鴻業(yè)暖通-風(fēng)管水力計(jì)算使用說(shuō)明

1、目錄目錄 1第 1 章 風(fēng)管水力計(jì)算使用說(shuō)明 21.1 功能簡(jiǎn)介 21.2 使用說(shuō)明 31.3 注意 8第 2 章 分段靜壓復(fù)得法 92.1 傳統(tǒng)分段靜壓復(fù)得法的缺陷 92.2 分段靜壓復(fù)得法的特點(diǎn) 102.3 分段靜壓復(fù)得法程序計(jì)算步驟 112.4 分段靜壓復(fù)得法程序計(jì)算例題 11第 1 章 風(fēng)管水力計(jì)算使用說(shuō)明1.1 功能簡(jiǎn)介命令名稱：FGJS功能：風(fēng)管水力計(jì)算命令交互：?jiǎn)螕簟締尉€風(fēng)管】【水力計(jì)算】，彈出【風(fēng)管水力計(jì)算】對(duì)話框，如圖11所示： 圖11 風(fēng)管水力計(jì)算對(duì)話框如果主管固定高度值大于0，程序會(huì)調(diào)整風(fēng)系統(tǒng)中最長(zhǎng)環(huán)路的管徑的高度為設(shè)置值。如果支管固定高度值大于0，程序會(huì)調(diào)整風(fēng)系統(tǒng)中除開(kāi)

2、最長(zhǎng)環(huán)路管段外的所有管段的管徑的高度為設(shè)置值?？刂谱畈焕h(huán)路的壓力損失的最大值,如果程序算出的最不利環(huán)路的阻力損失大于端口余壓，程序會(huì)提醒用戶。當(dāng)用戶需要從圖面上提取數(shù)據(jù)時(shí)，點(diǎn)取搜索分支按鈕，根據(jù)程序提示選取單線風(fēng)管。當(dāng)成功搜索出圖面管道系統(tǒng)后，最長(zhǎng)環(huán)路按鈕可用，單擊可以得到最長(zhǎng)的管段組。計(jì)算方法程序提供的三種計(jì)算方法，靜壓復(fù)得法、阻力平衡法、假定流速法，可以改變當(dāng)前的選項(xiàng)卡，就會(huì)改變下一步計(jì)算所用的方法，而且在標(biāo)題欄上會(huì)有相應(yīng)的提示。計(jì)算結(jié)果顯示包含搜索分支里面選取的管段的一條回路的各個(gè)管段數(shù)據(jù)。1.2 使用說(shuō)明1. 從圖面上提取數(shù)據(jù)單擊按鈕ESC返回 / 請(qǐng)選擇要計(jì)算的單線風(fēng)管或雙線風(fēng)管中

3、線的遠(yuǎn)端: 選取合適的單線風(fēng)管或者雙線風(fēng)管中線以后，程序返回到主界面。2. 從文件中提取數(shù)據(jù)（如果是從圖面上提取數(shù)據(jù)則這步可以跳過(guò)）單擊按鈕從打開(kāi)文件對(duì)話框從選取要計(jì)算的文件，確定即可。3. 選擇要計(jì)算的方法，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)靜壓復(fù)得法：是最不利環(huán)路最末端的分支管（不是從最后一根支管）的風(fēng)速。假定末端支管風(fēng)速。系統(tǒng)計(jì)算過(guò)程中，為了達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)的平衡性能，需要迭代計(jì)算的次數(shù)。阻力平衡法：最不利環(huán)路的末端管段的出口風(fēng)速。4. 可選管徑規(guī)格圖12 可選管徑規(guī)格對(duì)話框程序進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以根據(jù)用戶的設(shè)置，在可選管徑規(guī)格列表中選取合適的管徑組合，當(dāng)用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)模式是，規(guī)格列表不允許進(jìn)行修改，當(dāng)選取自定義模

4、式時(shí)，可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行規(guī)格列表擴(kuò)充、修改、刪除。5. 如果需要更為詳細(xì)的設(shè)置，可以單擊設(shè)置按鈕，將會(huì)出現(xiàn)如下對(duì)話框圖13 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框下面說(shuō)明幾個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)：在用阻力平衡法進(jìn)行初算后如果發(fā)現(xiàn)比摩阻偏小，可以適當(dāng)?shù)脑龃箫L(fēng)管的最大風(fēng)速，再進(jìn)行初算，直到滿意為止。將計(jì)算后的局阻和沿程阻力乘以相對(duì)應(yīng)的這兩個(gè)系數(shù)，可以作為一個(gè)安全系數(shù)來(lái)用。6. 基本參數(shù)設(shè)置完后，可以輸入每段管段的局阻了，雙擊計(jì)算結(jié)果列表框，會(huì)出現(xiàn)如下對(duì)話框圖14 風(fēng)管數(shù)據(jù)對(duì)話框在這里可以改變當(dāng)前選擇的管段（標(biāo)題欄可以看見(jiàn)用戶選擇的管段）的一些參數(shù)，可以改變管段的長(zhǎng)度，風(fēng)管的尺寸（直徑或者高寬）的設(shè)置，對(duì)于初算是無(wú)效的，當(dāng)進(jìn)行復(fù)

5、算時(shí)可以根據(jù)初算的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行初算之前，添加該段管段的風(fēng)閥管件的局阻系數(shù)，在該列表框中可以單擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)有菜單選項(xiàng)，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的操作。7. 初算進(jìn)行完后，如果用戶對(duì)于算出來(lái)的管徑（或者高寬）不滿意，可以手動(dòng)輸入值，然后進(jìn)行復(fù)算，復(fù)算是程序只是根據(jù)每段管段的所設(shè)定的值，進(jìn)行校核計(jì)算（相對(duì)于初算，初算是設(shè)計(jì)計(jì)算）,并不進(jìn)行管段尺寸的選擇計(jì)算。8. 如果您對(duì)計(jì)算的結(jié)果滿意以后，就可以出EXCEL計(jì)算書(shū)了，單擊EXCEL按鈕，程序會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)EXCEL（保證機(jī)器上要裝有EXCEL），用戶需要自行進(jìn)行計(jì)算書(shū)的保存工作。9. 計(jì)算完后，如果您想將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在圖面上，可以單擊標(biāo)注

6、按鈕，如果沒(méi)有保存當(dāng)前工作，程序會(huì)給予提醒，程序退出后，會(huì)自動(dòng)調(diào)用標(biāo)注命令進(jìn)行標(biāo)注。10. 您還可以從幫助中得到一些有用并且關(guān)鍵的提示（每一種方法對(duì)應(yīng)一個(gè)幫助）：圖15 幫助對(duì)話框11. 在進(jìn)行的過(guò)程中單擊保存按鈕可以隨時(shí)保存。1.3 注意利用該程序可以較好的進(jìn)行風(fēng)管的設(shè)計(jì)型計(jì)算和校核型計(jì)算，對(duì)于風(fēng)管管段尺寸的選擇也比較合理，即使個(gè)別偏差較大的管段，用戶也可以進(jìn)行手動(dòng)的校正，解決的在風(fēng)管水力計(jì)算過(guò)程中計(jì)算煩瑣，計(jì)算量大的問(wèn)題。第 2 章 分段靜壓復(fù)得法2.1 傳統(tǒng)分段靜壓復(fù)得法的缺陷所謂靜壓復(fù)得法，如圖2-1所示，其目的是:通過(guò)改變下游處風(fēng)管的截面積,使風(fēng)管三通處的靜壓相等。根據(jù)伯努利方程，可

7、以得到式（1）這樣的表示式圖21 靜壓復(fù)得計(jì)算法原理示意圖 （1）靜壓復(fù)得計(jì)算法實(shí)際上就是如何利用式(1 確定風(fēng)道的速度,從而確定風(fēng)道尺寸，原理簡(jiǎn)單明了，通俗易懂。但是，靜壓復(fù)得法有幾個(gè)特點(diǎn)一直未能引起國(guó)內(nèi)外技術(shù)界的關(guān)注，因此直接影響到這種計(jì)算方法使用的效果。問(wèn)題一是：由式（1）可以看出兩個(gè)不同的風(fēng)管的斷面之間的空氣阻力愈大，兩個(gè)不同的風(fēng)管的斷面的風(fēng)速變化也愈大。如圖2所示，如果風(fēng)道計(jì)算從風(fēng)口后面的風(fēng)道斷面開(kāi)始（風(fēng)口和風(fēng)閥的阻力不能含在管段阻力中），由于管段和管段均存在三通的旁通阻力，因此管段和，管段和之間的風(fēng)速就存在明顯差別。假設(shè)每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量均為1000m3/h，風(fēng)道長(zhǎng)度均為5m，計(jì)算結(jié)果

8、表明，各段風(fēng)速分別為：1、2.64、3.03、7.75m/s。因此為了控制主風(fēng)道初始段的風(fēng)速在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)（噪聲限制），最不利環(huán)路末端的風(fēng)速將很低。這個(gè)現(xiàn)象也就解釋了為什么一直有人認(rèn)為靜壓復(fù)得法只適合高速風(fēng)道的緣故。圖22靜壓復(fù)得法問(wèn)題之一問(wèn)題二是：采用靜壓復(fù)得計(jì)算法設(shè)計(jì)的風(fēng)道,當(dāng)動(dòng)壓差小于全壓損失時(shí),斷面逐漸增加的風(fēng)道從某一管段開(kāi)始會(huì)出現(xiàn)反常的斷面縮小的現(xiàn)象問(wèn)題三是：由于利用式(1 進(jìn)行計(jì)算時(shí)是先假設(shè)速度v2,然后再求速度v1,但計(jì)算1 - 1 和2 - 2斷面之間的全壓損失時(shí),需要使用被求的速度值v1,因此必須同時(shí)假設(shè)一個(gè)v1，通過(guò)反復(fù)試算，直到式（1）成立，因此在計(jì)算相當(dāng)麻煩。靜壓復(fù)

9、得法用于手算是不合理的。如果為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，人為引進(jìn)靜壓復(fù)得系數(shù)就更加不合理了。2.2 分段靜壓復(fù)得法的特點(diǎn) 最不利環(huán)路起始計(jì)算管段的設(shè)定：最不利環(huán)路不是從最末端的分支管開(kāi)始，而是從最不利環(huán)路最后一根支管開(kāi)始，到風(fēng)機(jī)出口為止，即把最末端的分支管從靜壓復(fù)得算法中去除，明顯縮小了風(fēng)道的尺寸。 局部阻力的計(jì)算：分段靜壓復(fù)得計(jì)算過(guò)程中對(duì)彎頭、三通、四通的局部阻力計(jì)算，采用了新的擬合公式，計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，但是由于計(jì)算過(guò)程中需要不斷迭代計(jì)算，所有采用程序計(jì)算能減少不少工作量。 風(fēng)系統(tǒng)平衡性能：采用改進(jìn)的靜壓復(fù)得計(jì)算法可以獲得極佳的風(fēng)道平衡率，通過(guò)反復(fù)計(jì)算可以使得在一個(gè)管路布置良好的風(fēng)系統(tǒng)中，所有的風(fēng)道

10、支管的不平衡率趨于零。2.3 分段靜壓復(fù)得法程序計(jì)算步驟 繪制風(fēng)管單線或雙線平面圖； 從平面圖上提取枝狀風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道數(shù)據(jù)，并建立與之對(duì)應(yīng)的枝狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 對(duì)于不同的風(fēng)系統(tǒng)，計(jì)算開(kāi)始之前程序無(wú)法準(zhǔn)確的判斷出最不利環(huán)路，最初假設(shè)最長(zhǎng)環(huán)路為最不利環(huán)路進(jìn)行計(jì)算； 對(duì)于最不利環(huán)路的計(jì)算，是從最末端的分支管開(kāi)始計(jì)算（不是從最后一根支管開(kāi)始），根據(jù)假定的干管末端風(fēng)速，利用靜壓復(fù)得原理（上游管段與下游管段的動(dòng)壓損失上游管段和下游管段的全壓損失），逐步計(jì)算出最不利環(huán)路的其他管道管徑； 確定最不利環(huán)路管徑后，循環(huán)對(duì)所有最不利環(huán)路上的分支管路進(jìn)行計(jì)算； 分支管路的計(jì)算，根據(jù)最不利環(huán)路的計(jì)算結(jié)果，可以確定分支管路的資用

11、壓力，根據(jù)資用壓力，逐步調(diào)整分支管路的各段管徑，使得分支管路的阻力損失最接近資用壓力，這樣就使得分支環(huán)路的不平衡率達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)； 如果分支管路上還有分支管路，可以按照上述步驟遞歸計(jì)算確定； 對(duì)所有分支管路計(jì)算完成以后，整個(gè)系統(tǒng)的管路就初步確定了，因?yàn)橹笆羌僭O(shè)的最長(zhǎng)環(huán)路為最不利環(huán)路進(jìn)行計(jì)算的，管路初步確定以后，系統(tǒng)真正的最不利環(huán)路也就可以確定了，所以為了使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到更好的平衡性能，根據(jù)設(shè)置的系統(tǒng)平衡迭代次數(shù)重復(fù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)重新確定管徑； 程序確定管徑以后，系統(tǒng)的不平衡率已經(jīng)進(jìn)行過(guò)優(yōu)化，用戶還可以進(jìn)行人工干預(yù)，可以手工改變某些管段管徑，進(jìn)行復(fù)算，可以手工干預(yù)系統(tǒng)的平衡性能； 系統(tǒng)計(jì)算完成后，可以

12、生成水力計(jì)算Excel計(jì)算書(shū)，后續(xù)還可以自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)管單線變雙線和材料統(tǒng)計(jì)的操作。2.4 分段靜壓復(fù)得法程序計(jì)算例題風(fēng)口風(fēng)量均為500m3/h，總風(fēng)量為15000m3/h。圖23風(fēng)管單線平面圖 進(jìn)行圖面數(shù)據(jù)提取操作，提取后的結(jié)果入下圖：圖24從圖面提取的風(fēng)管數(shù)據(jù) 設(shè)定計(jì)算參數(shù)：圖25靜壓復(fù)得法參數(shù)設(shè)置1. 先假設(shè)干管末端出口風(fēng)速為5m/s，出口風(fēng)速為3m/s，系統(tǒng)平衡計(jì)算迭代次數(shù)為1。經(jīng)過(guò)計(jì)算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 2 3 4 37 42 環(huán)路的阻力損失：167.36Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22 環(huán)路的阻力損失：146.43Pa 不平衡率為：(167.36-1

13、46.43/167.36=0.13圖26靜壓復(fù)得法計(jì)算結(jié)果2. 我們?cè)僭黾酉到y(tǒng)平衡迭代次數(shù)參數(shù)為5次，其他假設(shè)條件不變：經(jīng)過(guò)計(jì)算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 10 11 17環(huán)路的阻力損失：126.41Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22環(huán)路的阻力損失：117.75Pa 不平衡率為：(126.41-117.75/ 126.41=0.07這樣系統(tǒng)就達(dá)到較好的平衡性能。圖27靜壓復(fù)得法計(jì)算結(jié)果14. 為了使風(fēng)系統(tǒng)管道更加美觀，可以假定主管和支管的固定高度，假定主管固定高度為320，支管固定高度為250，在這種假設(shè)情況下，系統(tǒng)不平衡性能要做出一些犧牲。圖28靜壓復(fù)得法計(jì)算結(jié)果經(jīng)過(guò)計(jì)算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 2 3 4 37 42環(huán)路的阻力損失：173.68Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22環(huán)路的阻力損失：151.39Pa 不平衡率為：(173.68-151.