第六章 通風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)計(jì)算的目的：在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理確定風(fēng)管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合和最優(yōu)。第六章通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算第六章：通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算通風(fēng)管道計(jì)算有兩個(gè)基本的任務(wù)：一是確定管道的阻力,以確定通風(fēng)除塵系統(tǒng)所需的風(fēng)機(jī)性能;二是確定管道的尺寸(直徑)，管道設(shè)計(jì)的合理與否直接影響系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。第一節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力及能量方程一、風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力

通風(fēng)中的空氣壓力也叫風(fēng)流壓力（簡(jiǎn)稱(chēng)為風(fēng)壓），它是表示運(yùn)動(dòng)空氣所具有的能量，它包括靜壓、動(dòng)壓和全壓。1．靜壓

在房間內(nèi)或風(fēng)道內(nèi)的空氣，不論它是否流動(dòng)，對(duì)其周?chē)诿娑籍a(chǎn)生垂直于壁面的壓力，稱(chēng)為空氣的靜壓力。

絕對(duì)靜壓：以絕對(duì)零壓作為基準(zhǔn)的靜壓，用Pj表示。相對(duì)靜壓：以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)的靜壓，用表示。當(dāng)?shù)卮髿鈮航^對(duì)真空絕對(duì)靜壓與相對(duì)靜壓

不同標(biāo)高的大氣，其靜壓也不同。隨著高度的升高，靜壓降低，反之亦然。如果空氣是不可壓縮的，

Pj=P0-ρgz

式中：z——相對(duì)于基準(zhǔn)的高度，m；

p0——z=0基準(zhǔn)處的空氣靜壓，Pa(N/m2)；

pj——高度為z處的空氣靜壓，Pa(N/m2)；

ρ——空氣的密度，kg/m3；

g——重力加速度，m/s2。2．動(dòng)壓

流動(dòng)著的空氣沿它的流動(dòng)方向?qū)a(chǎn)生一種壓力，稱(chēng)為空氣的動(dòng)壓力。動(dòng)壓是單位體積風(fēng)流運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。它恒為正且具有方向性，它的方向就是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的方向。單位體積空氣的質(zhì)量為ρ（kg/m3），風(fēng)流速度為υ(m/s)，則根據(jù)動(dòng)能公式即得風(fēng)流動(dòng)壓Pd(Pa)計(jì)算式為：

Pd=ρυ2/2

3．全壓全壓Pq等于靜壓Pj與動(dòng)壓Pd之和，即

Pq=Pj+Pd

靜壓Pj以相對(duì)壓力表示時(shí)，若靜壓為正，則全壓總為正；若靜壓為負(fù)，則全壓可能為正，也可能為負(fù)，取決于||值與Pd值的相對(duì)大小。相對(duì)全壓：

4、風(fēng)流壓力的測(cè)定風(fēng)流壓力測(cè)定二、風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的流速

由于流體具有粘性，在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦，使得同一斷面上各點(diǎn)的流速各不相等。平均流速：根據(jù)流量相等原則所確定的均勻流速，稱(chēng)為斷面平均流速。工程上所指的管道流速就是這個(gè)斷面的平均流速。一般所說(shuō)的斷面動(dòng)壓或全壓，指平均風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓或全壓。三、風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流流動(dòng)的連續(xù)性方程

在風(fēng)管中流動(dòng)的風(fēng)流是連續(xù)不斷的介質(zhì)，充滿(mǎn)它流經(jīng)的空間，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，流入空間的流體質(zhì)量等于流出其空間的流體質(zhì)量。當(dāng)空氣從風(fēng)管的1斷面流向2斷面，且做定常流動(dòng)時(shí)（即在流動(dòng)中不漏風(fēng)又無(wú)補(bǔ)給），則兩個(gè)過(guò)流斷面的空氣質(zhì)量流量相等，即任一過(guò)流斷面的質(zhì)量流量為Mi（kg/s），則

Mi=const四、風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的能量方程

能量方程是能量守恒原理在氣體流動(dòng)中的具體表現(xiàn)形式和數(shù)學(xué)表達(dá)式。流體運(yùn)動(dòng)所具有的能量包括內(nèi)能U和機(jī)械能E，而機(jī)械能包括流體的靜壓能P，動(dòng)壓能ρv2/2和位勢(shì)能Zρg，即

由于與外界發(fā)生熱交換及對(duì)外界做功，其能量就要發(fā)生變化，根據(jù)熱力學(xué)第一定律即有

式中

U1、U2——分別為斷面1、2流體的內(nèi)能；

E1、E2——分別為斷面l、2流體的機(jī)械能；

q——流體與外界交換的熱量；

h——流體對(duì)外界所做的功。對(duì)于絕熱過(guò)程q=0；對(duì)于等溫過(guò)程內(nèi)能不變U1=U2。則不可壓縮流體絕熱、等溫的穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的能量方程為

1-1斷面與2-2斷面之間若有風(fēng)機(jī)（通風(fēng)機(jī)的全壓為H）存在時(shí)：1122Z1Z2v1v2

通風(fēng)工程中。常采用相對(duì)壓力表示風(fēng)流的壓力，而不測(cè)定和計(jì)算絕對(duì)壓力。對(duì)于水平管道：對(duì)于垂直或傾斜管道：

應(yīng)用：阻力測(cè)定、通風(fēng)機(jī)壓力測(cè)定、分析通風(fēng)管道的壓力分布情況五、空氣壓力的測(cè)定

通風(fēng)工程中空氣壓力測(cè)定包括：空氣絕對(duì)壓力測(cè)定和空氣相對(duì)壓力測(cè)定。1．空氣絕對(duì)壓力的測(cè)定絕對(duì)壓力的測(cè)定，通常使用水銀氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì)。（1）水銀氣壓計(jì)（2）空盒氣壓計(jì)

2．相對(duì)壓力的測(cè)定相對(duì)壓力的測(cè)定，常用的有Ｕ形壓力計(jì)、單管傾斜壓力計(jì)和補(bǔ)償微壓計(jì)。它們都須與皮托管配合來(lái)測(cè)量風(fēng)流的靜壓、動(dòng)壓和全壓。（1）皮托管（2）Ｕ形壓力計(jì)Ｕ形壓力計(jì)（也稱(chēng)為Ｕ形水柱計(jì)），有垂直和傾斜兩種類(lèi)型，它們都是由一內(nèi)徑相同、裝有蒸餾水或酒精的Ｕ形玻璃管與刻度尺所構(gòu)成它的測(cè)壓原理是：Ｕ形管兩側(cè)液面承受相同壓力時(shí)，液面處于同一水平；當(dāng)兩側(cè)液面壓力不同時(shí)，壓力大的一側(cè)液面下降，另一側(cè)液面上升，從中間的標(biāo)尺即可讀出壓差。（3）單管傾斜壓力計(jì)為了提高測(cè)量精度，可采用傾斜Ｕ形壓力計(jì)。設(shè)傾斜Ｕ形壓力計(jì)的傾斜角度為α，兩側(cè)液面差為L(zhǎng)(mm)，則所測(cè)壓力差為H（mmH2O），即所測(cè)壓力P（Pa）為：P=ρgH=ρgLsinα

式中

ρ——Ｕ形管中液體的密度（kg/m3）；

P——所測(cè)壓力，Pa；

g——重力加速度，m/s2。（4）補(bǔ)償式微壓計(jì)六、風(fēng)速測(cè)定

1．空氣示蹤法空氣示蹤法是把有色煙霧（稱(chēng)為示蹤氣體）釋放于運(yùn)動(dòng)的空氣中，根據(jù)示蹤氣體在一定時(shí)間t內(nèi)的距離L，即可計(jì)算出風(fēng)速大小v為：

v=L/t

常用的示蹤氣體有氯化銨（NH4Cl），六氟化硫（SF6）等。SF6比較穩(wěn)定，適用于通風(fēng)模擬試驗(yàn)。2、機(jī)械風(fēng)表與電子風(fēng)表

3．動(dòng)壓法

采用皮托管與壓差計(jì)測(cè)出風(fēng)流的動(dòng)壓Pd，然后按下式計(jì)算出相應(yīng)的風(fēng)速：

式中

Ri——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑，m；

R——風(fēng)筒半徑，m；

i——從風(fēng)筒中心算起圓環(huán)序號(hào)；

n——測(cè)點(diǎn)圓環(huán)數(shù)。

測(cè)點(diǎn)圓環(huán)的數(shù)量n，應(yīng)根據(jù)被測(cè)風(fēng)管的直徑大小來(lái)確定。一般直徑為300～600mm時(shí)，n取3，直徑為700～1000mm時(shí)，n取4。4．熱式風(fēng)速儀包括熱球風(fēng)速儀、熱線風(fēng)速儀等，其原理是通過(guò)熱敏感元件因風(fēng)速變化引起其溫度變化而使其電性參數(shù)改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的測(cè)定。第二節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的阻力摩擦阻力

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。局部阻力

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1.摩擦阻力計(jì)算式——摩擦阻力系數(shù)；——風(fēng)管的水力半徑，m。f—管道中充滿(mǎn)流體部分的橫斷面積，P—濕周，在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中即為風(fēng)管的周長(zhǎng)，m。圓形風(fēng)管

因?yàn)樗詧A形風(fēng)管單位長(zhǎng)度的摩擦阻力（又稱(chēng)比摩阻）為：2.摩擦阻力系數(shù)

與空氣在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān)。流動(dòng)狀態(tài)：

管壁的粗糙度：絕對(duì)粗糙度：K相對(duì)粗糙度:K/dλ摩阻系數(shù)的確定：1、層流區(qū)Re＜20002、臨界區(qū)Re=2000-40003、紊流區(qū)Re＞4000

制成線解圖或計(jì)算表，則已知流量、管徑、流速、阻力四個(gè)參量中的兩個(gè)，即可求得其余兩個(gè)參量。線解圖是按過(guò)渡區(qū)的λ值，在壓力B0=101.3kPa、溫度t0=20℃、空氣密度ρ0=1.204kg/m3、運(yùn)動(dòng)粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圓形風(fēng)管等條件下得出的。當(dāng)實(shí)際使用條件下上述條件不相符時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。

熟悉附錄9通風(fēng)管道單位長(zhǎng)度摩擦阻力線算圖。確定比摩阻的方法：（1）線算圖（P243）

圖的多種用法：由L、D求Rm由L、Rm求D由L、v求D、RmDLLvRm（2）計(jì)算表格修正：

實(shí)際使用條件與上述條件不相符時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。1、密度和粘度的修正

式中，——實(shí)際的單位長(zhǎng)度摩擦阻力，Pa/m；——圖上查出的單位長(zhǎng)度摩擦阻力，Pa/m；——實(shí)際的空氣密度，kg/m3；——實(shí)際的空氣運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s。2、空氣溫度和大氣壓力的修正——溫度修正系數(shù)；——大氣壓力修正系數(shù)。B——實(shí)際的大氣壓力，kPa。

也可以通過(guò)查圖確定修正系數(shù)。例6-1蘭州市某廠有一通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)管用薄鋼板制作。已知風(fēng)量L=1500m3/h（0.417m3/s），管內(nèi)空氣流速，空氣溫度t=100℃。求風(fēng)管的管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。解：蘭州市大氣壓力有附錄9查出D=200mm，由圖6-1查出

3管壁粗糙度的修正——管壁粗糙度修正系數(shù)；——管壁粗糙度，mm；——管內(nèi)空氣流速，m/s。4、矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算當(dāng)量直徑：與矩形風(fēng)管有相同單位長(zhǎng)度摩擦阻力的原型風(fēng)管的直徑。（1）流速當(dāng)量直徑:

圓形風(fēng)管的水力半徑：矩形風(fēng)管的水力半徑：令A(yù)BvAvBvA=vB

RmA=RmBDB為A的流速當(dāng)量直徑，記作Dv由知圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等例6-2有一表面光滑的磚砌風(fēng)管（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)空氣流速矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑根據(jù)流速和直徑，查附錄9，得粗糙度修正系數(shù)

例題表面光滑的風(fēng)管（K=0.15mm），斷面尺寸500×400mm，流量=1m3/s，求比摩阻查圖得Rm=0.61Pa/m粗糙度修正系數(shù)

（2）流量當(dāng)量直徑:

設(shè)某一圓型風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管的空氣流量相等，并且單位長(zhǎng)度的摩擦阻力也相等，則該圓型風(fēng)管的直徑就稱(chēng)為此矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑，以表示。或注意：查用表圖時(shí)必須對(duì)應(yīng)使用流量和流量當(dāng)量直徑或流速和流速當(dāng)量直徑例題表面光滑的風(fēng)管（K=0.15mm），斷面尺寸500×400mm，流量=1m3/s，求比摩阻查圖得Rm=0.61Pa/m二、局部阻力—局部阻力系數(shù)。

在通風(fēng)除塵管網(wǎng)中,連接部件很多,因此局部阻力較大,為了減少系統(tǒng)運(yùn)行的能耗,在設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)盡可能降低管網(wǎng)的局部阻力.在流量、流向及管道斷面形狀發(fā)生變化的局部由于渦流造成的能量損失。局部阻力系數(shù)舉例合流三通支管局部阻力系數(shù)直管局部阻力系數(shù)2）減小局部阻力的措施在常用的通風(fēng)系統(tǒng)總流動(dòng)阻力中，局部阻力占主要比例1.彎頭圓形風(fēng)管彎頭曲率半徑一般應(yīng)大于1~2倍管徑矩形風(fēng)管長(zhǎng)寬比B/A越大，阻力越小矩形直角彎頭內(nèi)設(shè)導(dǎo)流片2）減小局部阻力的措施2.三通減小干管和支管間夾角保持干管和支管流速相當(dāng)避免出現(xiàn)引流現(xiàn)象，主管氣流大于支管氣流速度3.排風(fēng)立管出口降低排風(fēng)立管的出口流速

減小出口的動(dòng)壓損失管邊尖銳的傘形風(fēng)帽帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽2）減小局部阻力的措施4.管道和風(fēng)機(jī)的連接避免在接管處產(chǎn)生局部渦流5.避免突擴(kuò)、突縮，用漸擴(kuò)、漸縮α=8o～10o,最大<45o2）減小局部阻力的措施6.減少進(jìn)出口的局部損失三、通風(fēng)管道的阻力特性1、通風(fēng)管道的阻力特性系數(shù)K:阻力特性系數(shù)，2、并聯(lián)分支管道的風(fēng)量分配如果設(shè)計(jì)時(shí)并聯(lián)支管的阻力并不相等，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，風(fēng)量將如何分配？因?yàn)樗?、例題：某有并聯(lián)分支管道的通風(fēng)管網(wǎng)如圖所示。已知設(shè)計(jì)的結(jié)果不進(jìn)行阻力平衡調(diào)整，求運(yùn)行后并聯(lián)分支管道的風(fēng)量各為多少？（運(yùn)行后的總風(fēng)量等于設(shè)計(jì)的總風(fēng)量）L1L2分析管內(nèi)壓力分布的目的是了解管內(nèi)壓力的分布規(guī)律,為管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供依據(jù).分析的原理是風(fēng)流的能量方程和靜壓、動(dòng)壓與全壓的關(guān)系式.第二節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力分布理論基礎(chǔ)1、Pq=Pd+Pj2、未開(kāi)風(fēng)機(jī)時(shí)，Pj=Pq=大氣壓=03、風(fēng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后，Pq2=Pq1-(Rml+Z)1-2。4、ΔPm=Rml直線分布；Z集中分布

僅有摩擦阻力的通風(fēng)管道內(nèi)的壓力分布

首先，算出各點(diǎn)（斷面）的靜壓值、動(dòng)壓值和全壓值，再把它們標(biāo)出后逐點(diǎn)連接起來(lái)，最后，可以得出風(fēng)管內(nèi)的壓力分布圖。一般通風(fēng)管道內(nèi)的壓力分布第六章：通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算第四節(jié)通風(fēng)管道的水力計(jì)算目的:確定各管段的管徑和阻力前提:系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各排風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量、位置均已確定。管道直徑的確定在計(jì)算管道直徑時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足以下約束條件:(1)管內(nèi)流速的要求:對(duì)于除塵管道,為了防止粉塵沉積管壁上,管內(nèi)流速要大于一定的數(shù)值,即U≥Umin,Umin為防止粉塵沉積的最小風(fēng)速。對(duì)非除塵管網(wǎng)可不受這個(gè)條件的約束.(2)阻力平衡要求:要使各分支的風(fēng)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,各分支的阻力必須平衡.如果設(shè)計(jì)的阻力不平衡就應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié).(3)管道投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的合理性:管道直徑增大,阻力減少,運(yùn)行費(fèi)用降低,但阻力增大,運(yùn)行費(fèi)用也增大.因此,管徑的合理性應(yīng)表現(xiàn)在管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最小.設(shè)計(jì)時(shí),要使確定的管徑完全滿(mǎn)足上述約束條件是很困難的,因此人們提出了各種計(jì)算方法,常用的有以下幾種方法——假定流速法、等壓損法（壓損平均法）、靜壓復(fù)得法、優(yōu)化設(shè)計(jì)法。風(fēng)管水力計(jì)算的方法假定流速法常用的方法壓損平均法風(fēng)機(jī)壓頭已定，用此方法比較方便靜壓復(fù)得法利用復(fù)得的靜壓來(lái)克服阻力1.假定流速法其原理是取管內(nèi)流速等于最小風(fēng)速或經(jīng)濟(jì)風(fēng)速,根據(jù)管內(nèi)的流量Li即可得管徑Di為:采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié).假定流速法的計(jì)算步驟和方法1、繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測(cè)圖，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和風(fēng)量。管段長(zhǎng)度一般按兩管件間中心線長(zhǎng)度計(jì)算，不扣除管件(如三通，彎頭)本身的長(zhǎng)度。2、確定合理的空氣流速流速高，風(fēng)管斷面小，材料耗用少，建造費(fèi)用??；但是系統(tǒng)的阻力大，動(dòng)力消耗增大，運(yùn)用費(fèi)用增加。對(duì)除塵系統(tǒng)會(huì)增加設(shè)備和管道的摩損，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)增加噪聲。流速低，阻力小，動(dòng)力消耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費(fèi)用大，風(fēng)管占用的空間也增大。對(duì)除塵系統(tǒng)流速過(guò)低會(huì)使粉塵沉積堵塞管道。因此，必須通過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定合理的流速。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按參照表確定。建筑物類(lèi)別管道系統(tǒng)的部位風(fēng)速靠近風(fēng)機(jī)處的極限流速自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)輔助建筑吸入空氣的百葉窗0~1.02~410~12吸風(fēng)道1~22~6支管及垂直風(fēng)道0.5~1.52~5水平總風(fēng)道0.5~1.05~8近地面的進(jìn)風(fēng)口0.2~0.50.2~0.5近頂棚的進(jìn)風(fēng)口0.5~1.01~2近頂棚的排風(fēng)口0.5~1.01~2排風(fēng)塔1~1.53~6工業(yè)建筑材料薄鋼板總管6~14支管2~8室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口1.5~3.5室內(nèi)回風(fēng)口2.5~3.5新鮮空氣入口5.5~6.5磚、礦渣、石棉水泥、礦渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6工業(yè)管道中常用的空氣流速（m/s）風(fēng)速（m/s）部位低速風(fēng)管高速風(fēng)管推薦風(fēng)速最大風(fēng)速推薦最大居住公共工業(yè)居住公共工業(yè)一般建筑新風(fēng)入口2.52.52.54.04.5635風(fēng)機(jī)入口3.54.05.04.55.07.08.516.5風(fēng)機(jī)出口5~86.5~108~128.57.5~118.5~1412.525主風(fēng)道3.5~4.55~6.56~94~65.5~86.5~1112.530水平支風(fēng)道3.03.0~4.54~53.5~4.04.0~6.55~91022.5垂直支風(fēng)道2.53.0~3.54.03.25~4.04.0~6.05~81022.5送風(fēng)口1~21.5~3.53~4.02.0~3.03.0~5.03~54－空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（m/s）粉塵類(lèi)別粉塵名稱(chēng)垂直風(fēng)管水平風(fēng)管纖維粉塵干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218礦物粉塵耐火材料粉塵1417粘土1316石灰石1416水泥1218濕土（含水2%以下）1518重礦物粉塵1416輕礦物粉塵1214灰土、砂塵1618干細(xì)型砂1720金剛砂、剛玉粉1519金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923鉛塵2025其它粉塵輕質(zhì)干粉塵（木工磨床粉塵、煙草灰）810煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵1012假定流速法的計(jì)算步驟和方法3.根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速，按計(jì)算各管段的斷面尺寸，并計(jì)算摩擦阻力和局部阻力。

確定風(fēng)管斷面尺寸時(shí)，應(yīng)采用規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定的通風(fēng)管道規(guī)格。風(fēng)管斷面尺寸確定后，應(yīng)按管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算阻力。阻力計(jì)算應(yīng)從最不利環(huán)路（即阻力最大的環(huán)路）開(kāi)始。4、并聯(lián)管路的阻力計(jì)算衡量標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于一般的通風(fēng)系統(tǒng)，兩支管的阻力差應(yīng)不超過(guò)15%，除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過(guò)10%。（1）調(diào)節(jié)支管管徑（2）增大風(fēng)量（3）閥門(mén)調(diào)節(jié)5、計(jì)算系統(tǒng)的總阻力6、選擇風(fēng)機(jī)（1）確定風(fēng)機(jī)的類(lèi)型（2）計(jì)算擬選風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓

風(fēng)壓附加系數(shù)，一般的送排風(fēng)系統(tǒng)1.1~1.15;除塵系統(tǒng)1.15~1.2；風(fēng)量附加系數(shù)，一般的送排風(fēng)系統(tǒng)1.1;除塵系統(tǒng)1.1~1.15。（3）當(dāng)風(fēng)機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作時(shí)，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2.等壓損法（壓損平均法）該法的原理是,假設(shè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H為已知,各管段單位長(zhǎng)度的壓力損失相等,由此而求出各分支的管徑.這種方法計(jì)算結(jié)果也很難滿(mǎn)足阻力平衡要求,因此也需要進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié).3.靜壓復(fù)得法：該法原理是在管道的分支處,由于分流使流速降低,根據(jù)靜壓與動(dòng)壓的轉(zhuǎn)換原理,流速降低,使風(fēng)管分支處復(fù)得一定的靜壓,令此復(fù)得靜壓等于該管段的阻力.由此即可求得管道的直徑.此法主要用于高風(fēng)速管網(wǎng)的計(jì)算.4.優(yōu)化設(shè)計(jì)法：該法的原理是以管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最低作為目標(biāo)函數(shù)而獲得管道直徑.這種方法是管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算中的新理論,它對(duì)于降低通風(fēng)系統(tǒng)的能耗,提高管網(wǎng)風(fēng)平衡精度具有重要的意義.計(jì)算例題例6-5如圖所示通風(fēng)管網(wǎng)。風(fēng)管用鋼板制作，輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。除塵器阻力為1200Pa，對(duì)該管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算，并獲得管網(wǎng)特性曲線。返回[解]：

1．對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。

2．選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風(fēng)機(jī)-7為最不利環(huán)路。

3．根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。根據(jù)表6-4，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為：垂直風(fēng)管12m/s，水平風(fēng)管14m/s。考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，取5％的漏風(fēng)系數(shù)，管段6及7的計(jì)算風(fēng)量為6300×1.05＝6615m3／h。

管段1水平風(fēng)管，初定流速為14m/s。根據(jù)Ql＝1500m3/h（0.42m3/s）、v1=14m/s由附錄9查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合附錄11的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格：

D1＝200mm；實(shí)際流速v1＝13.4m/s；

Rm1=12.5Pa/m同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見(jiàn)表6-5。4.確定管段2、4的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦力，見(jiàn)表6-5。5.計(jì)算各管段局部阻力例如：6.計(jì)算各管段的沿程阻力和局部阻力(見(jiàn)表6-5)7.對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡：<流體輸配管網(wǎng)>8.計(jì)算系統(tǒng)總阻力，獲得管網(wǎng)特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管路1-3-5-6-7阻力之和。9.選擇風(fēng)機(jī)返回1返回2第四節(jié)均勻送風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算一、均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理二、實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件三、側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路局部阻力系數(shù)和側(cè)孔局部阻力系數(shù)四、均勻送風(fēng)管道的計(jì)算方法第四節(jié)均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算要求送風(fēng)管道從風(fēng)管側(cè)壁上的若干風(fēng)口(或短管),以相同的出口速度,均勻地把等量的空氣送入室內(nèi),這種送風(fēng)管道稱(chēng)為均勻送風(fēng)管道.均勻送風(fēng)管道的構(gòu)造有兩種形式,一種是均勻送風(fēng)管道的斷面變化(即斷面逐漸縮小)而側(cè)風(fēng)口(或短管)的面積相等;

另一種是送風(fēng)管道的斷面不變化而側(cè)風(fēng)口(或短管)的面積都不相等.其計(jì)算的基本原理是保持各側(cè)孔的靜壓相等.根據(jù)管道阻力的計(jì)算和能量方程即可求得各側(cè)孔靜壓相等的關(guān)系式.均勻送風(fēng)管道計(jì)算的目的是確定側(cè)孔的面積,風(fēng)管斷面尺寸以及均勻送風(fēng)管段的阻力.當(dāng)側(cè)孔的數(shù)量,側(cè)孔的間距以及每個(gè)側(cè)孔的送風(fēng)量確定之后,按上述原理即可計(jì)算出均勻送風(fēng)管道的尺寸.一、均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理（1）速度靜壓差產(chǎn)生的流速空氣在風(fēng)管內(nèi)的流速出流角孔口實(shí)際流速

（2）流量孔口流出風(fēng)量：空氣在孔口面積上的平均流速：風(fēng)口的流速分布如圖：（矩形送風(fēng)管斷面不變）*要實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)可采取的措施

1、設(shè)阻體，改變流量系數(shù)；

2、采用錐形風(fēng)管改變斷面積，保持靜壓不變；

3、改變孔口面積；

4、增大送風(fēng)斷面面積F，減小孔口面積f0。二、實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件：保持各側(cè)孔靜壓、流量系數(shù)相等,增大出流角。1、保持各側(cè)孔靜壓Pj相等；2、保持各側(cè)孔流量系數(shù)μ相等；μ與孔口形狀、流角α以及L0/L=有關(guān)，當(dāng)α大于60°，μ一般等于0.63、增大出流角α，大于60°，接近90°。三、側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路局部阻力系數(shù)和側(cè)孔局部阻力系數(shù)

(1)直通部分的局部阻力

(2)從側(cè)孔或條縫口出流時(shí)，取0.6~0.65四、均勻送風(fēng)管道的計(jì)算方法

先確定側(cè)孔個(gè)數(shù)，側(cè)孔間距及每個(gè)側(cè)孔的送風(fēng)量，然后計(jì)算出側(cè)孔面積、送風(fēng)管道直徑（或斷面尺寸）及管道的阻力。步驟：（1）擬定孔口平均流速，計(jì)算出側(cè)孔面積和靜壓（）。（2）按的原則設(shè)定vd,求出第一側(cè)孔前管道直徑；（3）計(jì)算1-2的阻力，確定斷面2的全壓，進(jìn)而得到斷面2的動(dòng)壓，求出斷面2的流速，進(jìn)而求出第二側(cè)孔前管道直徑；（4）依此類(lèi)推，求其余斷面管徑。（5）斷面1的全壓即管道的總阻力。五、計(jì)算例題如圖所示：總風(fēng)量為8000m3/h的圓形均勻送風(fēng)管道采用8個(gè)等面積的側(cè)孔均勻送風(fēng)，孔間距為1.5M，確定其孔口面積、風(fēng)管各斷面直徑及總阻力。

解：1、確定孔口平均流速v0，注意：把每一段起始斷面的動(dòng)壓作為該管段的平均動(dòng)壓，并假設(shè)μ、λ為常數(shù)，將產(chǎn)生一定誤差，但在工程實(shí)際是允許的。第六節(jié)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題一、通風(fēng)除塵系統(tǒng)的劃分

當(dāng)車(chē)間內(nèi)不同地點(diǎn)有不同的送、排風(fēng)要求，或車(chē)間面積較大，送、排風(fēng)點(diǎn)較多時(shí)，為便于運(yùn)行管理，常分設(shè)多個(gè)送、排風(fēng)系統(tǒng)。二、風(fēng)機(jī)及管道的布置三、其他有關(guān)問(wèn)題一、通風(fēng)除塵系統(tǒng)的劃分系統(tǒng)劃分的原則：1．空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同的，可劃為同一系統(tǒng)。2．同一生產(chǎn)流程、運(yùn)行班次和運(yùn)行時(shí)間相同的，可劃為同一系統(tǒng)。3．對(duì)下列情況應(yīng)單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)：（1）兩種或兩種以上的有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸；（2）兩種有害物質(zhì)混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；（3）兩種有害物質(zhì)混合后易使蒸汽凝結(jié)并積聚粉塵；（4）放散劇毒物質(zhì)的房間和設(shè)備。4．除塵系統(tǒng)的劃分應(yīng)符合下列要求：（1）同一生產(chǎn)流程、同時(shí)工作的揚(yáng)塵點(diǎn)相距不大時(shí)，宜合為一個(gè)系統(tǒng)；（2）同時(shí)工作但粉塵種類(lèi)不同的揚(yáng)塵點(diǎn)，當(dāng)工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無(wú)回收價(jià)值時(shí)，也可合設(shè)一個(gè)系統(tǒng)；（3）溫濕度不同的含塵氣體，當(dāng)混合后可能導(dǎo)致風(fēng)管結(jié)露時(shí)，應(yīng)分設(shè)系統(tǒng)。5．如排風(fēng)量大的排風(fēng)點(diǎn)位于風(fēng)機(jī)附近，不宜和遠(yuǎn)處排風(fēng)量小的排風(fēng)點(diǎn)合為同一系統(tǒng)。增設(shè)該排風(fēng)點(diǎn)后會(huì)增大系統(tǒng)總阻力。二、風(fēng)管布置風(fēng)管布置直接關(guān)系到通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專(zhuān)業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。1．除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點(diǎn)不宜過(guò)多，以利各支管間阻力平衡。如排風(fēng)點(diǎn)多，可用大斷面集合管連接各支管。集合管內(nèi)流速不宜超過(guò)3m/s，集合管下部設(shè)卸灰裝置。2．除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜敷設(shè)時(shí)與水平面夾角最好大于45°。如必需水平敷設(shè)或傾角小于30°時(shí)，應(yīng)采取措施，如加大流速、設(shè)清掃口等。3．輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時(shí)，如表面處理車(chē)間的排風(fēng)管道，應(yīng)用不小于0.005的坡度，以排除積液，并應(yīng)在風(fēng)管的最低點(diǎn)和風(fēng)機(jī)底部裝設(shè)水封泄液管。4．在除塵系統(tǒng)中，為防止風(fēng)管堵塞，風(fēng)管直徑不宜小于下列數(shù)值：排送細(xì)小粉塵

80mm排送較粗粉塵（如木屑）

100mm排送粗粉塵（有小塊物體）

130mm5．排除含有劇毒物質(zhì)的正壓風(fēng)管，不應(yīng)穿過(guò)其它房間。6．風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置（如閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測(cè)定孔和采樣孔等）或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn)。7．風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。三、風(fēng)管斷面形狀的選擇和管道定型化(一）風(fēng)管斷面形狀的選擇風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。

當(dāng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小時(shí)，例如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)都用圓形風(fēng)管。當(dāng)風(fēng)管斷面尺寸大時(shí)，為了充分利用建筑空間，通常采用矩形風(fēng)管。例如民用建筑空調(diào)系統(tǒng)都采用矩形風(fēng)管。(二)管道定型化隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通風(fēng)，空調(diào)工程大量增加。為了最大限度地利用板材，實(shí)現(xiàn)風(fēng)管制作，安裝機(jī)械化、工廠化，在國(guó)家建委組織下，1975年確定了《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》。《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》有圓形和矩形兩類(lèi)。必須指出：1.《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》中，圓管的直徑是指外徑，矩形斷面尺寸是其外邊長(zhǎng)，即尺寸中都包括了相應(yīng)的材料厚度。2．為了滿(mǎn)足阻力平衡的需要，除塵風(fēng)管和氣密性風(fēng)管的管徑規(guī)格較多。3．管道的斷面尺寸(直徑和邊長(zhǎng))采用R20系列，即管道斷面尺寸是以公比數(shù)≈1.12的倍數(shù)來(lái)編制的。四、風(fēng)管材料的選擇

用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、膠合板、纖維板，礦渣石膏板，磚及混凝土等。需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管，則大多用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、橡膠管及金屬軟管等。薄鋼板是最常用的材料，有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。硬聚氯乙烯塑料板適用于有腐蝕作用的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)。以磚，混凝土等材料制作風(fēng)管，主要用于需要與建筑、結(jié)構(gòu)配合的場(chǎng)合。風(fēng)管材料

五、風(fēng)管的保溫當(dāng)風(fēng)管在輸送空氣過(guò)程中冷、熱量損耗大，又要求空氣溫度保持恒定，或者要防止風(fēng)管穿越房間時(shí)對(duì)室內(nèi)空氣參數(shù)產(chǎn)生影響及低溫風(fēng)管表面結(jié)露，都需要對(duì)風(fēng)管進(jìn)行保溫。通常保溫結(jié)構(gòu)有四層：1、防腐層2、保溫層3、防潮層4、保護(hù)層六、進(jìn)、排風(fēng)口(一)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口是通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)采集室外新鮮空氣的入口，其位置應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：1．應(yīng)設(shè)在室外空氣較清潔的地點(diǎn)。進(jìn)風(fēng)口處室外空氣中有害物質(zhì)濃度不應(yīng)大于室內(nèi)作業(yè)地點(diǎn)最高允許濃度的30%。2．應(yīng)盡量設(shè)在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)，并且應(yīng)低于排風(fēng)口。3．進(jìn)風(fēng)口的底部距室外地坪不宜低于2m，當(dāng)布置在綠化地帶時(shí)不宜低于1m。4．降溫用的進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)在建筑物的背陰處。(二)排風(fēng)口1．在一般情況下通風(fēng)排氣立管出口至少應(yīng)高出屋面0.5m。2．通風(fēng)排氣中的有害物質(zhì)必需經(jīng)大氣擴(kuò)散稀釋時(shí)，排風(fēng)口應(yīng)位于建筑物空氣動(dòng)力陰影區(qū)和正壓區(qū)以上。3．要求在大氣中擴(kuò)散稀釋的通風(fēng)排氣，其排風(fēng)口上不應(yīng)設(shè)風(fēng)帽。七、防爆及防火設(shè)計(jì)有爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．系統(tǒng)的風(fēng)量除了滿(mǎn)足一般的要求外，還應(yīng)校核其中可燃物的濃度。如果可燃物濃度在爆炸濃度的范圍內(nèi)，則應(yīng)按下式加大風(fēng)量：

2．防止可燃物在通風(fēng)系統(tǒng)的局部地點(diǎn)(死角)積聚。3．選用防爆風(fēng)機(jī)，并采用直聯(lián)或聯(lián)軸器傳動(dòng)方式。如果采用三角皮帶傳動(dòng)，為防止靜電產(chǎn)生火花，可用接地電刷把靜電引入地下。4．有爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)防爆門(mén)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇升高時(shí)，靠防爆門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟泄壓。

第七節(jié)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的測(cè)定調(diào)試目的：（1）發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量和設(shè)備性能等方面存在的問(wèn)題，從而采取相應(yīng)的改進(jìn)措施以保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；（2）使運(yùn)行人員熟悉和掌握系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)，并為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行積累資料。

一、初次調(diào)試1、調(diào)試準(zhǔn)備（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行檢查，校正不合理的地方?！锻L(fēng)空調(diào)工程施工標(biāo)準(zhǔn)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50243-2002）（2）設(shè)備規(guī)格、型號(hào)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查。并檢查設(shè)備基礎(chǔ)、管道支架、風(fēng)管連接是否牢固，電器開(kāi)關(guān)是否便于操作。（3）風(fēng)管檢查口、集塵箱、法蘭連接、測(cè)量孔等處是否