空調(diào)管道水力計算

1、空調(diào)系統(tǒng)水力計算氣體輸配管網(wǎng)水力計算氣體輸配管網(wǎng)水力計算 計算之前，需先完成空氣輸配管網(wǎng)的布置，包計算之前，需先完成空氣輸配管網(wǎng)的布置，包括系統(tǒng)劃分；管道括系統(tǒng)劃分；管道 布置、設備和各送排風點位置的布置、設備和各送排風點位置的確定；各送風點要求的風量和要求各管段的風量也確定；各送風點要求的風量和要求各管段的風量也得一一確定。得一一確定。 完成上述前期準備工作之后，方可按假定流速完成上述前期準備工作之后，方可按假定流速法的基本步驟進行水力計算。法的基本步驟進行水力計算。2.3.1.1 管內(nèi)流速和管道斷面尺寸管內(nèi)流速和管道斷面尺寸（1）繪制風管系統(tǒng)軸測圖）繪制風管系統(tǒng)軸測圖 繪制風管系統(tǒng)軸測圖，

2、并劃分好管段，對各管繪制風管系統(tǒng)軸測圖，并劃分好管段，對各管段進行編號，標注長度和風量。段進行編號，標注長度和風量。w通常按流量和斷面變化劃分管段，一條管段通常按流量和斷面變化劃分管段，一條管段內(nèi)流量和管段斷面不變，內(nèi)流量和管段斷面不變，流量和斷面二者之流量和斷面二者之一或二者同時發(fā)生變化之處是管段的起點或一或二者同時發(fā)生變化之處是管段的起點或終點。終點。管段長度按管段的中心線長度計算，管段長度按管段的中心線長度計算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。w（2）確定管內(nèi)流速）確定管內(nèi)流速w管內(nèi)的流速對通風、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性有較管內(nèi)的流速對通風、空調(diào)系統(tǒng)的

3、經(jīng)濟性有較大影響，對系統(tǒng)的技術條件也有影響。大影響，對系統(tǒng)的技術條件也有影響。流速流速高高，風管斷面小，占用的空間小，材料耗用，風管斷面小，占用的空間小，材料耗用少，建造費用??；但系統(tǒng)阻力大，動力消耗少，建造費用?。坏到y(tǒng)阻力大，動力消耗大，運行費用增大，運行費用增 加，且增加噪聲。若氣流中加，且增加噪聲。若氣流中w含有粉塵等，會增加設備和管道含有粉塵等，會增加設備和管道 的磨損的磨損。反反之，之，流速低流速低，阻力小，動力消耗少；但是風，阻力小，動力消耗少；但是風管斷面大，材料和建造費用大，風管占用的管斷面大，材料和建造費用大，風管占用的空間也增大。流速過低會使粉塵沉積而堵塞空間也增大。流速

4、過低會使粉塵沉積而堵塞管道。因此，管道。因此，w必須通過全面的技術經(jīng)濟比較選定合理的流必須通過全面的技術經(jīng)濟比較選定合理的流速。根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)，風管內(nèi)的空氣流速可按速。根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)，風管內(nèi)的空氣流速可按下表確定。若輸送的是含塵氣流，流速不應下表確定。若輸送的是含塵氣流，流速不應低于其表所列的值。低于其表所列的值。一般通風系統(tǒng)中常用的空氣流速（m/s)表建筑建筑類別類別動力類別及動力類別及風管材料風管材料干干管管支支管管室內(nèi)進室內(nèi)進風口風口室內(nèi)回室內(nèi)回風口風口新鮮空新鮮空氣入口氣入口工業(yè)工業(yè)建筑建筑機械通風薄機械通風薄鋼板鋼板61428 1.53.52.53.55.56.5機械通風混機械通風混凝土

5、、磚凝土、磚41226 1.53.02.03.056民用民用及工及工業(yè)輔業(yè)輔助建助建筑筑自然通風自然通風0.51.00.50.70.21.0機械通風機械通風582524通風空調(diào)管道中，氣流大多屬于紊流光滑區(qū)到通風空調(diào)管道中，氣流大多屬于紊流光滑區(qū)到w粗糙區(qū)之間的過渡區(qū)粗糙區(qū)之間的過渡區(qū) 。可用（?？捎茫?-3-1）式）式 計算計算摩擦阻力系數(shù)，再用（摩擦阻力系數(shù)，再用（2-3-2）計算比摩阻）計算比摩阻Rm。w式中式中 K-風管內(nèi)壁粗糙，風管內(nèi)壁粗糙，mm;w D-風管直徑，風管直徑，mm.w可根據(jù)公式（可根據(jù)公式（2-3-1）和（）和（2-3-2）制成的計算）制成的計算圖表或線算圖，可供計算

6、管道阻力時使用。圖表或線算圖，可供計算管道阻力時使用。12.512lg3.71ReKd l（2-3-1）22mVRD l（2-3-2）只要已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)只要已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)w中的任意兩個，即可利用該圖求得其余兩個中的任意兩個，即可利用該圖求得其余兩個參數(shù)。該圖是按過渡區(qū)的參數(shù)。該圖是按過渡區(qū)的 值，在壓力值，在壓力B0=101.3kPa、溫度、溫度t0=200C、空氣密度、空氣密度 0=1.24kg/m3、運動粘度、運動粘度 =15.0610-6m2/s、壁粗糙度壁粗糙度K=0.15mm、圓形風管、氣流與管、圓形風管、氣流與管壁間無熱量交換等條件下得的。當

7、實際條件壁間無熱量交換等條件下得的。當實際條件與上述不符時，應進行修正。與上述不符時，應進行修正。w（1）密度和粘度的修正）密度和粘度的修正w 0.910.1000mmRR Pa/ml（2-3-3）式中式中0mtBHmRK K K R0.82527320273tKt式中式中 t-實際的空氣溫度，實際的空氣溫度，oc.w式中式中 B-實際的大氣壓力，實際的大氣壓力，kPa。wT-氣流絕對溫度，氣流絕對溫度，K；Tb-管壁絕對溫度，管壁絕對溫度，K。0.9101.3BKB221HbKTT（3）管壁粗糙度的修正）管壁粗糙度的修正w在通風空調(diào)正程中，常采用不同材料制作風在通風空調(diào)正程中，常采用不同材料

8、制作風管，各種材料的粗糙度管，各種材料的粗糙度K見表見表2-3-4。w當風管管壁的粗糙度當風管管壁的粗糙度K 0.15mm時，可先由時，可先由圖查圖查Rm0，再近似按下式修正。，再近似按下式修正。wKt管壁粗糙度修正系數(shù)；管壁粗糙度修正系數(shù)；K-管壁粗糙度，管壁粗糙度，mm。V-管內(nèi)空氣流速，管內(nèi)空氣流速，m/s。0mtmRK R0.25tKKV 矩形風管摩阻矩形風管摩阻按當量直徑計算單位長度摩擦按當量直徑計算單位長度摩擦w阻力。分阻力。分流速當量直徑流速當量直徑和和流量當量直徑流量當量直徑兩種。兩種。w1）流速當量直徑）流速當量直徑w假設某一假設某一圓形風管圓形風管中的空氣與中的空氣與矩形風

9、管矩形風管中的中的空氣空氣流速相等流速相等，并且兩者的，并且兩者的單位長度摩阻力單位長度摩阻力也相等也相等，則該，則該圓管的圓管的 直徑就稱為流速當量直直徑就稱為流速當量直徑徑，以，以DV表示。據(jù)此定義可推得為：表示。據(jù)此定義可推得為：2VabDab根據(jù)矩形風管的流速當量直徑根據(jù)矩形風管的流速當量直徑Dv和實際流速和實際流速V，解解2-1 矩道風道內(nèi)空氣流速矩道風道內(nèi)空氣流速15/0.5 0.4LVm sab22 500 400444500400VabDmmab由由V=5m/s、Dv=444mm查圖查圖2-3-1(P51)得得Rm0=0.62Pa/m粗糙度修正系數(shù)粗糙度修正系數(shù)0.250.25

10、03 51.961.96 0.621.22/tmtmKKVRK RPa m2)流量當量直徑流量當量直徑0.6250.251.3LabDab例例2-2 例例2-1改用流量當量直徑求矩形風管改用流量當量直徑求矩形風管w單位長度摩擦阻力。單位長度摩擦阻力。w解解 矩形風道的流量當量直徑矩形風道的流量當量直徑0.6250.250.6250.251.30.4 0.51.30.40.50.487LabDabm2.3.1.3 風管局部阻力計算風管局部阻力計算2.3.1.4 并聯(lián)管路的阻力平衡并聯(lián)管路的阻力平衡0.225pDDp式中式中 D-調(diào)整后的管徑；調(diào)整后的管徑；2.3.1.5 計算系統(tǒng)的總阻力和獲得管

11、網(wǎng)特計算系統(tǒng)的總阻力和獲得管網(wǎng)特性曲線性曲線的管網(wǎng)總阻力和要求的總風量的管網(wǎng)總阻力和要求的總風量Q，即可用，即可用2PSQ2218iiidSd串聯(lián)管路：串聯(lián)管路：iSS 11221iiSSSS 1即管網(wǎng)設計時不作好阻力平衡，完全依靠閥門管網(wǎng)設計時不作好阻力平衡，完全依靠閥門w調(diào)節(jié)流量的作法難以奏效，尤其是并聯(lián)管路調(diào)節(jié)流量的作法難以奏效，尤其是并聯(lián)管路較多的管網(wǎng)。較多的管網(wǎng)。w獲得管網(wǎng)特性曲線后即可結(jié)合動力設備（風獲得管網(wǎng)特性曲線后即可結(jié)合動力設備（風機）的性能曲線匹配動力設備，具體匹配方機）的性能曲線匹配動力設備，具體匹配方法在第法在第7章介紹。章介紹。w2.3.1.6 計算例題計算例題w例例

12、2-3 圖圖2-3-2所示的通風除塵管網(wǎng)。風管所示的通風除塵管網(wǎng)。風管用鋼板制作，輸用鋼板制作，輸w送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。w除塵器阻力除塵器阻力 Pc=1200Pa。對該管網(wǎng)進行水。對該管網(wǎng)進行水力力計算，獲得管網(wǎng)特性曲線。計算，獲得管網(wǎng)特性曲線。解解：w1.對各管段進行編號，標出管段長度和風點對各管段進行編號，標出管段長度和風點的排風量。的排風量。w2.選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器除塵器- 6-風機風機-7為最利環(huán)路。為最利環(huán)路。w3.根據(jù)各管段的風量及選定的流速，確定最根據(jù)各管段的風量及選定

13、的流速，確定最不利環(huán)路各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦不利環(huán)路各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。阻力。w根據(jù)表根據(jù)表2-2-3輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風管內(nèi)最小風速為，垂直風管風管內(nèi)最小風速為，垂直風管12m/s、水平、水平風管風管14m/s.考慮到除塵器及風管漏風，取考慮到除塵器及風管漏風，取5%的漏風的漏風w系數(shù)，管段系數(shù)，管段6及及7的計算量為的計算量為63001.05=6615m3/h.w管段管段1w有水平風管，初定流速為有水平風管，初定流速為14m/s。根據(jù)。根據(jù)Q1=1500m/h(0.42m3/s)、V1=14m/s所選管所選管徑按通風管道徑按通風

14、管道 統(tǒng)一規(guī)格調(diào)整為統(tǒng)一規(guī)格調(diào)整為wD1=200mm：實際流速：實際流速V1=13.4m3/S;由圖由圖2-3-1查得，查得，Rml=12.5Pa/m。w同理可查得管段同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見表具體結(jié)果見表2-3-5。w4.確定管段確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦力，的管徑及單位長度摩擦力，見表見表2-3-5。=1.0+0.17+0.20=1.37w=0.09+0.17+0.14+0.20=0.60 =-0.05w=1.0+0.17+0.24=1.41900 彎頭（彎頭（R/D=1.5）2個個, =20.17=0.34w=0.10+0.34+0.

15、03=0.47帶擴散管的傘形風帽（帶擴散管的傘形風帽（h/D=0.5）=0.606.計算各管段的沿程摩擦阻力局部阻力。計算計算各管段的沿程摩擦阻力局部阻力。計算結(jié)果見表結(jié)果見表2-3-5。7.對并聯(lián)管段進行阻力平衡對并聯(lián)管段進行阻力平衡（1）匯合點）匯合點A1285apP2181.6apP121285 181.636.3%10%285ppp為使管段為使管段1、2達到阻力平衡，改變管段達到阻力平衡，改變管段2的管的管徑，徑，w增大其阻力。根據(jù)公式（增大其阻力。根據(jù)公式（2-3-12）w根據(jù)通風管道統(tǒng)一規(guī)格，取根據(jù)通風管道統(tǒng)一規(guī)格，取w仍不平衡，只好取仍不平衡，只好取 ，在運行時，在運行時再輔以閥門調(diào)節(jié)，消除平衡。再輔以閥門調(diào)節(jié)，消除平衡。0.2250.2252222181.6140126.5285pDDmmp2130Dmm121285252.412.1%10%285ppp2130Dmm（1）匯合點）匯合點B為使阻力平衡，改變管段為使阻力平衡，改變管段4的管徑的管徑通風管道統(tǒng)一規(guī)