損失。8計算系統(tǒng)的總阻力，P=（pyl +Pj）。    9檢查并聯(lián)管路的阻力平衡情況。    10根據(jù)系統(tǒng)的總風量、總阻力選擇風機。<<返回

7、三風道設計計算實例    某公共建筑直流式空調(diào)系統(tǒng)，如圖所示。風道全部用鍍鋅鋼板制作，表面粗糙度K=0.15mm。已知消聲器阻力為50Pa，空調(diào)箱阻力為290 Pa，試確定該系統(tǒng)的風道斷面尺寸及所需風機壓頭。    圖中:A.孔板送風口600×600；B.風量調(diào)節(jié)閥；C.消聲器；D.防火調(diào)節(jié)法；E.空調(diào)器；F.進風格柵解1繪制系統(tǒng)軸測圖，并對各管段進行編號，標注管段長度和風量。   2選定最不利環(huán)路，逐段計算沿程壓力損失和局部壓力損失。本系統(tǒng)選定管段123456為最不利環(huán)路。   3列出管道水力計算表8-

8、4，并將各管段流量和長度按編號順序填入計算表中。   4分段進行管道水力計算,并將結(jié)果均列入計算表8-4中。管段12:風量1500m3/h，管段長l=9m   沿程壓力損失計算:初選水平支管空氣流速為4m/s，風道斷面面積為:      F=1500/(3600×4)=0.104m2   取矩形斷面為320×320mm的標準風管，則實際斷面積F=0.102m2，實際流速       =1500/（3600×0.102）=4.0

9、8m/s根據(jù)流速4.08m/s，查附錄13，得到單位長度摩擦阻力py=0.7Pa/m,則管段12的沿程阻力:       Py=py×l=0.7×9=6.3Pa   局部壓力損失計算:該管段存在局部阻力的部件有孔板送風口、連接孔板的漸擴管、多葉調(diào)節(jié)閥、彎頭、漸縮管及直三通管。   孔板送風口:已知孔板面積為600×600mm，開孔率（即凈孔面積比）為0.3，則孔板面風速為       =1500/（3600×0.6×0.6）=

10、1.16m/s根據(jù)面風速1.16m/s和開孔率0.3，查附錄14序號35，得孔板局部阻力系數(shù)=13，故孔板的局部阻力    pj1=13×(1.2×1.162)/2=10.5Pa漸擴管:漸擴管的擴張角=22.5°，查附錄14序號4，得=0.6，漸擴管的局部阻力       pj2=0.9×(1.2×4.082)/2=5.99Pa多葉調(diào)節(jié)閥:根據(jù)三葉片及全開度，查附錄14序號34，得=0.25，多葉調(diào)節(jié)閥的局部阻力       pj3=0.25&#

11、215;(1.2×4.082)/2=2.5Pa彎頭:根據(jù)=90°，R/b=1.0，查附錄14序號9，得=0.23，彎頭的局部阻力       pj4=0.23×(1.2×4.082)/2=2.3Pa漸縮管:漸縮管的擴張角=30°<45°,查附錄14序號7，得=0.1，漸縮管的局部阻力       pj5=0.1×(1.2×4.082)/2=1Pa直三通管:根據(jù)直三通管的支管斷面與干管斷面之比為0.64，支管風量與總風量之比為0.5

12、，查附錄14序號19，得=0.1，則直三通管的局部阻力       Pj6=0.1×(1.2×5.22)/2=1.6Pa （取三通入口處流速）    該管段局部阻力:Pj=pj1+pj2+pj3+pj4+pj5 +Pj6                    =10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6       

13、0;            =23.89Pa該管段總阻力       P1-2=Py+Pj=6.3+23.89=30.19Pa   管段23:風量3000m3/h，管段長l=5m，初選風速為5m/s。沿程壓力損失計算:   根據(jù)假定流速法及標準化管徑，求得風管斷面尺寸為320×500mm，實際流速為5.2m/s，查得單位長度摩擦阻力py=0.8Pa/m,則管段23的沿程阻力      

14、Py=py×l=0.8×5=4.0Pa   局部壓力損失計算:   分叉三通:根據(jù)支管斷面與總管斷面之比為0.8，查附錄14序號21，得=0.28，則分叉三通管的局部阻力       Pj =0.28×(1.2×6.252)/2= 6.6Pa. （取總流流速）    該管段總阻力       P2-3=Py+Pj=4.0+6.6=10.6Pa   管段34:風量4500m3/h，管段長l=9m，初

15、選風速為6m/s。沿程壓力損失計算:    根據(jù)假定流速法及標準化管徑，求得風管斷面尺寸為400×500mm，實際流速為6.25m/s，查得單位長度摩擦阻力py=0.96Pa/m,則管段34的沿程阻力       Py=py×l=0.96×9=8.64Pa局部壓力損失計算:該管段存在局部阻力的部件有消聲器、彎頭、風量調(diào)節(jié)閥、軟接頭以及漸擴管。   消聲器:消聲器的局部阻力給定為50Pa，即       pj1= 50.0Pa  

16、; 彎頭:根據(jù)=90°，R/b=1.0，a/b=0.8,查附錄14序號10，得=0.2，彎頭的局部阻力       pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa   風量調(diào)節(jié)閥:根據(jù)三葉片及全開度，查附錄14序號34，得=0.25，風量調(diào)節(jié)閥的局部阻力       pj3=0.25×(1.2×6.252)/2=5.9Pa軟接頭:因管徑不變且很短，局部阻力忽略不計。    漸擴管:初選風機47211NO4.5A，出口斷

17、面尺寸為315×360mm，故漸擴管為315×360mm400×500mm，長度取為360mm，漸擴管的中心角=22°，大小頭斷面之比為1.76查附錄14序號3，得=0.15，對應小頭流速       =4500/（3600×0.315×0.36）=11m/s   漸擴管的局部阻力       pj4=0.15×(1.2×112)/2=10.9Pa   該管段局部阻力    &

18、#160;  Pj=pj1+pj2+pj3+pj4          =50.0+4.7+5.9+10.9         =71.5Pa   該管段總阻力       P3-4=Py+Pj=8.64+71.5=80.14Pa管段45:   空調(diào)箱及其出口漸縮管合為一個局部阻力考慮，Pj=290 Pa   該管段總阻力      

19、; P4-5=Pj=290Pa   管段56:風量4500m3/h，管段長l=6m，初選風速為6m/s。沿程壓力損失計算:   根據(jù)假定流速法及標準化管徑，求得風管斷面尺寸為400×500mm，實際流速為6.25m/s，查得單位長度摩擦阻力py=0.96Pa/m,則管段56的沿程阻力       Py=py×l=0.96×6=5.76Pa   局部壓力損失計算:該管段存在局部阻力的部件有突然擴大、彎頭（兩個）、漸縮管以及進風格柵。   突然擴大:

20、新風管入口與空調(diào)箱面積之比取為0.2，查附錄14序號5，得=0.64，突然擴大的局部阻力       pj1=0.64×(1.2×6.252)/2=15.1Pa彎頭(兩個):根據(jù)=90°，R/b=1.0，a/b=0.8,查附錄14序號10，得=0.20，彎頭的局部阻力       pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa      2pj2=4.7×2=9.4 Pa   漸縮管:斷面

21、從630×500mm單面收縮至400×500mm，取=<45°,查附錄14序號7，得=0.1，對應小頭流速       =6.25m/s漸縮管的局部阻力       pj3=0.1×(1.2×6.252)/2=2.36Pa   進風格柵:進風格柵為固定百葉格柵，外形尺寸為630×500mm，有效通風面積系數(shù)為0.8，則固定百葉格柵有效通風面積為       0.63×0.5

22、5;0.8=0.252m2   其迎面風速為       4500/（3600×0.252）=5 m/s   查附錄14序號30，得=0.9，對應面風速，固定百葉格柵的局部阻力       p4=0.9×(1.2×52)/2=13.5Pa   該管段局部阻力       Pj=pj1+2pj2+pj3+pj4         

23、=15.1+9.4+2.36+13.5         =40.36Pa   該管段總阻力       P5-6=Py+Pj=5.76+40.36=46.12Pa5檢查并聯(lián)管路的阻力平衡    用同樣的方法，進行并聯(lián)管段73、82的水力計算，并將結(jié)果列入表8-4中。    管段73:   沿程壓力損失       Py=9.1 Pa   局部壓力損失

24、60;     Pj=28.9 Pa   該管段總阻力       P7-3=Py+Pj=9.1+28.9=38Pa   管段82:   沿程壓力損失       Py=1.4 Pa   局部壓力損失       Pj=25.8 Pa   該管段總阻力      P8-2=Py+Pj=1.4+25.8=27.

25、2Pa檢查并聯(lián)管路的阻力平衡:   管段12的總阻力P1-2=30.19Pa   管段82的總阻力P8-2=27.2Pa      （P1-2-P8-2）/P1-2=（30.19-27.2）/30.19=9.9%<15%   管段123的總阻力P1-2-3=P1-2+P2-3=30.19+10.6=40.79 Pa   管段73的總阻力P7-3=38Pa      （P1-2-3-P7-3）/P1-2-3=（40.79-38）/40.79=6.8%<15%   檢查結(jié)果表明，兩個