环保之家
标题:
算例:风道设计计算
[打印本页]
作者:
排水工程
时间:
2022-2-10 14:20
标题:
算例:风道设计计算
一.风道水力计算方法
8 o9 ] {/ \: [2 w# g. J# a: v
0 k9 Y9 G% h2 f3 @% P8 ?
风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。
u# U: p8 {- _- ?) R7 c3 L
风道水力计算方法比较多,如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法,而高速送风系统则采用静压复得法。
! m1 h% d' H$ ^ y) M; O
], N; J* s' k6 g4 I: j
1.假定流速法
9 i/ e4 e8 w1 z7 D# y9 f
假定流速法也称为比摩阻法。这种方法是以风道内空气流速作为控制因素,先按技术经济要求选定风管的风速,再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。
# t2 k c% i3 r, b' z; W$ n, x$ k( Y
0 w# b6 h& C% E0 H& ^3 I
2.压损平均法
: M9 h3 k. R" V# l) e
压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提。在已知总作用压力的情况下,取最长的环路或压力损失最大的环路,将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分,再根据各部分的风量和所分配的压力损失值,确定风管的尺寸,并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节,以保证各环路间压力损失的差值小于15%。一般建议的单位长度风管的摩擦压力损失值为0.8~1.5Pa/m。该方法适用于风机压头已定,以及进行分支管路压损平衡等场合。
: p" o" A m, s
; {$ m) t& G4 \
3.静压复得法
- U" r( W, U# L% @- |' D& m
静压复得法的含义是,由于风管分支处风量的出流,使分支前后总风量有所减少,如果分支前后主风道断面变化不大,则风速必然下降。风速降低,则静压增加,利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力,以确定管道尺寸,从而保持各分支前的静压都相等,这就是静压复得法。此方法适用于高速空调系统的水力计算。
, Z; q- n7 a0 _5 Z2 R% y
. M8 y7 y9 L8 w6 g9 x, u: L: F
二.风道水力计算步骤
( P8 R; E C0 j
% l1 a8 p2 B) L9 R( A/ X& A+ X
以假定流速法为例:
) U1 T- U5 [: B- _# s# D& |
1.确定空调系统风道形式,合理布置风道,并绘制风道系统轴测图,作为水力计算草图。
- D+ |5 m6 E* p% N& i# F4 t0 h
2.在计算草图上进行管段编号,并标注管段的长度和风量。
6 E, U4 c% N; Y6 a$ n
管段长度一般按两管件中心线长度计算,不扣除管件(如三通、弯头)本身的长度。
0 o' C7 Z" }. h: o6 c2 z. E
3.选定系统最不利环路,一般指最远或局部阻力最多的环路。
+ `4 p' k% c3 k4 e7 N Q/ ~3 Q; ~
4.选择合理的空气流速。
# p$ L' Q" a4 k' q7 S. J( r
s# R6 y9 v3 Q# O- r
风管内的空气流速可按下表确定。
) R p/ C4 w; M. ?- ]
# ]; f3 i' y8 O5 E. q
表8-3空调系统中的空气流速(m/s)
0 u( l2 \4 N$ f7 p
下载地址
举报有奖?
| 最后更新:
环保资源,发现无限可能!
立即下载
免
免费资源
T 币 技术币
2 次,
记录
充值 T 币
开通 VIP
我的 T 币
积分兑换
广告位招租, 联系QQ 2112 416 824
免责声明:本站资源由发布者提供,版权归发布者或原作者,若侵权请提供证据联系客服处理,因此给您带来的不便,敬请谅解!
k7 t) U6 Q8 j, a, N
3 J1 Z. N3 Y% A$ R2 F+ r9 B- ^* A
; ~( F3 U- n6 I: L
5.根据给定风量和选定流速,逐段计算管道断面尺寸,然后根据选定了的风管断面尺寸和风量,计算出风道内实际流速。
5 D6 X, R' Y9 i/ f$ G* I8 ^9 K0 \! i
通过矩形风管的风量:G=3600abυ (m3/h)
S" V k# p+ X
式中:a,b—分别为风管断面净宽和净高,m。
( C/ [" g X' R, e% n) j
通过园形风管的风量:G=900πd2υ (m3/h)
. F0 P+ x# w6 F8 T; C
式中:d—为圆形风管内径,m。
( T- P% G9 `0 n
$ `! P, S" l! G# k
6.计算风管的沿程阻力
% s. @. |8 I) v d0 E0 n! \
根据风管的断面尺寸和实际流速,查阅查阅附录13或有关设计手册中《风管单位长度沿程压力损失计算表》求出单位长度摩擦阻力损失△py,再根据管长l,进一步求出管段的摩擦阻力损失。
- y$ T ~" _1 d7 p- e! T; a: i
6 y) e& N5 v* c% G# e6 M
7.计算各管段局部阻力
6 S! i. r* F. V/ {3 g4 h0 l4 h' Y
按系统中的局部构件形式和实际流速υ,查阅附录14或有关设计手册中《局部阻力系数ζ计算表》取得局部阻力系数ζ值,再求出局部阻力损失。
6 ~- U3 b F9 J
( ~) D4 N4 s A$ i. a9 {0 R
8.计算系统的总阻力,△P=∑(△pyl +△Pj)。
# j. S0 w' ?! {5 _5 k) ]/ m0 x0 l
9.检查并联管路的阻力平衡情况。
" \ {, P* q0 S
10.根据系统的总风量、总阻力选择风机。
& B& y9 ~' V0 V- [4 N5 {( y- b7 T
% W& s/ K3 C, F$ t# F* S: Q: F& r
三.风道设计计算实例
' s# N* b! b% v" K
8 e7 D! A& f6 f( L
某公共建筑直流式空调系统,如图所示。风道全部用镀锌钢板制作,表面粗糙度K=0.15mm。已知消声器阻力为50Pa,空调箱阻力为290 Pa,试确定该系统的风道断面尺寸及所需风机压头。
$ z( W a% ]- Y0 T
' J2 O: ~3 _7 Y$ u$ q9 ]% y7 Z
下载地址
举报有奖?
| 最后更新:
环保资源,发现无限可能!
立即下载
免
免费资源
T 币 技术币
2 次,
记录
充值 T 币
开通 VIP
我的 T 币
积分兑换
广告位招租, 联系QQ 2112 416 824
免责声明:本站资源由发布者提供,版权归发布者或原作者,若侵权请提供证据联系客服处理,因此给您带来的不便,敬请谅解!
2 J9 A/ E3 Q- L! F- w1 B3 c' L
2 e! t$ P) ] q5 Q
图中:A.孔板送风口600×600;B.风量调节阀;C.消声器;D.防火调节法;E.空调器;F.进风格栅
) R: i: Y( Q8 X' I
- }. P2 I: Q; _8 u+ s
【解】
- W% y* j4 J" k# G5 C6 x
: k8 x# H- p `: Z( M4 z' m
1.绘制系统轴测图,并對各管段进行编号,标注管段长度和风量。
& F" p2 ?' i. w6 v* a8 M% Y6 H7 {
2.选定最不利环路,逐段计算沿程压力损失和局部压力损失。本系统选定管段1—2—3—4—5—6为最不利环路。
/ L9 Y* h& I7 }4 Q- i- {0 H7 D
3.列出管道水力计算表,并将各管段流量和长度按编号顺序填入计算表中。
' z& {# n1 t% Z; s9 S# ]0 m4 [
4.分段进行管道水力计算,并将结果均列入计算表中。
& O5 F+ G4 J; {; J. L4 d
' w7 s% s/ W' b5 T* Z- s# u$ _
管段1—2:风量1500m3/h,管段长l=9m
! y$ K( d L* y _% K; k
沿程压力损失计算:初选水平支管空气流速为4m/s,风道断面面积为:
% \8 U R; i! v/ p
F’=1500/(3600×4)=0.104m2
6 s) v! G5 {- E. ^+ X7 s* F2 Y9 M& x
取矩形断面为320×320mm的标准风管,则实际断面积F=0.102m2,实际流速
. X# G5 a" q% ?% \" g
υ=1500/(3600×0.102)=4.08m/s根据流速4.08m/s,查附录13,得到单位长度摩擦阻力△py=0.7Pa/m,则管段1—2的沿程阻力:
( o7 h' ?- N# w7 c% ?% P/ e1 f
△Py=△py×l=0.7×9=6.3Pa
' f- X1 k( t+ Q( ?) x' D
局部压力损失计算:该管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、弯头、渐缩管及直三通管。
% E' ~9 w! m* ^- M" u$ f* r6 v
孔板送风口:已知孔板面积为600×600mm,开孔率(即净孔面积比)为0.3,则孔板面风速为
. o2 b& \ ?: L: r/ Z& b! c
υ=1500/(3600×0.6×0.6)=1.16m/s根据面风速1.16m/s和开孔率0.3,查附录14序号35,得孔板局部阻力系数ζ=13,故孔板的局部阻力
2 A6 O y6 o0 R- [. ]
△pj1=13×(1.2×1.162)/2=10.5Pa渐扩管:渐扩管的扩张角α=22.5°,查附录14序号4,得ζ=0.6,渐扩管的局部阻力
. l4 X. W2 o+ N; y
△pj2=0.9×(1.2×4.082)/2=5.99Pa多叶调节阀:根据三叶片及全开度,查附录14序号34,得ζ=0.25,多叶调节阀的局部阻力
# C7 U) Q% |/ d D8 c9 z
△pj3=0.25×(1.2×4.082)/2=2.5Pa弯头:根据α=90°,R/b=1.0,查附录14序号9,得ζ=0.23,弯头的局部阻力
3 w& }7 f) B: N6 V$ k
△pj4=0.23×(1.2×4.082)/2=2.3Pa渐缩管:渐缩管的扩张角α=30°<45°,查附录14序号7,得ζ=0.1,渐缩管的局部阻力
% F) n7 a* m3 J" }
△pj5=0.1×(1.2×4.082)/2=1Pa直三通管:根据直三通管的支管断面与干管断面之比为0.64,支管风量与总风量之比为0.5,查附录14序号19,得ζ=0.1,则直三通管的局部阻力
9 m! Q. z* Y& D0 i
△Pj6=0.1×(1.2×5.22)/2=1.6Pa (取三通入口处流速)
/ B) G9 Z$ p0 G+ ^% d. u
该管段局部阻力:△Pj=△pj1+△pj2+△pj3+△pj4+△pj5 +△Pj6
' U- e0 J/ r- Y
=10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6
& ?/ n m# o; w. w* z" v$ R& }' e0 t
=23.89Pa该管段总阻力
' i6 G4 ^ ?3 @1 P \
△P1-2=△Py+△Pj=6.3+23.89=30.19Pa
' K( j* F: [! b5 A% ^+ Y
4 x5 r1 Q. q: D7 o
' h; E4 y# ^# F( p) m
管段2—3:风量3000m3/h,管段长l=5m,初选风速为5m/s。 沿程压力损失计算:
3 A9 t" t7 ^9 n5 L' I4 a$ [
" i, L! y& T: R. i& F
根据假定流速法及标准化管径,求得风管断面尺寸为320×500mm,实际流速为5.2m/s,查得单位长度摩擦阻力△py=0.8Pa/m,则管段2—3的沿程阻力
8 q8 d) b" I# ~/ o6 r' k
△Py=△py×l=0.8×5=4.0Pa
* {& X0 z) M. B+ y" d5 y3 ?* U: a
局部压力损失计算:
0 R$ Q- J C0 I! y$ G! S
分叉三通:根据支管断面与总管断面之比为0.8,查附录14序号21,得ζ=0.28,则分叉三通管的局部阻力
! a3 z4 F8 [- G S4 W. C8 z
△Pj =0.28×(1.2×6.252)/2= 6.6Pa. (取总流流速)
+ i6 M/ ^; y. N$ u
该管段总阻力 △P2-3=△Py+△Pj=4.0+6.6=10.6Pa
6 _0 F! b6 c) Z* m
7 X$ s0 z, y8 O6 ^. P
1 j0 E# [$ G7 ?3 E
管段3—4:风量4500m3/h,管段长l=9m,初选风速为6m/s。 沿程压力损失计算:
: O# j, A9 M1 G
根据假定流速法及标准化管径,求得风管断面尺寸为400×500mm,实际流速为6.25m/s,查得单位长度摩擦阻力△py=0.96Pa/m,则管段3—4的沿程阻力
' j; k( G) d6 h8 `: _4 Y
△Py=△py×l=0.96×9=8.64Pa局部压力损失计算:该管段存在局部阻力的部件有消声器、弯头、风量调节阀、软接头以及渐扩管。
; H% R% H9 C( s( ^6 C3 z& x
消声器:消声器的局部阻力给定为50Pa,即
. `+ c o2 R5 ]
△pj1= 50.0Pa
( Z2 r4 z3 [+ ^5 z9 D' B6 P
弯头:根据α=90°,R/b=1.0,a/b=0.8,查附录14序号10,得ζ=0.2,弯头的局部阻力
8 T5 {9 q$ ^% {6 P4 ]( P
△pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa
F0 N7 ]; B) g! e4 {) L
风量调节阀:根据三叶片及全开度,查附录14序号34,得ζ=0.25,风量调节阀的局部阻力
: G" b) }* K4 u: O; Z1 y
△pj3=0.25×(1.2×6.252)/2=5.9Pa软接头:因管径不变且很短,局部阻力忽略不计。
& h; `2 [3 P- |# h3 G7 R
渐扩管:初选风机4—72—11NO4.5A,出口断面尺寸为315×360mm,故渐扩管为315×360mm~400×500mm,长度取为360mm,渐扩管的中心角α=22°,大小头断面之比为1.76查附录14序号3,得ζ=0.15,对应小头流速
4 J! u' \6 t/ P
υ=4500/(3600×0.315×0.36)=11m/s
9 n+ V, o7 r0 p4 M
渐扩管的局部阻力 △pj4=0.15×(1.2×112)/2=10.9Pa
' \. q5 ^2 k+ l$ E, n. e; D
该管段局部阻力
0 N% N1 g- w6 Q3 {$ h/ v4 ^' X
△Pj=△pj1+△pj2+△pj3+△pj4
( {4 L$ V- ^+ C4 ?9 g; Z- f
=50.0+4.7+5.9+10.9=71.5Pa
- H9 o g$ C3 K9 D" L
该管段总阻力
# G( o# ~+ B% s( h% \) [
△P3-4=△Py+△Pj=8.64+71.5=80.14Pa管段4—5:
3 P8 T6 I) C# M" V
空调箱及其出口渐缩管合为一个局部阻力考虑,△Pj=290 Pa
. g T! d" f2 c$ p% a8 M& b! d% _2 J9 y
该管段总阻力
( B& m$ y2 ?% g0 @
△P4-5=△Pj=290Pa
4 l" A% J) s; G1 j L% P& R$ M
; o3 C9 m. E9 Q$ e5 |+ y
. p4 u( v- R2 l
管段5—6:风量4500m3/h,管段长l=6m,初选风速为6m/s。 沿程压力损失计算:
6 N* T$ S+ G, v, A3 e3 `+ I5 H
根据假定流速法及标准化管径,求得风管断面尺寸为400×500mm,实际流速为6.25m/s,查得单位长度摩擦阻力△py=0.96Pa/m,则管段5—6的沿程阻力
0 N) Y8 w: H$ `" [; L( y
△Py=△py×l=0.96×6=5.76Pa
' s1 C1 o7 L, u8 W$ u/ D1 Q$ O
局部压力损失计算:该管段存在局部阻力的部件有突然扩大、弯头(两个)、渐缩管以及进风格栅。
3 m7 I* P4 w2 Z
突然扩大:新风管入口与空调箱面积之比取为0.2,查附录14序号5,,得ζ=0.64,突然扩大的局部阻力
( ?% N0 m) g* M1 u* p8 o* W7 q
% E+ n3 g, R2 q9 l
△pj1=0.64×(1.2×6.252)/2=15.1Pa弯头(两个):
* V% W# M# v% Y+ M( K
5 n3 |7 U: z u& m. @# s$ o8 u
根据α=90°,R/b=1.0,a/b=0.8,查附录14序号10,得ζ=0.20,弯头的局部阻力
- i+ I& O4 G( V- O* X
△pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa
& i+ H( w) q" N
2△pj2=4.7×2=9.4 Pa
0 n6 e# s/ X- B+ y, ]
渐缩管:断面从630×500mm单面收缩至400×500mm,取α=<45°,查附录14序号7,得ζ=0.1,对应小头流速
8 k P) v7 D! `* g3 t5 ^
υ=6.25m/s 渐缩管的局部阻力
/ r9 s& o3 j- |* t6 _8 @! n
△pj3=0.1×(1.2×6.252)/2=2.36Pa
7 s$ v1 A$ L1 j: ]5 o- W$ a
进风格栅:进风格栅为固定百叶格栅,外形尺寸为630×500mm,有效通风面积系数为0.8,则固定百叶格栅有效通风面积为
4 f' f$ M7 a* o
0.63×0.5×0.8=0.252m2
8 x* L, K2 V6 P1 n1 g% L
其迎面风速为 4500/(3600×0.252)=5 m/s
9 h( L& E" q3 P5 o" c
查附录14序号30,得ζ=0.9,对应面风速,固定百叶格栅的局部阻力
2 y! ?6 ~5 ?0 J! T7 M
△p4=0.9×(1.2×52)/2=13.5Pa
6 F8 c$ `/ G% T$ @2 Z, y9 t
该管段局部阻力
/ k. E5 H# ^' e' X9 N3 Z
/ {5 ? Q% |0 ?, Z0 |
△Pj=△pj1+2△pj2+△pj3+△pj4
* n) B( _& e4 q7 \2 R# a
=15.1+9.4+2.36+13.5 =40.36Pa
3 s. ?( n9 }0 O* m- R0 x
该管段总阻力
/ G7 q0 @6 ?# q6 Q7 G
△P5-6=△Py+△Pj=5.76+40.36=46.12Pa5.检查并联管路的阻力平衡
$ m5 w# {, w: Z4 p/ ]5 J* K6 k
用同样的方法,进行并联管段7—3、8—2的水力计算,并将结果列入表中。
, P4 j+ V, _: U9 {: o' X e
5 q9 r3 A" s7 j7 _2 W0 Z& r3 p
管段7—3:
3 I/ D. \" y! t- `8 W, W# o% l
沿程压力损失 △Py=9.1 Pa
$ |0 p' _( P: o) w9 _% c9 V7 |% v
局部压力损失 △Pj=28.9 Pa
2 C, Z5 D. C- _+ H
该管段总阻力 △P7-3=△Py+△Pj=9.1+28.9=38Pa
+ n* O6 D+ c' T2 t3 T# t3 S2 k" ^
$ G( \2 |( A# n- d& v# @+ g
6 B& p* _# a1 d5 z! \, \$ m
管段8—2:沿程压力损失 △Py=1.4 Pa
7 }2 b' {. M8 i
局部压力损失 △Pj=25.8 Pa
' J1 o6 a% Y- d9 m4 ]8 U" d
该管段总阻力
# g6 B* S) g6 @, l, }3 w5 X
△P8-2=△Py+△Pj=1.4+25.8=27.2Pa检查并联管路的阻力平衡:
. {/ Y& }+ @$ r- x9 N# f
管段1—2的总阻力△P1-2=30.19Pa
+ f2 M3 r) n# O3 [* x
管段8—2的总阻力△P8-2=27.2Pa
- v; S/ _( i2 T" o2 c9 v' w
(△P1-2-△P8-2)/△P1-2=(30.19-27.2)/30.19=9.9%<15% 管段1—2—3的总阻力△P1-2-3=△P1-2+△P2-3=30.19+10.6=40.79 Pa
5 Y' q; x) i" D; A G$ y
管段7—3的总阻力△P7-3=38Pa
% z# @ c% b9 \. F: F. H$ K0 f+ `
(△P1-2-3-△P7-3)/△P1-2-3=(40.79-38)/40.79=6.8%<15%
5 R; E1 ~! @7 ?+ x
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,可以通过调整管径的方法使之达到平衡要求。
; T+ S- o3 o* |, N" L |* ]. H. {
& [( z+ x- x. K U n
5.计算最不利环路阻力 △P=△P1-2+△P2-3+△P3-4+△P4-5 +△P5-6
9 j" i+ m* n8 ]6 Z3 C8 `7 _5 g; Y0 h' M
=30.19+10.6+80.14+290+46.12
: U# L, u0 k% U1 I/ C T( z9 T& q
=457.05 Pa
9 _+ ~6 v8 I9 w) Y# D7 c
本系统所需风机的压头应能克服457.05Pa阻力。
+ d4 J- u7 |) l, ]( H
& ~3 h' L! o0 z0 h! E
9 m2 {. ]" H. s* _" }; R) `; _
四.风道压力损失估算法
" U: ^" |# ^/ O1 f
$ T% m Y9 r4 M) @+ _6 W
对于一般的空调系统,风道压力损失值可按下式估算
7 L8 g+ s7 @+ j u( e; m/ o ~ t
△P=△pyl(1+k)+∑△ps (Pa)
% o2 z6 _# n, D
式中 △py—单位管长沿程压力损失,即单位管长摩擦阻力损失,Pa/ m。
, J& w8 m. }) A: F; W
l—最不利环路总长度,即到最远送风口的送风管总长度加上到最远回风口的回风管总长度,m。
9 ]& E. U2 U9 E4 g, W T8 m% ?
k—局部压力损失与沿程压力损失之比值:
, h' v& C& g) N
弯头、三通等局部管件比较少时,取k =1.0~1.2;
^" i# f- G* I, h& `; i2 a
弯头、三通等局部管件比较多时,可取到k =3.0~5.0。
# w6 K! w. t8 E7 n
∑△ps—考虑到空气通过过滤器、喷水室(或表冷器)、加热器等空调装置的压力损失之和。
/ ~! B4 u/ A8 {+ r
表8-5给出了为空调系统推荐的送风机静压值,可供估算时参考:8-5送风机静压
1 ^8 q7 g+ X8 U/ ]: _. W
2 ^+ V) {& @ o; T7 ?4 n, x& v# S" ]
下载地址
举报有奖?
| 最后更新:
环保资源,发现无限可能!
立即下载
免
免费资源
T 币 技术币
1 次,
记录
充值 T 币
开通 VIP
我的 T 币
积分兑换
广告位招租, 联系QQ 2112 416 824
免责声明:本站资源由发布者提供,版权归发布者或原作者,若侵权请提供证据联系客服处理,因此给您带来的不便,敬请谅解!
6 z/ U* E7 A, {) N
7 X) V* ~6 }$ u% c8 D2 ?6 g7 v
0 d' \! X- u% v7 \) ?, I
参考取值
1 w4 j' L2 w. V0 `! C
( y* d( k: Z, \/ b" w4 x" f0 Z( q
下载地址
举报有奖?
| 最后更新:
环保资源,发现无限可能!
立即下载
免
免费资源
T 币 技术币
4 次,
记录
充值 T 币
开通 VIP
我的 T 币
积分兑换
广告位招租, 联系QQ 2112 416 824
免责声明:本站资源由发布者提供,版权归发布者或原作者,若侵权请提供证据联系客服处理,因此给您带来的不便,敬请谅解!
6 ?: v( \0 W4 B1 W
2 U7 b( `1 h! N+ W
t9 ]0 l( I( R4 C4 c8 S- O
! P4 U4 c) z& Y x) v/ Q+ f. y
欢迎光临 环保之家 (https://www.2tech.cn/hb/)
Powered by Discuz! X3.5