6通风系统风道设计计算

1、第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算本章总体结构本章总体结构6.1 风道中的阻力风道中的阻力6.2 风道的水力计算风道的水力计算6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算6.4 风道内的压力分布风道内的压力分布6.5 风道设计的有关问题风道设计的有关问题6.6 通风空调施工图通风空调施工图第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力通风管道是通风和空调系统的重要组成部分，设计计算通风管道是通风和空调系统的重要组成部分，设计计算目的是，目的是，在保证要求的风量分配前提下，合理确定风管布在保证要求的风量分配前提下，合理确

2、定风管布置和尺寸，使系统的初投资和运行费用综合最优置和尺寸，使系统的初投资和运行费用综合最优。通风管。通风管道系统的设计直接影响到通风空调系统的使用效果和技术道系统的设计直接影响到通风空调系统的使用效果和技术经济性能。经济性能。风道中的阻力分摩擦阻力和局部阻力两种。风道中的阻力分摩擦阻力和局部阻力两种。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力一、摩擦阻力一、摩擦阻力由于空气本身的粘滞性和管壁的粗糙度所引起的空气由于空气本身的粘滞性和管壁的粗糙度所引起的空气与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力。克服摩擦

3、阻克服摩擦阻力而引起的能量损失称为摩擦阻力损失，简称沿程损失。力而引起的能量损失称为摩擦阻力损失，简称沿程损失。 空气在横断面不变的管道内流动时，沿程损失可按空气在横断面不变的管道内流动时，沿程损失可按下式计算下式计算242vrlpsm第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力sfrs水力半径：水力半径：单位长度的摩擦阻力，也称比摩阻单位长度的摩擦阻力，也称比摩阻2412vrrsm第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力圆形风管的沿程损失圆形风管的沿程损失442dddsfrs22vdlpm

4、22vdrm第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力摩擦阻力系数摩擦阻力系数与风管管壁的粗糙度和管内空气的流动与风管管壁的粗糙度和管内空气的流动状态有关，在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态有关，在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，。通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高表面粗高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。因此，对于糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。因此，对

5、于通风和空调系统中，空气流动状态多处于紊流过度区。在通风和空调系统中，空气流动状态多处于紊流过度区。在这一区域中这一区域中用下式计算用下式计算)re51. 271d. 3k(2lg11、摩擦阻力系数、摩擦阻力系数第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力2、空气流速的确定、空气流速的确定 空气流速的大小决定着通风系统的造价和耗电。空气流空气流速的大小决定着通风系统的造价和耗电。空气流速低，风管截面大，消耗的管材多，系统的造价高；另一速低，风管截面大，消耗的管材多，系统的造价高；另一方面流速小时，阻力小，运行费用低。反之亦然。因此必方面流速小时

6、，阻力小，运行费用低。反之亦然。因此必须经过技术经济比较来确定合理的流速。各种管道的流速须经过技术经济比较来确定合理的流速。各种管道的流速见表见表6-3、6-4、6-5。3、摩擦阻力的计算方法、摩擦阻力的计算方法 为了简化计算，一般根据公式（为了简化计算，一般根据公式（6-5）和公式（）和公式（6-6）绘制）绘制圆形风管阻力线算图或计算表进行计算。只要知道风量、管圆形风管阻力线算图或计算表进行计算。只要知道风量、管径、比摩阻、流速中任意两个，就可确定其余参数。径、比摩阻、流速中任意两个，就可确定其余参数。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的

7、阻力4、比摩阻的修正、比摩阻的修正 编制条件式：大气压力为编制条件式：大气压力为101.3 kpa，温度为，温度为20，空气，空气密度为密度为1.2 kg/m3，运动粘度为，运动粘度为15.0610-6 m2/s，管壁粗糙，管壁粗糙度度k=0.15 mm，当实际使用条件与上述条件不同时，应进，当实际使用条件与上述条件不同时，应进行修正行修正（1）绝对粗糙度的修正系数）绝对粗糙度的修正系数mkmrr第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力（2）海拔高度和温度的修正）海拔高度和温度的修正mbtmrr825. 027320273tt9 . 03

8、.101bb第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力5、矩形风管当量直径、矩形风管当量直径风管阻力损失的计算图表是根据圆形风管绘制的。当风风管阻力损失的计算图表是根据圆形风管绘制的。当风管截面为矩形时，需首先把矩形风管断面尺寸折算成相当管截面为矩形时，需首先把矩形风管断面尺寸折算成相当于圆形风管的当量直径，再由此求出矩形风管的单位长度于圆形风管的当量直径，再由此求出矩形风管的单位长度摩擦阻力损失。摩擦阻力损失。当量直径就是与矩形风管有相同单位长度沿程损失的圆形当量直径就是与矩形风管有相同单位长度沿程损失的圆形风管直径，它分为流速当量直径和流

9、量当量直径两种。风管直径，它分为流速当量直径和流量当量直径两种。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力（1）速度当量直径）速度当量直径假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流空气流速相等速相等，且两，且两风管的单位长度沿程损失相等风管的单位长度沿程损失相等，此时圆形风，此时圆形风管的直径就称为该矩形风管的流速当量直径，以管的直径就称为该矩形风管的流速当量直径，以dv表示圆表示圆形风管水力半径形风管水力半径4drs）（baabpfrs 2圆形圆形矩形矩形vssdbaabdbaabdrr224

10、, ,）（第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力假设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管中的假设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管中的空空气流量相等气流量相等，且两风管的，且两风管的单位长度沿程损失也相等单位长度沿程损失也相等，此，此时圆形风管的直径就称为该矩形风管的流量当量直径，时圆形风管的直径就称为该矩形风管的流量当量直径，以以dl表示：表示：vdl2424dlv2422）（dlddplm圆管圆管矩形管矩形管vabl ablv 22142 ）（）（ablbaablpm（2）流量当量直径）流量当量直径第六章第六章 通风系统风道设计计算通风

11、系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力mmpp 53327. 1babadl 必须说明，利用当量直径求矩形风管的沿程损失，要必须说明，利用当量直径求矩形风管的沿程损失，要注意其对应关系；当采用注意其对应关系；当采用流速当量直径时，必须采用矩流速当量直径时，必须采用矩形风管内的空气流速去查沿程损失；形风管内的空气流速去查沿程损失；当当采用流量当量直采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查单位管长沿程径时，必须用矩形风管中的空气流量去查单位管长沿程损失损失。这两种方法得出的矩形风管比摩阻是相等的。这两种方法得出的矩形风管比摩阻是相等的第六章第六章 通风系统风道设计计算通

12、风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力mrtbmrtbmr【例【例6.1】 已知太原市某厂已通风系统采用钢板制圆形风已知太原市某厂已通风系统采用钢板制圆形风道，风量道，风量l=1000 m3/h，管内空气流速，管内空气流速v=10 m/s，空气温，空气温度度 t=80，求风管单位长度的沿程损失。，求风管单位长度的沿程损失。 解解 由附录由附录6.1查得：查得：d=200 =6.8 pa/m，太原市，太原市大气压力：大气压力：b=91.9 kpa 由图由图6.2查得：查得： =0.86， =0.92所以，所以， = =0.860.926.8=5.38 pa/m第六章第六章 通

13、风系统风道设计计算通风系统风道设计计算【例【例6.2】 有一钢板制矩形风道，有一钢板制矩形风道，k=0.15 mm，断面尺寸，断面尺寸为为500250 mm，流量为，流量为2700 m3/h，空气温度为，空气温度为50，求单位长度摩擦阻力损失。求单位长度摩擦阻力损失。解一解一 矩形风管内空气流速矩形风管内空气流速 = m/s流速当量直径流速当量直径 = = m由由 =6 m/s， =330 mm，查附录，查附录6.1得得 =1.2 pa/m由图由图6.1查得查得t=50时，时， =0.92所以所以 = =0.921.2=1.1 pa/mv625. 05 . 0360027003600flvdb

14、aab233. 025. 05 . 025. 05 . 02vvdmrtmrtmr第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算解二解二 流量当量直径流量当量直径 =1.265 =1.265 m由由l=2700 m3/h， =384 mm查附录查附录6.1得得 =1.2 pa/m所以所以 = =0.921.2=1.1 pa/m解三解三 利用附录利用附录6.3，查矩形风道，查矩形风道500250 mm当当 =6 m/s时，时，l=2660m3/h， =1.08 pa/m当当 =6.5m/s时，时，l=2881m3/h， =1.27 pa/m由内插法求得：由内插法求得：当当l=2700 m

15、3/h时，时， =6.09m/s， =1.12 pa/m则则 = =1.120.92=1.03 pa/mld533baba384. 025. 05 . 025. 05 . 0533ldmrmrtmrvvmrmrvmrmrtmr第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力风道中流动的空气，当其方向和断面的大小发生变化或风道中流动的空气，当其方向和断面的大小发生变化或通过管件设备时，由于在边界急剧改变的区域出现旋涡区和通过管件设备时，由于在边界急剧改变的区域出现旋涡区和流速的重新分布而产生的阻力称为局部阻力，克服局部阻力流速的重新分布而产生的阻力称

16、为局部阻力，克服局部阻力而引起的能量损失称为局部阻力损失，简称局部损失。而引起的能量损失称为局部阻力损失，简称局部损失。22vpj局部阻力损失的计算局部阻力损失的计算局部阻力系数通常用实验方法确定，附录局部阻力系数通常用实验方法确定，附录6.4中列出了部分中列出了部分管件的局部阻力系数。在计算局部阻力时，一定要注意管件的局部阻力系数。在计算局部阻力时，一定要注意值所值所对应的空气流速。对应的空气流速。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力二、局部阻力二、局部阻力在通风系统中，局部阻力所造成的能量损失占有很大的比在通风系统中，局部阻力所造成

17、的能量损失占有很大的比例，甚至时主要的能量损失，为减小局部阻力，以利于节例，甚至时主要的能量损失，为减小局部阻力，以利于节能，在设计中应尽量减小局部阻力。通常采用以下措施：能，在设计中应尽量减小局部阻力。通常采用以下措施：（1）避免风管断面的突然变化，管道变径时，尽量利用）避免风管断面的突然变化，管道变径时，尽量利用渐扩、渐扩、渐缩代替突扩、突缩渐缩代替突扩、突缩。其中心角最好在。其中心角最好在810，不超过，不超过45，如如图图6.4。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6

18、.1 风道中的阻力风道中的阻力（2）布置管道时，）布置管道时，应力求管线短直，减少弯头应力求管线短直，减少弯头。圆形风。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（管弯头的曲率半径一般应大于（14）倍管径，见）倍管径，见图图6.5。矩形风管弯头的矩形风管弯头的长宽比愈小，阻力愈小长宽比愈小，阻力愈小，应优先采用，应优先采用，见见图图6.6。必要时可在弯头内部设置导流叶片，见。必要时可在弯头内部设置导流叶片，见图图6.7，以减小阻力。应尽量采用转角小的弯头，用弧弯代替直以减小阻力。应尽量采用转角小的弯头，用弧弯代替直角弯，如角弯，如图图6.8所示。所示。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计

19、算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力图图6.5 圆形风管弯头圆形风管弯头第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力图图6.6 矩形风管弯头矩形风管弯头第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力图图6.7 导流叶片导流叶片第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力1v2v3v（3）三通的局部阻力大小与断面形状、两支管夹角、支管与三通的局部阻力大

20、小与断面形状、两支管夹角、支管与总管的截面比有关，为减小三通的局部阻力，应尽量使支管与总管的截面比有关，为减小三通的局部阻力，应尽量使支管与干管连接的夹角不超过干管连接的夹角不超过30，如，如图图6.9所示。当合流三通内直所示。当合流三通内直管的气流速度大于支管的气流速度时，会发生直管气流引射支管的气流速度大于支管的气流速度时，会发生直管气流引射支管气流的作用，有时支管的局部阻力出现负值，同样直管的局管气流的作用，有时支管的局部阻力出现负值，同样直管的局部阻力也会出现负值，但不可能同时出现负值。为避免引射时部阻力也会出现负值，但不可能同时出现负值。为避免引射时的能量损失，减小局部阻力，如的能量

21、损失，减小局部阻力，如图图6.10，应使，应使 ，即，即f1+ f2 =f3，以避免出现这种现象。，以避免出现这种现象。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力图图6.9 三通支管和干管的连接三通支管和干管的连接第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力图图6-10 合流三通合流三通第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力（4）风管的进、出口：气流流出时将流出前的能量全部）风管的进、出口：气流流出时将流出前的能量全部损失掉，损失值等于出

22、口动压，因此可采用损失掉，损失值等于出口动压，因此可采用渐扩管渐扩管（扩压（扩压管）来降低出口动压损失。管）来降低出口动压损失。图图6.11所示，空气进入风管会所示，空气进入风管会产生涡流而造成局部阻力，可采取措施减少涡流，降低其产生涡流而造成局部阻力，可采取措施减少涡流，降低其局部阻力。局部阻力。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力（5）管道和风机的连接要尽量避免在接管处产生局部涡）管道和风机的连接要尽量避免在接管处产生局部涡流，如流，如图图

23、6.12所示所示第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.1 6.1 风道中的阻力风道中的阻力三、总阻力损失三、总阻力损失摩擦阻力与局部阻力之和总阻力，克服摩擦阻力和摩擦阻力与局部阻力之和总阻力，克服摩擦阻力和局部阻力而引起的能量损失称为称总阻力损失。局部阻力而引起的能量损失称为称总阻力损失。jmppp返回返回第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算 风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各个风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各个排风点的位置和风量已经确定的前提下进行的。排风点的位置和风量已经确定的前提下

24、进行的。水力计算主要任务：水力计算主要任务： 确定各管段的直径或断面尺寸和阻力，保证设计要求的确定各管段的直径或断面尺寸和阻力，保证设计要求的风量分配，为选择风机提供理论数据。风量分配，为选择风机提供理论数据。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算一、风道的设计原则一、风道的设计原则1、风道的布置在不影响操作、维修和美观的前提下，尽量、风道的布置在不影响操作、维修和美观的前提下，尽量短、平、直短、平、直，尽量减少局部构件，以减少系统的阻力；，尽量减少局部构件，以减少系统的阻力；2、风道的计算压力损失，宜按下列数值附加：、风道的计算压力

25、损失，宜按下列数值附加： 一般送风系统；一般送风系统；10%15%；除尘系统：；除尘系统：15%20%第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算3、除尘系统各并联支管之间的计算压力损失差值，宜小于、除尘系统各并联支管之间的计算压力损失差值，宜小于10%；其他通风系统宜小于；其他通风系统宜小于15%。4、通风系统应、通风系统应优先考虑使用圆形风管优先考虑使用圆形风管；当空间不允许或；当空间不允许或美观上有要求时，可以考虑采用矩形风管，在矩形风管美观上有要求时，可以考虑采用矩形风管，在矩形风管中中尽可能的选用正方形管道尽可能的选用正方形管道，

26、当安装高度有限制时才采，当安装高度有限制时才采用矩形管道。用矩形管道。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算二、水力计算方法概述二、水力计算方法概述1、控制流速法、控制流速法 按技术经济要求选定按技术经济要求选定空气流速空气流速作为控制指标，再根据作为控制指标，再根据风量来确定风管的断面尺寸和压力损失，目前风量来确定风管的断面尺寸和压力损失，目前常用此法常用此法进行水利计算进行水利计算。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算2、压损平均法、压损平均法该方法是以该方法是以单位长

27、度风道有相等的压力损失单位长度风道有相等的压力损失为前提条为前提条件，在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度件，在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度平均分配给各部分，再根据各部分的平均分配给各部分，再根据各部分的风量风量确定风管断面尺确定风管断面尺寸，该法适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等寸，该法适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等场合。场合。3、静压复得法、静压复得法该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这一原则确定风管的断面尺寸，此法适用于高速力，根据这一原则确定风管的断面尺寸，此法适用于高速

28、风道的水力计算。风道的水力计算。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算三、流速控制法风道设计计算方法与步骤三、流速控制法风道设计计算方法与步骤1、确定通风系统方案，绘制管路系统轴测示意图；、确定通风系统方案，绘制管路系统轴测示意图；2、 对轴测示意图分段，对各管段进行编号，标注长度对轴测示意图分段，对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划为一个计和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划为一个计算管段算管段。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算3、选

29、定系统不同管段的流速、选定系统不同管段的流速风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻力小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，力小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，耗材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面尺寸小，耗材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面尺寸小，建造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧建造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧管道与设备的磨损。因此，必须经过技术经济分析来确定管道与设备的磨损。因此，必须经过技术经济分析来确定合理的流速。合理的流速。第六章第六章 通风系统风道设计计算通

30、风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算4、确定最不利管路、确定最不利管路最不利管路是长度最大的管路，也就是比摩阻最小的管路。最不利管路是长度最大的管路，也就是比摩阻最小的管路。5、根据选定的流速和已知流量，计算最不利管路风管断面尺、根据选定的流速和已知流量，计算最不利管路风管断面尺寸，确定风管断面尺寸时，应采用通风管道统一规格。然后寸，确定风管断面尺寸时，应采用通风管道统一规格

31、。然后再求出风管中的实际流速，并计算出沿程阻力和局部阻力。再求出风管中的实际流速，并计算出沿程阻力和局部阻力。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算6、计算其他并联管路、计算其他并联管路 为保证系统能按要求的流量进行分配，并联环路的阻力为保证系统能按要求的流量进行分配，并联环路的阻力必须平衡。因受到风管断面尺寸的限制，对除尘系统各并必须平衡。因受到风管断面尺寸的限制，对除尘系统各并联环路间的压损差值不宜超过联环路间的压损差值不宜超过10%，其他通风系统不宜超，其他通风系统不宜超过过15%。若超过时可通过调整管径或采用阀门来进行调节。若

32、超过时可通过调整管径或采用阀门来进行调节。调整后的管径可按下式确定调整后的管径可按下式确定225. 0）（ppdd需要指出的是，在设计阶段不把阻力平衡的问题解决，而需要指出的是，在设计阶段不把阻力平衡的问题解决，而一味的依靠阀门开度的调节。对多支管的系统平衡来说是很一味的依靠阀门开度的调节。对多支管的系统平衡来说是很困难的，需反复调整测试。有时甚至无法达到预期风量分配，困难的，需反复调整测试。有时甚至无法达到预期风量分配，或出现再生噪声等问题。或出现再生噪声等问题。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算7、选择风机、选择风机 考虑到设

33、备、风管的漏风和阻力损失计算的不精确，考虑到设备、风管的漏风和阻力损失计算的不精确，选择风机的风量，风压应按下式考虑选择风机的风量，风压应按下式考虑lkllfpkpfflkfk风量附加系数，除尘系统风量附加系数，除尘系统=1.11.5；一般；一般送排风系统为送排风系统为1.1； 风压附加系数，除尘系统风压附加系数，除尘系统=1.151.20；一；一般送排风系统为般送排风系统为1.11.15。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算当风机在非标准状态下工作时，应对风机性能进行换算，再当风机在非标准状态下工作时，应对风机性能进行换算，再以此

34、参数从风机样本上选择风机。以此参数从风机样本上选择风机。ffll 2 . 1ffpp第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算 例题例题6-3 如下图所示的机械排风系统，风管材料为薄钢板，如下图所示的机械排风系统，风管材料为薄钢板，风机前风管为矩形，风机出口采用圆形，输送的气体温度为风机前风管为矩形，风机出口采用圆形，输送的气体温度为200，伞形罩的张角为，伞形罩的张角为400，风管，风管900弯头的曲率半径为弯头的曲率半径为r=2d，合流三通分支管的夹角为合流三通分支管的夹角为300，带扩压管的伞形风帽，带扩压管的伞形风帽h/d0=0.

35、6，当地大气压力当地大气压力92kpa，对该系统进行水力计算。，对该系统进行水力计算。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算1、对风管进行编号，标注风管长度和风量。、对风管进行编号，标注风管长度和风量。2、确定各段风管的气体流速，查表、确定各段风管的气体流速，查表6-3，对于工业建筑通，对于工业建筑通风干管风干管614m/s，支管，支管28m/s；3、确定最不利管路，本系统、确定最不利管路，本系统为最不利管路为最不利管路4、确定最不利管路

36、的流速，根据各个管段的风量和流速确、确定最不利管路的流速，根据各个管段的风量和流速确定管段的截面尺寸和比摩阻，计算沿程阻力，先计算最不利定管段的截面尺寸和比摩阻，计算沿程阻力，先计算最不利管路，然后计算其余分支管路，并进行平衡计算。管路，然后计算其余分支管路，并进行平衡计算。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.2 6.2 风道的水力计算风道的水力计算（1）计算沿程阻力；）计算沿程阻力；（2）计算局部阻力；）计算局部阻力；（3）计算总阻力；）计算总阻力；（4）计算系统总阻力；）计算系统总阻力；（5）选择风机。）选择风机。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算

37、【例【例 6.46.4】 如如图图6.116.11所示的机械排风系统，全部采用钢板所示的机械排风系统，全部采用钢板制作的圆形风管，输送含有有害气体的空气制作的圆形风管，输送含有有害气体的空气( =1.2 ( =1.2 m m3 3/kg)/kg)，气体温度为常温，圆形伞形罩的扩张角为，气体温度为常温，圆形伞形罩的扩张角为6060，合，合流三通分支管夹角为流三通分支管夹角为3030，带扩压管的伞形风帽，带扩压管的伞形风帽h/d0=0.5h/d0=0.5，当地大气压力为当地大气压力为92 kpa92 kpa，对该系统进行水力计算。，对该系统进行水力计算。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风

38、道设计计算解解 1对管段进行编号，标注长度和风量，如图示。对管段进行编号，标注长度和风量，如图示。2确定各管段气流速度，查表确定各管段气流速度，查表6.3有：工业建筑机械通风对有：工业建筑机械通风对于干管于干管 =614 m/s；对于支管；对于支管 =28 m/s。3确定最不利环路，本系统确定最不利环路，本系统为最不利环路。为最不利环路。4根据各管段风量及流速，确定各管段的管径及比摩阻，计根据各管段风量及流速，确定各管段的管径及比摩阻，计算沿程损失，应首先计算最不利环路，然后计算其余分支环算沿程损失，应首先计算最不利环路，然后计算其余分支环路。路。如管段如管段,根据根据 =1200 m3/h,

39、 =614 m/s查附录查附录6.1可得出管径可得出管径 =220 mm, =9 m/s, =4.5 pa/m查图查图6.3有有 =0.91，则有，则有 =0.914.5=4.1 pa/m = =4.113=53.3 pa也可查附录也可查附录6.1 确定管径后，利用内插法求出：确定管径后，利用内插法求出： 、 。同理可查出其余管段的管径、实际流速、比磨阻，计算出沿同理可查出其余管段的管径、实际流速、比磨阻，计算出沿程损失，具体结果见表程损失，具体结果见表6-4。vvlvdvmrbmrmplrmvmr第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算图图6.10 机械排风系统图机械排风系统图

40、第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算5计算各管段局部损失计算各管段局部损失如管段如管段，查附录，查附录6.4有：圆形伞形罩扩张角有：圆形伞形罩扩张角60， =0.09，90弯头弯头2个，个， =0.152=0.3，合流三通直管段，见图，合流三通直管段，见图6.12。 + =30，查得，查得 =0.76， =0.09+0.3+0.76=1.1543. 0210090032ll51. 0280200232）（ff038. 022. 0421）（f031. 02 . 0422）（f062. 028. 0423）（f1f2f3f第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算j

41、p22v292 . 12第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算管段管段编号编号流量流量(m3/h)长度长度l(m)管径管径(mm)速度速度(m/s)平均平均r (pa/m)比摩阻比摩阻修正系修正系数数设计设计r(pa/m)动压动压pd(pa)局部局部阻力阻力系数系数沿程沿程损失损失(pa)局部局部损失损失(pa)送损送损失失(pa)备注备注最不利环路最不利环路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.796642.70.912.465

42、31.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支环路分支环路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.1与与平衡平衡71300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7与与+平衡平衡815001020013.0110.9110101.41.26100127.8227.8与与+平平衡衡通风管道水力计算表通风管道水力计算表 表表6-4第六章第六章 通风系统风道设计

43、计算通风系统风道设计计算第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算7检查并联管路阻力损失的不平衡率检查并联管路阻力损失的不平衡率（1）管段）管段和管段和管段不平衡率为不平衡率为 调整管径调整管径取取 =160 mm查附录查附录6.1 ，得，得 =160 mm， =12.3 m/s， =13 pa/m = =0.9113=11.83 pa/m + =0.058 m2 =0.062 m2 + %9 .67%1002 .1091 .352 .109%100161ppp%151552 .1091 .35200225. 0225. 0）（）（ppddddvmrmrbmr1f2f3f1f2f3

44、f第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算查附录查附录6.4 ，合流三通分支管阻力系数为，合流三通分支管阻力系数为-0.21，（见表（见表6.6）。）。 阻力计算结果见表阻力计算结果见表6.5， =109.1 pa不平衡率为不平衡率为 满足要求。满足要求。（2）管段）管段与管段与管段+ 不平衡率为不平衡率为 若将管段若将管段调至调至 =180 mm，不平衡率仍然超过，不平衡率仍然超过 ， 因此采用因此采用 =200 mm，用阀门调节。，用阀门调节。03. 0p%1 . 02 .1091 .1092 .109161ppp%15%4 .243 .1757 .1323 .1752172

45、1pppp）（%157d%157d第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算%9 . 73 .2478 .2273 .2473218321）（）（ppppppp%1551）（jmppplkllf43637915. 1pkpffflfp返回返回第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算 在通风系统中，沿风管侧壁的若干孔口或短管，均匀地把等在通风系统中，沿风管侧壁的若干孔口或短管，均匀地把等量的空气送入室内，这种送风方式称为均匀送风。均匀送风可量的空气送入室内，这种送风方式称为均匀送风。均匀送风可以使房间得到均匀的

46、空气分布，且风道制作简单，节省材料，以使房间得到均匀的空气分布，且风道制作简单，节省材料，因此应用得比较广泛，在车间、候车室、影院、冷库等场所都因此应用得比较广泛，在车间、候车室、影院、冷库等场所都可以看到均匀送风管道。可以看到均匀送风管道。 均匀送风管道由两种形式，一种是均匀送风管道由两种形式，一种是送风管的断面逐渐减小送风管的断面逐渐减小而孔口面积相等而孔口面积相等；另一种是；另一种是送风管道断面不变而孔口面积不送风管道断面不变而孔口面积不相等相等。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算一、基本原理一、基本原理风管

47、内流动的空气，具有动压和静压。空气本身的运动速风管内流动的空气，具有动压和静压。空气本身的运动速度取决于平行风道轴线方向动压的大小，而作用于管壁的压力度取决于平行风道轴线方向动压的大小，而作用于管壁的压力则是静压。则是静压。 若在风道侧壁开孔，由于孔口内外的若在风道侧壁开孔，由于孔口内外的静压差静压差，空气就会沿垂，空气就会沿垂直于管壁的方向孔口流出，同时由于受原有管内轴向流速的影直于管壁的方向孔口流出，同时由于受原有管内轴向流速的影响，孔口空气流出方向并非垂直于管壁，而是以一定角度流出。响，孔口空气流出方向并非垂直于管壁，而是以一定角度流出。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计

48、计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算1、出口气流的实际速度与方向、出口气流的实际速度与方向ddpv2jjpv2qjddjpppvvv2)(222djdjppvvtg第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算2、侧孔面积和出口风量、侧孔面积和出口风量jjojooopfvfvvvfvffvl2sin000flvvj第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算3、保证均匀送风的条件、保证均匀送风的条件要使各等面积的侧孔送出的风量相等

49、，就必须保证要使各等面积的侧孔送出的风量相等，就必须保证各各侧孔的静压和流量系数均相等侧孔的静压和流量系数均相等；要；要使出口气流尽量保持使出口气流尽量保持垂直，就要使出流角接近垂直，就要使出流角接近90：（1）保持各侧孔静压相同的条件）保持各侧孔静压相同的条件 两侧孔间静压相等的条件使两侧孔间的动压降等于两侧孔两侧孔间静压相等的条件使两侧孔间的动压降等于两侧孔间的阻力。间的阻力。2121pppdd第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（2）保持各侧孔流量系数相等的条件）保持各侧孔流量系数相等的条件，llloool流量

50、系数流量系数 与孔口形状、出流角与孔口形状、出流角 和孔口的相对流量即孔口和孔口的相对流量即孔口送风量送风量 （某孔口前风道内风量之比）等因素有关，它是（某孔口前风道内风量之比）等因素有关，它是由实验确定的。对于锐边的孔口，在由实验确定的。对于锐边的孔口，在 60， =0.10.5范范围内，为简化计算，可近似取围内，为简化计算，可近似取 =0.6。为此一般要求保持为此一般要求保持60，即，即tan 1.73， pj/pd3.0。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算 如果需要使气流方向尽可能地垂直于风道轴线，可在孔口如

51、果需要使气流方向尽可能地垂直于风道轴线，可在孔口处加设导向叶片或把孔口改为短管。处加设导向叶片或把孔口改为短管。 出流角越大，出流方向越接近于垂直，均匀送风性能也越好。出流角越大，出流方向越接近于垂直，均匀送风性能也越好。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算3、侧孔送风时的局部阻力系数、侧孔送风时的局部阻力系数 通常，可以把侧孔看作时支管长度为零的三通。当空气从通常，可以把侧孔看作时支管长度为零的三通。当空气从侧孔送出时，产生两种局部阻力，即侧孔送出时，产生两种局部阻力，即直通部分的局部阻力直通部分的局部阻力和和侧孔

52、局部阻力侧孔局部阻力。直通部分的局部阻力系数可用下式计算直通部分的局部阻力系数可用下式计算235. 0）（llo侧孔送风口的流量系数一般近似取为侧孔送风口的流量系数一般近似取为 =0.60.65，局部阻，局部阻力系数取为力系数取为2.37。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算二、均匀送风管道计算二、均匀送风管道计算计算目的：计算目的：确定侧孔的面积、风管断面尺寸及送风管阻力确定侧孔的面积、风管断面尺寸及送风管阻力。前提：侧孔的数量、侧孔的间距、每个侧孔的送风量前提：侧孔的数量、侧孔的间距、每个侧孔的送风量例题例题6-

53、5 如图所示矩形变截面送风口的均匀送风管道，如图所示矩形变截面送风口的均匀送风管道，总送风总送风量为量为1.8m3/s，风道上均匀布置，风道上均匀布置6个侧风口个侧风口，每个送风口的风量每个送风口的风量为为0.3m3/s，风口间距风口间距1.5m，试设计该均匀送风风道，并确定，试设计该均匀送风风道，并确定风道总阻力损失。风道总阻力损失。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（1）给定侧孔的送风平均风速，计算静压速度和侧孔面积）给定侧孔的送风平均风速，计算静压速度和侧孔面积设侧孔平均风速设侧孔平均风速4.5m/s，孔口流

54、量系数，孔口流量系数0.6，则，则smvvj/5 . 76 . 05 . 40pavpjj75.332 . 125 . 7222200007. 05 . 43 . 0mvlf选择风口尺寸选择风口尺寸320*200mm20064. 0mfsmflv/69. 4064. 03 . 0000第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（2）为保持第一个侧孔的气流出流角）为保持第一个侧孔的气流出流角60600 0，根据这个原，根据这个原则来确定断面则来确定断面1 1处的流速和断面尺寸。处的流速和断面尺寸。设设smvd/75. 310

55、1016008. 275. 36 . 0/69. 46 . 0/tgvvvvtgddjpavpdd44. 82 . 1275. 322211截面截面1-1面积：面积：211148. 075. 38 . 1mvlfd设风道高度不变，仅改变风道宽度，采用设风道高度不变，仅改变风道宽度，采用800600mm第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（3）管段）管段1-2的压力损失的压力损失根据根据b1h=800600mm，总风量，总风量1.8m3/h，查附录，查附录6-3得得smvmprdm/75. 3,/20. 01palrp

56、mm3 . 05 . 12 . 0分流三通直通的局部阻力系数分流三通直通的局部阻力系数0097. 08 . 13 . 035. 035. 0220llpavpdj08. 0275. 32 . 10097. 02221总阻力：总阻力：pap38. 03 . 008. 021第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（4）均匀送风管总阻力）均匀送风管总阻力均匀送风管分为均匀送风管分为6段，每一段认为阻力相等，则段，每一段认为阻力相等，则pap28. 2638. 061第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.3

57、 6.3 均匀送风管道的设计计算均匀送风管道的设计计算（5）末端）末端6-6处的流速及断面尺寸计算处的流速及断面尺寸计算papppdd16. 628. 244. 86116smpvdd/20. 32 . 116. 622662606094. 020. 33 . 0mvlfdd取断面尺寸：取断面尺寸：b6h=157600mm返回返回第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.4 6.4 风道内的压力分布风道内的压力分布 空气在风道中流动时，由于风道内阻力和流速的变化，空空气在风道中流动时，由于风道内阻力和流速的变化，空气的压力也在不断地发生变化。下面通过气的压力也在不断地发生变化。

58、下面通过图图6.14所示的单风所示的单风机通风系统风道内的压力分布图来定性分析风道内空气的压机通风系统风道内的压力分布图来定性分析风道内空气的压力分布。力分布。 压力分布图的绘制方法是取一坐标轴，将大气压力作为零压力分布图的绘制方法是取一坐标轴，将大气压力作为零点，标出各断面的全压和静压值，将各点的全压、静压分别点，标出各断面的全压和静压值，将各点的全压、静压分别连接起来，即可得出。图中全压和静压的差值即为动压。连接起来，即可得出。图中全压和静压的差值即为动压。 系统停止工作时，通风机不运行，风道内空气处于静止系统停止工作时，通风机不运行，风道内空气处于静止状态，其中任一点的压力均等于大气压力

59、，此时，整个系状态，其中任一点的压力均等于大气压力，此时，整个系统的静压、动压和全压都等于零。统的静压、动压和全压都等于零。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.4 6.4 风道内的压力分布风道内的压力分布系统工作时，通风机投入运行，空气以一定的速度开始流动，系统工作时，通风机投入运行，空气以一定的速度开始流动，此时，空气在风道中流动时所产生的能量损失由通风机的动力此时，空气在风道中流动时所产生的能量损失由通风机的动力来克服。来克服。第六章第六章 通风系统风道设计计算通风系统风道设计计算6.4 6.4 风道内的压力分布风道内的压力分布流动规律：流动规律：1、风机的风压等于风

60、机的进口和出口的全压差，或者说等、风机的风压等于风机的进口和出口的全压差，或者说等于风道的阻力以及出口动压损失之和；于风道的阻力以及出口动压损失之和；2、风机吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口处负压最、风机吸入段的全压和静压均为负值，在风机入口处负压最大；风机压出段的全压和静压一般为正值，在风机出口处正大；风机压出段的全压和静压一般为正值，在风机出口处正压最大。压最大。3、各并联支管的阻力是相等的，如果设计时各支管的阻力不、各并联支管的阻力是相等的，如果设计时各支管的阻力不相等，在实际运行中，各支管会按照其阻力特性自动平衡，相等，在实际运行中，各支管会按照其阻力特性自动平衡，同时改变设计的