暖通空调风管沿程阻力、局部阻力及静压复得设计计算书

2/2暖通空调风管沿程阻力、局部阻力及静压复得设计计算书工程名称：[某办公楼/商场]中央空调风管系统设计设计阶段：施工图设计计算日期：计算人：审核人：一、设计依据与基础参数1.设计依据：《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2016）全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》（2009版）2.风管系统基本参数：风管类型：矩形镀锌钢板风管，低压系统（工作压力≤500Pa）空气流量（主风管）：Q风管材质及粗糙度：镀锌钢板，绝对粗糙度K空气密度（20℃，标准大气压）：ρ空气运动黏度（20℃）：ν主风管截面尺寸（初选）：宽W=1000mm，高风管长度（最不利环路）：L=45局部构件：矩形弯头（R=1.5D，设导流叶片）、渐扩管、三通、调节阀、出风口等。3.计算目标：确定风管沿程阻力Δ确定风管局部阻力Δ采用静压复得法对支管或变截面管段进行设计校核，保证系统平衡。二、风管流速及当量直径计算在设计阻力之前，需先计算管内风速及当量直径。2.1截面面积及流速计算公式：Av符号说明：符号含义单位取值A风管横截面积m待计算W风管宽度m1.00H风管高度m0.50v风管内风速m/s待计算Q风量m120003600小时换算秒系数s/h-参数代入：Av结论：主风管风速v=6.67m/s，符合GB50736推荐的主风管风速（2.2当量直径计算（矩形风管）采用流速当量直径（用于沿程阻力计算）。计算公式：D参数代入：D结论：流速当量直径De三、沿程阻力计算计算公式（达西-魏斯巴赫公式）：Δ符号说明：符号含义单位取值Δ沿程阻力损失Pa待计算λ沿程阻力系数（摩擦系数）-待计算L风管长度m45D当量直径m0.667ρ空气密度kg/m1.20v风速m/s6.6673.1沿程阻力系数λ计算采用柯列布鲁克-怀特公式（适用于湍流过渡区及粗糙区），或使用经验公式（镀锌钢板，绝对粗糙度K=0.15先计算雷诺数Re：Re符号说明：ν代入：Re因Re>4000，为湍流。工程中常用简化公式（Altshul公式λ分步计算：相对粗糙度：K68/括号内和：2.25×开0.25次方：(4.555×乘0.11：λ结论：取λ=0.01613.2沿程阻力计算Δ分步计算：L动压PΔ0.0161×67.47=1.0861.086×26.67=28.96结论：沿程阻力损失ΔP四、局部阻力计算计算公式：Δ符号说明：符号含义单位Δ局部阻力损失Paξ局部阻力系数（无量纲）-P风管动压Pa本系统主要局部构件及阻力系数（参照《暖通空调·动力》技术措施表）：序号构件名称数量单个ξ备注1风机出口（渐扩管至主风管）10.50依据渐扩面积比2矩形90°弯头（R=1.5D，带导流叶片）20.15带导叶片后系数降低3矩形分流三通（直通，分流）10.30主管分流至支管4手动对开多叶调节阀（全开）10.25全开时5出风口（带百叶）11.50最后送至房间6弯头（其他）10.20-∑合计-∑-注意：三通局部阻力系数与流量比有关，本计算按最不利分支的直通部分取典型值。局部阻力计算：Δ结论：局部阻力损失ΔP五、总阻力计算与风机选型需求计算公式：Δ代入：Δ结论：最不利环路总阻力ΔP总=110.3Pa（仅风管部分，不含过滤器、表冷器等设备阻力）。风机全压需再考虑机组内部阻力（约六、静压复得法校核（变截面风管设计）适用场景：对于高速风管系统（风速>10m/s）或要求各风口出风均匀的场合，采用静压复得法设计，使渐缩管后因速度下降而静压回升，抵消后续管段阻力。本系统风速较低，但仍可演示计算过程。计算原理：在管段1-2中，假设局阻很小，由伯努利方程：P若忽略局部损失，当流速下降时，静压增加的量理论上可补偿后续阻力，实现静压复得。设计目标：选择管段变截面尺寸，使Ps本系统校核：假设主风管后接一根渐缩管，将风速从6.67m/s降至5.0m/s。动压变化：Δ若渐缩管自身局部阻力很小（例如ξ=0.10，损失0.10×26.67=2.67P结论：静压复得约9Pa，可用于补偿后续短管的沿程阻力，保证末端静压稳定。但本系统风速较低，静压复得效果有限，无需特殊设计。七、最终设计结论与建议1.风管阻力计算结果汇总：项目符号计算值单位主风管尺寸W×H1000×500mm风速v6.67m/s当量直径D0.667m沿程阻力系数λ0.0161-沿程阻力Δ29.0Pa局部阻力合计Δ81.3Pa风管总阻力Δ110.3Pa2.风机选型要求：风机风量：≥12000m³/h（考虑漏风系数1.05，取12600m³/h）风机全压：≥(110Pa+空气处理机组阻力约300Pa)=410Pa建议风机类型：离心风机或高效低噪箱式风机。3.静压复得法评价：本系统属于低速风管系统（v<8m/s），静压复得量较小，不建议依赖静压复得进行平衡；应采用风阀调节或支管阻力平衡方法。对于高速风管系统（如工业通风、剧院送风），静压复得法是有效节能设计方法。4.规范符合性验证：风速符合GB50736-2012表6.5.1（主风管风速5~8m/s）。沿程阻力系数计算采用Altshul公式，适用于镀锌钢板风管，偏差在工程允许范围。局部阻力系数取值均来自《暖通空