均匀送风管道的设计计算幻灯片

1、 第一节第一节 风道内空气流动阻力风道内空气流动阻力 空气粘性及风道内空气粘性及风道内 流体的相对运动流体的相对运动 空气流动惯性及风空气流动惯性及风 道边壁扰动道边壁扰动 内摩擦力内摩擦力 局部阻力局部阻力 空气流动阻力空气流动阻力 次要地位次要地位 主要地位主要地位 一、摩擦阻力一、摩擦阻力 n摩擦阻力主要发生在流动边界层内。空气在风摩擦阻力主要发生在流动边界层内。空气在风 道内流动时，由于边壁上流体质点无滑动，故道内流动时，由于边壁上流体质点无滑动，故 而从边壁开始形成一个边界层。边界层内存在而从边壁开始形成一个边界层。边界层内存在 较大的流速梯度，所以在流体流动时，就产生较大的流速梯度

2、，所以在流体流动时，就产生 了阻碍流体流动的内摩擦力。了阻碍流体流动的内摩擦力。 n空气在风道中的流动阻力，通常以单位体积流空气在风道中的流动阻力，通常以单位体积流 体的能量损失体的能量损失PP表示。表示。 n摩擦阻力摩擦阻力ppm m的数学表达式为的数学表达式为: : 式中式中:-:-摩擦阻力系数摩擦阻力系数 R Rs s- -风道水力半径，风道水力半径，m;m; 2 p 42 m s lv R l-l-风道长度，风道长度，m;m; v-v-风道内空气平均流速，风道内空气平均流速，m/s;m/s; -空气密度，空气密度，kg/mkg/m3 3. . ( (一）摩擦阻力系数一）摩擦阻力系数的确

3、定的确定 n对于层流，对于层流，只与只与ReRe数有关；对于紊流，数有关；对于紊流，与与 ReRe数及壁面粗糙度都有关。根据实验研究结果，数及壁面粗糙度都有关。根据实验研究结果， 通常按流态、分区域给出不同的计算通常按流态、分区域给出不同的计算公式。公式。 （二）风道的水力半径和矩形风道当量直径的计（二）风道的水力半径和矩形风道当量直径的计 算算 n水力半径水力半径R Rs s：过流断面：过流断面A A与湿周与湿周P P之比。之比。 s A R P 定义定义 定义式定义式 1.1.流速当量直径流速当量直径 n设定某一圆形风道中的空气流速与矩形风道中设定某一圆形风道中的空气流速与矩形风道中 的流

4、速相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，的流速相等，并且单位长度摩擦阻力也相等， 则该圆形风道直径就称为此矩形风道的流速当则该圆形风道直径就称为此矩形风道的流速当 量直径。用量直径。用D Dv v表示。表示。 22 = 4242 m ss R RR 圆形矩形 2 s 4 = 4 D DA R PD 圆形 圆形 s = 2() Aab R Pab 矩形 矩形 2ab D ab 根据定义，有下式成立：根据定义，有下式成立： 又因为又因为,v,v及及均相等均相等 s = s RR 圆形矩形 根据定义：根据定义： 故有：故有： 2.2.流量当量直径流量当量直径 n设定某一圆形风道中空气流量与矩形风量中流设

5、定某一圆形风道中空气流量与矩形风量中流 量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，则该量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，则该 圆风道直径就称为此矩形风道的流量当量直径，圆风道直径就称为此矩形风道的流量当量直径， 用用D DL L表示。表示。 0.2 33 =1.265 L a b D ab 0.21 33 1.25 =1.31 () L a b D ab 若按水力粗糙管推导，得到：若按水力粗糙管推导，得到： 若按水力光滑管推导，得到：若按水力光滑管推导，得到： n在运用当量直径时，有两点需要注意。在运用当量直径时，有两点需要注意。 第一，当量直径概念用于紊流流动是合适的，第一，当量直径概念用于紊流

6、流动是合适的， 用于层流则会产生较大误差。条缝行风道运用用于层流则会产生较大误差。条缝行风道运用 当量直径时也会产生较大误差。当量直径时也会产生较大误差。 第二，在利用线算图查摩擦阻力时，一定要注第二，在利用线算图查摩擦阻力时，一定要注 意对应关系。如采用意对应关系。如采用D Dv v时，必须用矩形风道中时，必须用矩形风道中 流速去查，如采用流速去查，如采用D Dl l时，必须用矩形风道中流时，必须用矩形风道中流 量去查。但是，无论用哪种当量直径去查，其量去查。但是，无论用哪种当量直径去查，其 单位长度摩擦阻力单位长度摩擦阻力R Rm m都是相等的。都是相等的。 （三）摩擦阻力的温度修正（三）

7、摩擦阻力的温度修正 n空气密度空气密度，运动粘性系数，运动粘性系数v v都与温度有关，都与温度有关， 故而摩擦阻力与温度有关。计算摩擦阻力的线故而摩擦阻力与温度有关。计算摩擦阻力的线 算图，通常是按算图，通常是按2020制作的，所以对于其他温制作的，所以对于其他温 度条件，需要进行温度校正。度条件，需要进行温度校正。 （四）单位长度摩擦阻力线算图（四）单位长度摩擦阻力线算图 n为了避免繁琐计算，常将单位长度摩擦阻力为了避免繁琐计算，常将单位长度摩擦阻力RmRm 制成线算图。制作该图的条件是：圆风道，空制成线算图。制作该图的条件是：圆风道，空 气温度气温度2020，按照紊流过渡区公式计算。，按照

8、紊流过渡区公式计算。 P219 P219 例例7-17-1 n有一薄钢板风道断面尺寸为有一薄钢板风道断面尺寸为500mm500mm400mm400mm， 风量风量L=3600mL=3600m3 3/h,/h,求单位长度摩擦阻力求单位长度摩擦阻力R Rm m. .粗糙粗糙 度度K=0.15mm.K=0.15mm. 3600 5/ 36003600 0.5 0.4 L vm s F 解解 矩形风道内空气流速为：矩形风道内空气流速为： 22 0.5 0.4 0.44 0.50.4 v ab Dm ab 矩形风道的流速当量直径矩形风道的流速当量直径D Dv v： 由由v=5m/sv=5m/s，D Dv

9、 v=0.44m,=0.44m,以及以及K=0.15mm,K=0.15mm,从图从图7-27-2查得查得 R Rm m=0.9Pa/m=0.9Pa/m 二、局部阻力二、局部阻力 n在风道系统中，总要安装一些管件用以控制或在风道系统中，总要安装一些管件用以控制或 调节风道内空气的流动。比较典型的管件有：调节风道内空气的流动。比较典型的管件有： 弯头，三通及变径管。当空气流经管件时，由弯头，三通及变径管。当空气流经管件时，由 于流量大小和流动方向的改变，引起了流速的于流量大小和流动方向的改变，引起了流速的 重新分布并产生涡流。由此产生的阻力，称为重新分布并产生涡流。由此产生的阻力，称为 局部阻力。

10、局部阻力。 n局部阻力按下式计算：局部阻力按下式计算： n式中，式中，局部阻力系数。局部阻力系数。 n vv与之对应的断面流速。与之对应的断面流速。 n影响局部阻力系数影响局部阻力系数的主要因素有的主要因素有: :管件形管件形 状，壁面粗糙度及雷诺数。由于通风空调系状，壁面粗糙度及雷诺数。由于通风空调系 统的空气流动大都处于非层流区，故可认为统的空气流动大都处于非层流区，故可认为 仅仅和管件形状有关。仅仅和管件形状有关。 2 2 Z 1.1.弯头弯头 n空气流经弯头时，流向发生变化。由于气流惯空气流经弯头时，流向发生变化。由于气流惯 性，则在边壁的尖角处发生边界层脱离而形成性，则在边壁的尖角处

11、发生边界层脱离而形成 涡流，同时因离心力作用，外侧力大于内侧，涡流，同时因离心力作用，外侧力大于内侧， 外侧流速小于内侧，在外侧的减速增压区内也外侧流速小于内侧，在外侧的减速增压区内也 会发生边界层脱离形成旋涡。可见，要减小弯会发生边界层脱离形成旋涡。可见，要减小弯 头的局部阻力，就必须设法减小形成旋涡的原头的局部阻力，就必须设法减小形成旋涡的原 因。为此，可采取加大曲率半径以减小曲率，因。为此，可采取加大曲率半径以减小曲率， 也可在弯头内加设导流叶片。也可在弯头内加设导流叶片。 2.2.变径管变径管 n空气流经变径管时，由于过流断面的变化而引空气流经变径管时，由于过流断面的变化而引 起流速变

12、化，在减速增压区产生边界层脱离并起流速变化，在减速增压区产生边界层脱离并 形成旋涡，造成局部阻力损失。过流断面变化形成旋涡，造成局部阻力损失。过流断面变化 愈大，损失也愈大，要想减小阻力损失，就必愈大，损失也愈大，要想减小阻力损失，就必 须减小过流断面的变化，可以用渐变管来代替须减小过流断面的变化，可以用渐变管来代替 突然扩大和突然缩小管。突然扩大和突然缩小管。 3. 3. 三通三通 n三通形状是由总流与支流的夹角三通形状是由总流与支流的夹角及其面积比及其面积比 F F1 1/F/F3 3，F F2 2/F/F3 3这几个几何参数确定的。但三通这几个几何参数确定的。但三通 的特征是它的流量前后

13、有变化，因此，三通局的特征是它的流量前后有变化，因此，三通局 部阻力系数不仅与几何形状有关，而且与流量部阻力系数不仅与几何形状有关，而且与流量 比比L L1 1/L/L3 3，L L2 2/L/L3 3有关。有关。 n三通有两个支管，所以有两个局部阻力系数，三通有两个支管，所以有两个局部阻力系数， 除特别注明对应各自的动压头外，一般都对应除特别注明对应各自的动压头外，一般都对应 总压头。总压头。 弯头内空气的流动弯头内空气的流动 状态状态 渐扩管内空气的流渐扩管内空气的流 动状态动状态 合流三通内空气的流合流三通内空气的流 动动 三、风道内空气流动阻力三、风道内空气流动阻力 n风道内空气流动阻

14、力，等于摩擦阻力和局部风道内空气流动阻力，等于摩擦阻力和局部 阻力总和，即：阻力总和，即： n式中的单位长度摩擦阻力可查线解图，局部式中的单位长度摩擦阻力可查线解图，局部 阻力系数可查附录阻力系数可查附录7-17-1。 ()() mm PPZl RZ 第二节第二节 风道内的压力分布风道内的压力分布 n风道内的压力是指风道内空气所具有的全压。全压包风道内的压力是指风道内空气所具有的全压。全压包 括动压和静压两部分。即：括动压和静压两部分。即： n式中式中p pq q,p,pd d和和p pj j分别为全压、动压和静压分别为全压、动压和静压。空气在流动。空气在流动 过程中要损失能量，所以风道内的空

15、气总是从全压高过程中要损失能量，所以风道内的空气总是从全压高 的地方流向全压低的地方，即全压随着流动过程在变的地方流向全压低的地方，即全压随着流动过程在变 化。同时，当风道的过流断面或流量发生变化时，会化。同时，当风道的过流断面或流量发生变化时，会 引起动压和静压之间的相互转化。因此在整个风道系引起动压和静压之间的相互转化。因此在整个风道系 统中，形成了压力分布。统中，形成了压力分布。 qdj ppp 一、仅有摩擦阻力的风道内压力分布线的绘制：一、仅有摩擦阻力的风道内压力分布线的绘制： 1 12 2 2 2 3 3 v vv v l l1-2 1-2 l l2-3 2-3 0 00 0 p p

16、q2 q2 p pj2 j2 p pd d p pd d p pq2 q2 p pj2 j2 大气压力线大气压力线 1 0 q p 大气压2 1 d1 2 v p 22 11 j111 0 22 qd vv ppp q211 21 2qmm pplRlR 2 1 d2 2 v p 2 1 j2221 2 2 qdm v pppR l 断面断面1 1： 断面断面2 2： j3 0p 大气压力 2 3 d3 2 v p 2 3 q33d3 +p = 2 j v pp q23m 2 3 + q ppR l 2 3 d2 2 v p j2222 3qdm pppR l 断面断面3 3： 断面断面2 2

17、： 第一，当空气由静止变为流动状态时，只能靠第一，当空气由静止变为流动状态时，只能靠 降低静压转化为动压来实现。降低静压转化为动压来实现。 第二，以风机为界，吸入侧的压力都为负值，第二，以风机为界，吸入侧的压力都为负值， 压出侧的压力都为正值。压出侧的压力都为正值。 第三，两个断面的全压差即为两端面间风道的第三，两个断面的全压差即为两端面间风道的 压力损失。压力损失。 第四，风机压头等于风机进出口的全压差，或第四，风机压头等于风机进出口的全压差，或 者说等于风道总压力，等于风道阻力及出口动者说等于风道总压力，等于风道阻力及出口动 压损失之和。压损失之和。 从上图可以看出：从上图可以看出： 二、

18、兼有摩擦阻力和局部阻力的风道内压力分布二、兼有摩擦阻力和局部阻力的风道内压力分布 线的绘制线的绘制 111 ( q pZ Z 为进风口局部阻力） 2 d11 1 2 pv 2 1 j1111 () 2 qd v pppZ 211 211 2 1 2 ()( qqm ppR lZZRmlZ 突扩） 2 1 j22211 2 1 2 ( 2 qd v pppZRmlZ 突扩）- 22 21 2 22 d vv p 断面断面1 1： 断面断面2 2： 322 322 3 2 3 () qqmqm ppR lZpRl 32dd pp 433-4q33 4 (=p qqm ppR lZZ ） 544 5

19、 ( qqm ppR lZ 弯头 ） 断面断面3 3： 断面断面4 4： 断面断面5 5： 2 11 111111111111 (1 ) 2 qjd v pppZZ 101110 11 = qqm ppR l 9109 10 = qq ppZ 898 9 = qq ppZ 787 8 = qq ppZ 断面断面1111： 断面断面1010： 断面断面9 9： 断面断面8 8： 断面断面7 7： 676 7 = qqm ppR l 断面断面6 6： 第三节第三节 风道的水力计算风道的水力计算 n风道的水力计算，可分为两种类型：设计类型风道的水力计算，可分为两种类型：设计类型 和校核类型。设计类型

20、是已知风道布置，风管和校核类型。设计类型是已知风道布置，风管 长度及各管段风量，要求确定各段管径和选择长度及各管段风量，要求确定各段管径和选择 风机。校核类型是已知各管段长度，管径及风风机。校核类型是已知各管段长度，管径及风 机所能提供的压头，要求校核各段风量是否满机所能提供的压头，要求校核各段风量是否满 足要求。足要求。 n两种类型的计算原理都一样，都是通过压力平两种类型的计算原理都一样，都是通过压力平 衡来达到分配风量的目的。衡来达到分配风量的目的。 一、假定流速法一、假定流速法 n单位长度摩擦阻力单位长度摩擦阻力R Rm m是管径是管径D,D,风速风速v v及风量及风量L L的的 函数，

21、即：函数，即： n对设计类型计算而言，风量对设计类型计算而言，风量L L是作为已知条件，是作为已知条件， 如再假定流速如再假定流速v v，则，则D D和和R Rm m就可确定。通常就称就可确定。通常就称 这种方法为假定流速法。这种方法为假定流速法。 m (Rf L、v、D） 假定流速法的设计计算步骤如下：假定流速法的设计计算步骤如下： 1.1.绘制系统轴测图，标注各管段长度和风量。绘制系统轴测图，标注各管段长度和风量。 2.2.选定最不利环路，划分管段，选定流速。选定最不利环路，划分管段，选定流速。 3.3.根据给定风量和选定流速，计算管段断面尺寸根据给定风量和选定流速，计算管段断面尺寸a a

22、b(b(或或 管径管径D D），并使其符合附录），并使其符合附录7-27-2中所列的通风管道统一中所列的通风管道统一 规格。再用规格化了的断面尺寸及风量，算出风道内规格。再用规格化了的断面尺寸及风量，算出风道内 实际流速。实际流速。 4.4.根据风量根据风量L L或实际流速或实际流速v v和断面当量直径和断面当量直径D D得到单位长度得到单位长度 摩擦阻力摩擦阻力R Rm m。 5.5.计算各段的局部阻力。计算各段的局部阻力。 6.6.计算各段总阻力。计算各段总阻力。 7.7.检查并联管路的阻力平衡情况。检查并联管路的阻力平衡情况。 P226 P226 例例7-37-3 有一直流空调系统（如下

23、图所示），风道全部用镀有一直流空调系统（如下图所示），风道全部用镀 锌钢板锌钢板(K=0.15mm)(K=0.15mm)制作。已知消声器阻力为制作。已知消声器阻力为50pa50pa， 空调箱阻力为空调箱阻力为290pa290pa，试确定该系统的风道断面尺寸，试确定该系统的风道断面尺寸 及所需风机压头。及所需风机压头。 解解 该题属于设计类型。该题属于设计类型。 1.1.绘制系统轴测图，如上图所示，并对各管段进绘制系统轴测图，如上图所示，并对各管段进 行编号，标注管段长度和风量。行编号，标注管段长度和风量。 2.2.选定管段选定管段1-2-3-4-5-61-2-3-4-5-6为最不利环路，逐段计

24、算为最不利环路，逐段计算 摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力和局部阻力。 管段管段1-2:1-2:（风量（风量L=1500mL=1500m3 3/h/h，管段长，管段长l=9ml=9m） 摩擦阻力部分：初选流速为摩擦阻力部分：初选流速为4m/s4m/s，风量为，风量为 1500m1500m3 3/h/h，算出风道断面积为：，算出风道断面积为： 2 1500 0.104 3600 4 Fm 将将FF规格化为规格化为320320320mm320mm，F=0.102mF=0.102m2 2，这时实，这时实 际流速为际流速为4.08m/s4.08m/s，流速当量直径为，流速当量直径为320mm320mm。根

25、据。根据 流速流速4.08m/s4.08m/s和流速当量直径和流速当量直径320mm,320mm,查图查图7-2,7-2,得到得到 单位长度摩擦阻力单位长度摩擦阻力Rm=0.7Pa/mRm=0.7Pa/m，管段，管段1-21-2的摩擦阻的摩擦阻 力为力为: : 1 2 9 0.76.3 mm plRPa 局部阻力部分：该段存在局部阻力的部件有孔局部阻力部分：该段存在局部阻力的部件有孔 板送风口、连接孔板的渐扩管、多叶调节阀、板送风口、连接孔板的渐扩管、多叶调节阀、 弯头、渐缩管及三通直通。弯头、渐缩管及三通直通。 孔板送风口：已知孔板面积为孔板送风口：已知孔板面积为600600600mm600

26、mm，净孔面，净孔面 积比为积比为0.3,0.3,则孔板面风速为：则孔板面风速为： 1500 1.16/ 36000.60.6 vm s 根据面风速根据面风速1.16m/s1.16m/s和净孔面积比和净孔面积比0.30.3查附录查附录7-17-1序序 号号3535，得孔板局部阻力系数，得孔板局部阻力系数=13.=13. 故孔板的局部阻力为故孔板的局部阻力为: 2 1 1.2 1.16 1310.5 2 ZPa 渐扩管渐扩管: :根据扩角根据扩角4545，查附录，查附录7-17-1得得=0.60=0.60 多叶调节阀：根据三叶片及全开度查附录多叶调节阀：根据三叶片及全开度查附录7-17-1得得

27、=0.25=0.25 渐缩管：根据渐缩管：根据=30=304545，查附录，查附录7-17-1得得 =0.10=0.10 三通直通：根据三通直通断面与总流断面之比为三通直通：根据三通直通断面与总流断面之比为 0.64,0.64,三通直通风量与总风量之比为三通直通风量与总风量之比为0.50.5，查附录，查附录 7-17-1，得，得=0.10=0.10，对应总流动压，总流流速为，对应总流动压，总流流速为 5.2m/s5.2m/s，则得三通直通的局部阻力为：，则得三通直通的局部阻力为： 2 3 1.2 5.2 0.11.6 2 ZPa 2 13 1.2 4.08 10.59.99 1.623.9 2

28、 ZZZPa 该段局部阻力为：该段局部阻力为： 该段总阻力为：该段总阻力为： 1 21 2 6.323.930.2 m ppZPa 管段管段2-3:2-3: 风量为风量为3000m3000m3 3/h,/h,初选风速为初选风速为5m/s5m/s，管长，管长l=5ml=5m。 摩擦阻力部分：摩擦阻力部分： 根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸 为为320320500mm500mm，流速当量直径为，流速当量直径为390mm,390mm,实际流实际流 速为速为5.2m/s5.2m/s，查得，查得Rm=0.8Pa/m.Rm=0.8Pa/m. 2 3 5 0.

29、84 mm plRPa 局部阻力部分：局部阻力部分： 分叉三通：根据支管与总管断面之比为分叉三通：根据支管与总管断面之比为0.8,0.8,查附查附 录录7-17-1，得，得=0.28=0.28，对应总管动压，总管流速，对应总管动压，总管流速 为为6.25m/s6.25m/s 该段局部阻力：该段局部阻力： 2 1.2 6.25 0.286.6 2 ZPa 该段总阻力：该段总阻力： 2 32 3 46.610.6 m ppZPa 管段管段3-4:3-4: 风量为风量为4500m4500m3 3/h/h，初选风速为，初选风速为5m/s,5m/s,管长管长l=9ml=9m。 摩擦阻力部分：摩擦阻力部分

30、： 根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为 400400500mm500mm，流速当量直径为，流速当量直径为444mm444mm，实际流速为，实际流速为 6.25m/s,6.25m/s,查得查得R Rm m=1.0Pa/m=1.0Pa/m。 3 4 9 1.0=9 mm plRPa 局部阻力部分：局部阻力部分： 消声器的局部阻力给定为消声器的局部阻力给定为50Pa50Pa 弯头：根据弯头：根据=90=90，R/b=1R/b=1，a/b=0.8a/b=0.8，查附录，查附录7-7- 1 1，得，得=0.23=0.23 调节阀：根据三叶片及全开度，查附

31、录调节阀：根据三叶片及全开度，查附录7-1,7-1,得得 =0.25=0.25 软接头：因管径不变且很短，局部阻力忽略不计。软接头：因管径不变且很短，局部阻力忽略不计。 渐扩管：初选风机渐扩管：初选风机4-72-11No4.5A4-72-11No4.5A，出口断面尺寸为，出口断面尺寸为 315315360mm360mm，故渐扩管为，故渐扩管为315315360mm400360mm400500mm500mm， 长度取为长度取为360mm,360mm,渐扩管中心角为渐扩管中心角为2222，大小头断面之，大小头断面之 比为比为1.761.76，查附录，查附录7-17-1，得，得=0.15=0.15，

32、对应大小流速：，对应大小流速： 4500 =11m/s 3600 0.315 0.36 渐扩管的局部阻力：渐扩管的局部阻力： 2 1.2 11 0.15=10.9 2 Pa 该段的局部阻力为：该段的局部阻力为： 2 1.26.25 =50+ 0.23+0.25+10.9=72.2Pa 2 Z 3 43 4 971.481.2 m ppZPa 该段总阻力为该段总阻力为: 管段管段4-54-5： 空调箱及其出口渐扩管合为一个局部阻力，则：空调箱及其出口渐扩管合为一个局部阻力，则： 4 5 290pPa 管段管段5-6:5-6: 风量为风量为4500m4500m3 3/h/h，初选风速为，初选风速为

33、5m/s5m/s，管长，管长l=6m/s.l=6m/s. 摩擦阻力部分：摩擦阻力部分： 根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为 400400500mm500mm，流速当量直径为，流速当量直径为444mm444mm，实际流速为，实际流速为 6.25m/s.6.25m/s.据此，查得据此，查得R Rm m=1.0Pa/m=1.0Pa/m 5 6 6 1.06 mm pl RPa 局部阻力部分：局部阻力部分： 固定百叶格栅：新风入口流速选用固定百叶格栅：新风入口流速选用5m/s5m/s，取有效通风，取有效通风 面积为面积为0.80.8，则固定百叶格栅面积

34、为：，则固定百叶格栅面积为： 2 4500 =0.3125 3600 5 0.8 m 取其外形尺寸为取其外形尺寸为630630500mm500mm，其面风速为，其面风速为 4500 =4/ 3600 0.63 0.5 m s 查附录查附录7-17-1，得，得=0.9=0.9，对应面风速。则得固定百，对应面风速。则得固定百 叶格栅的局部阻力为：叶格栅的局部阻力为： 2 1.2 4 0.9=8.6 2 Pa 渐缩管：断面从渐缩管：断面从630630500mm500mm单面收缩至单面收缩至400400500mm500mm， 取取4545，查附录，查附录7-17-1，得，得=0.10=0.10，对应小

35、头流速。，对应小头流速。 弯头（两个）弯头（两个）: :由由=90=90，R/b=1,a/b=0.8,R/b=1,a/b=0.8,查附录查附录7-17-1， 得得=0.20=0.20，由，由=90=90，R/b=1,a/b=1.25R/b=1,a/b=1.25，查得，查得 =0.20=0.20。 突然扩大：新风管入口与空调箱面积之比取为突然扩大：新风管入口与空调箱面积之比取为0.20.2， 查附录查附录7-17-1，得，得=0.64=0.64，对应小头流速。，对应小头流速。 该段局部阻力为：该段局部阻力为： 2 1.2 6.25 8.6(0.1 0.2 20.64)35.3 2 ZPa 该段总

36、阻力：该段总阻力： 5 65 6 p635.341.3 m pZPa 管段管段7-3:7-3: 风量为风量为1500m1500m3 3/h/h，初选风速为，初选风速为4m/s,4m/s,管长管长l=13m.l=13m. 条件与管段条件与管段1-21-2相同，故有断面尺寸相同，故有断面尺寸320320320mm320mm， 当量直径当量直径320mm320mm，实际流速，实际流速4.08m/s,4.08m/s,查得查得R Rm m=0.7Pa/m=0.7Pa/m m7-3 13 0.79.1 m plRPa 局部阻力部分：局部阻力部分： 孔板送风口：条件与管段孔板送风口：条件与管段1-21-2的

37、相同，的相同，=13=13，其，其 局部阻力为局部阻力为10.5Pa10.5Pa。 渐扩管：取扩角为渐扩管：取扩角为4545，=0.60=0.60 调节阀：调节阀： =0.25=0.25 弯头：弯头： =0.23=0.23 渐缩管：渐缩管： =0.10=0.10 分流三通：条件同管段分流三通：条件同管段2-32-3， =0.28=0.28，对应总，对应总 管流速为管流速为6.25m/s6.25m/s，则其局部阻力为：，则其局部阻力为： 2 1.26.25 0.286.6 2 Pa 2 1.2 4.08 10.5+0.6+0.250.230.1)6.628.9 2 ZPa （ 该段局部阻力为：该

38、段局部阻力为： 7-37 3 p9.128.938 m pZPa 该段总阻力：该段总阻力： 管段管段8-28-2： 风量为风量为1500m1500m3 3/h,/h,初选风速为初选风速为4m/s,4m/s,管长为管长为3m.3m. 摩擦阻力部分：摩擦阻力部分： 条件同管段条件同管段1-2,1-2,故得断面尺寸故得断面尺寸320320320mm320mm，当量直，当量直 径径320mm320mm，流速，流速4.08m/s,Rm=0.7Pa/m4.08m/s,Rm=0.7Pa/m 8 2 20.71.4 mm plRPa 局部阻力部分：局部阻力部分： 孔板送风口：局部阻力为孔板送风口：局部阻力为1

39、0.5Pa10.5Pa 渐扩管：渐扩管：=0.60=0.60 调节阀调节阀: =0.25: =0.25 三通分支管：根据分支管与总管断面积之比为三通分支管：根据分支管与总管断面积之比为0.640.64， 分支流量与总流流量之比为分支流量与总流流量之比为0.50.5，查附录，查附录7-2,7-2,得得 =0.42=0.42，对应总管流速，对应总管流速5.2m/s,5.2m/s,则得三通分支局部则得三通分支局部 阻力为：阻力为： 2 0.42 1.2 5.2 / 26.8Pa 该段局部阻力：该段局部阻力： 2 1.2 4.08 10.50.6+0.25+6.8=25.8 2 ZPa （） 8-28

40、 2 p1.425.827.2 m pZPa 该段总阻力：该段总阻力： 3.3.检查并联管路的阻力平衡检查并联管路的阻力平衡 管路管路1-21-2的总阻力的总阻力pp1-2 1-2=30.2Pa =30.2Pa 管路管路8-28-2的总阻力的总阻力pp8-2 8-2=27.2Pa =27.2Pa 1 28 2 1 2 30.227.2 9.9%15% 30.2 pp p 管路管路1-2-31-2-3的总阻力的总阻力pp1-2-3 1-2-3=40.8Pa =40.8Pa 管路管路7-37-3的总阻力的总阻力pp7-3 7-3=38Pa =38Pa 1 2 37-3 1-2-3 40.8-38

41、7%15% 40.8 p p p 检查结果表明，两个并联管路的阻力平衡都满足设检查结果表明，两个并联管路的阻力平衡都满足设 计要求。如果不满足要求的话，可以通过调整管径计要求。如果不满足要求的话，可以通过调整管径 的方法使之达到平衡要求。由于管径与总阻力之间的方法使之达到平衡要求。由于管径与总阻力之间 有以下的近似关系：有以下的近似关系： 0.22 pD 若以若以D D，DD表示调整前后的管径表示调整前后的管径 p, pp, p 表示调整前后的总阻力 表示调整前后的总阻力 0.22 p DD p 则有：则有： 按照上式调整管径，直到阻力平衡达到设计要求为止。按照上式调整管径，直到阻力平衡达到设

42、计要求为止。 4.4.计算最不利环路阻力计算最不利环路阻力 5 6 1 2 453.3 i ppPa 本系统所需风机压头应能克服本系统所需风机压头应能克服453.3Pa453.3Pa阻力。阻力。 2 p(1)( 2 m Dpv llR D 当 ） = D l 当 将阻力公式表示成如下形式：将阻力公式表示成如下形式： 式中：式中： l l当 当- -由局部阻力折合成的当量长度 由局部阻力折合成的当量长度 - - 当当=1=1时的当量长度时的当量长度 二、假定流速二、假定流速当量长度法当量长度法 三、静压复得法三、静压复得法 A B 1 2 （一）静压复得系数（一）静压复得系数 n在三通前后，分别

43、取断面在三通前后，分别取断面1 1和和2 2，列能量方程式：，列能量方程式： 22 12 j121 2 p + 22 j vv pp 2 1 1 2 2 v p 三通直通的局部阻力 22 2112 (1) 2 jj ppvv 22 12 (1) 2 j pvv 22 12 22 12 (1)vv B vv 22 12 () 22 j vv pB 式中：式中： 则：则： 令：令： 则：则：一般情况下，一般情况下，0.5B0.9,0.5B0.9,设计时可取设计时可取 B=0.75B=0.75 （二）计算公式（二）计算公式 n管段管段A-BA-B的总阻力为：的总阻力为： 2 2 2 ( 2 A B

44、v pll D 当 ） jA B pp 222 122 2 v ()( 222 vv Bll D 当） 2 21 2 (+ BD vv llBD 当） 根据静压复得原理，应有下式成立：根据静压复得原理，应有下式成立： （三）静压复得法的应用（三）静压复得法的应用 n由上知，静压复得系数与速度平方变化成正比。由上知，静压复得系数与速度平方变化成正比。 在高速风道里，因风速大，则复得静压多；在在高速风道里，因风速大，则复得静压多；在 低速风道里则复得静压少。所以静压复得法适低速风道里则复得静压少。所以静压复得法适 用于高速风道。用于高速风道。 n用静压复得原理设计风道时，利用复得静压来用静压复得原

45、理设计风道时，利用复得静压来 克服下一段管道的阻力，因此各分支处的静压克服下一段管道的阻力，因此各分支处的静压 都相等，这就为实现各支管的分流量相同的均都相等，这就为实现各支管的分流量相同的均 匀送风提供了可能。所以静压复得法适用于设匀送风提供了可能。所以静压复得法适用于设 计均匀送风管道。计均匀送风管道。 第四节第四节 均匀送风管道的设计均匀送风管道的设计 计算计算 n由风道侧壁的若干个孔口或管嘴送出等量的空由风道侧壁的若干个孔口或管嘴送出等量的空 气，这种风道称为均匀送风管道。均匀送风管气，这种风道称为均匀送风管道。均匀送风管 道通常有两种形式，一种是风道断面变化，各道通常有两种形式，一种

46、是风道断面变化，各 侧孔的面积相等；另一种是风道断面不变，而侧孔的面积相等；另一种是风道断面不变，而 改变各侧孔面积的大小。改变各侧孔面积的大小。 n一、均匀送风管道的设计原理一、均匀送风管道的设计原理 n空气在风管内流动时，其静压垂直作用于管壁。空气在风管内流动时，其静压垂直作用于管壁。 当空气流经侧孔时，由于孔口内外的静压差，当空气流经侧孔时，由于孔口内外的静压差， 空气将从孔口出流。其出流速度为：空气将从孔口出流。其出流速度为： 2 j j p v 2 d d p v 22 jd vvv jj dd vp tg vp sin j v v 0 3600Lf v 00 sin j v fff v 00 2 3600 j p Lf 空气在风道内流速为：空气在风道内流速为： 故空气从孔口出流的故空气从孔口出流的 实际速度为：实际速度为： 孔口出流实际速度与风道轴线间的孔口出流实际速度与风道轴线间的 夹角为夹角为， 孔口出流流量：孔口出流流量： 式中，式中，为孔口流量系数为孔口流量系数 f f为孔口在气流垂