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风管管件损失计算 1 风管系统标准风速 风管风速标准分为低速与高速两种 风速在15m s以下属低速风管 以上则为高速风管 前者用于大楼之通风及空调 后者则应用于工业及生产作业方面 风速之大小与风管之噪音 震动 及成本均有相当大的关系 而风管出口及吸气口之风速亦会影人体之舒适与安宁 2 低速风管之风速标准 3 高速风管内之风速标准 4 风机出风口及吸风口之风速标准 5 风管材料 制造风管之材料通常多为黑铁锌或镀锌铁板 后者耐锈蚀 使用较为普遍 设计上亦有采用铝板者 但价格较高 故仍少见 工场类之建筑中 其排风及回风亦有采用混凝土结构者 但大多建于地下 有关圆形风管使用铁板之厚度及号如下列所视 6 圆形低速风管使用之铁板标准 7 圆形高速风管使用之铁板标准 8 矩形低速风管使用之铁板标准 9 矩形高速风管使用之铁板标准 10 矩形低速风管使用之铝板标准 11 风管接合用法兰 Flange 12 圆形风管之吊架标准 13 矩形风管之支 吊 架标准 14 管路中之损失 在管路中 要使空气流体经过管路 必须克服相当的阻力 这阻力以压力表示 可分为管路直线部份之损失及局部弯管 分岐管 网关等之压力损失 其主要原因包括来自 1 摩擦 2 弯曲 3 分岐或汇合 4 断面积或形状之变化在管道中亦有许多存在之障碍物 均会造成管流之阻力 这些项目包括 1 风量控制器 2 阻水板 3 空气过滤器 4 加热器或冷却器 5 测量及控制仪器 6 防火活门 15 静压与动压之损失 送风设备所产生之阻力可分为动与静两种 与风速平方成比例变化的是动阻力 与风速无关的静阻力 动阻力与静阻力合成即为为送风系统之全阻力 若管路中有存在静压存在 则全压亦须包括达到静压所需之压力 气流在风管内所损失之压力可用下式表示 PT PL PD式中 PT为全部压损 PL为管长之压损 而PD则为各种弯管 分岐管 闸门等之压损 前文已述 动压与风速间有一个确定的关系 就空气而言 其关系如下式 Pv V2 2gx V2 16 3 V 4 03 2 mmAq 式中 V的单位为 m s 16 直线风管之阻力损失 17 矩形风管之换算 若想换算成同样单位阻力之矩形风管时 可利用下式换算之 a b分别为矩形风管之宽与高 其值亦可利用圆形面积与矩形面积相等之方式进行粗略估计 矩形风管外围宽与高之比又称为纵横比 AspectRatio 此值最高可为8 1 但自1 1至8 1时 铁板面积要增加70 其重量亦会增加3 5倍 故设计风管时 除非特殊情况 此比值应愈趋近1 1时为佳 以节省其制造与安装成本 18 风管局部管道之阻力 一个完整的风管系统中 除风管本身外 尚有直管 弯管 分岐管闸门 damper 大小头 三通管 等其它组件 此部份因形状之改变会使风道产生涡流 并消耗部份能量 在这部份所产生之摩擦及压力损失 统称为局部管道之阻力 其计算方式如下 19 风管局部管道之阻力 局部管道之损失也可以换算为等长管所造成之损失 以简化计算全系统风管阻力之过程 亦即 等效长度与直径之比 若局部管道为矩形风管 则L d可改以L a代替 其中a为矩形风管之长边 20 风管局部阻力系矩形弯管 90度 21 矩形角管 90度 22 矩形弯管 整流片 23 矩形弯管附小型整流片 24 圆型弯管 25 圆形管接制弯管 26 急扩大管 27 急缩小管 28 渐大管 29 渐小管 30 变形 14 0 15 31 圆形管三通管 32 圆形管三通管 支管钳形缩小 33 分流 支斜管 45度角 34 矩形风管分岐管 35 矩形风管合流 36 金属网 37 管内气孔 38 管出口 渐扩大形 39 多孔型出风口 40 风管设计实例 风管之设计方法有 减速法 Relocityreduction 定阻法 EqualFriction 静压重获法 Staticpressureregain SPR 等三种 减速法设计时较难获得准确的答案 故较少人采用 目前仅介绍定阻法 41 工厂之风管布置图为例 经过风机之后 总风量为18000m3 h 经过A点后分出两条管路 主管维持10 800m3 h 支管则为7 200m3 h 共有B C D E F等五个点出口 每个出口之风量为3 600m3 h 1 决定风速 由表6 1中先选定风量标准 就工厂之环境而言 其标准风速为6 9m s 兹以最大值9m s作为此次设计之风管风速 2 主管部份之损失 在18 000m3 h之风量下 若以风速9m s为基准 由图6 1可知 主管之损失率每米为0 092mmAq 设本例以0 1mmAq m为损失标准 3 求ZA间之直径 Q 18 000m3 h R 0 1mmAq m时 覆由图6 1得其直径为83cm 修正后其风速变为9 3m s 应属合理之范围内 4 直径83cm为圆管 但风管仍以矩形管为多 若换算为矩形管 则可由表6 13b中查出接近于76x76之尺寸 若以此为主风管之口径 则风速将变为8 7m s 更适合标准范围 5 重复第 3 及第 4 项 可以求出AB BE CD AE EF等区段之直径 矩形尺寸及其相对应之风速 如表6 14 在ZD间 A处之分岐管及CD间之90度弯管 均会产生损失 A处之详细结构如图6 6 42 风管系统设计之数据 43 分岐管之设计 44 空气由A处流向BC方向时 其阻力可以不计 CD间之弯管则由第1例可以先查出H W 1 0 r W 1 5 假设值 时 其L W 4 5 故等效长度应为L 4 5x0 40 1 8m故ZD间之风管总长度应为 5 10 10 10 1 8 36 8m己知R 0 1mmAq m 故其阻力应为 0 10 mx36 8m 3 7mmAq AD部份 7 AEF部份 AEF部份由A处之分岐管 AE间之90度弯管及直管长度 由第15例可以求得 a b 0 25 V3 V1 6 9 31 0 25 8 7 8 7 1 26 0 65 PT 0 65x 8 7 4 05 2 3 0mmAq故AEF间之直管及曲管合并 其压损失为 10 5 10 4 5x0 54 x0 10 2 75mmAqAEF之总阻力为3 0 2 75 5 75mmAq 8 由 6 与 7 之结果得知 AF之阻力损失大于AD 所以采用AF之阻力值计算 AF再加上ZA间之阻力损失2 0mm 即等于全部风管阻力为7 75mmAq 约7 8mm 9 风管外尚需加入空气过滤器10mmAq及出风口之压损5mmAq 故全部送风系统之损失为 PT 7 8 10 5 22 8mmAq 10 但风机之选择大多按静压计算 送风机之排出口风速为11m s 则所需之静压为 PS PT V 4 03 2 22 8 11 4 03 2