一．风道水力计算方法 ; r/ c0 g' ?+ S9 R: g
" q% u. t) U* f' h6 X Q. s) V" Z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。 # A7 g% }- ?7 ]
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。 P* g. ^0 I. [* v* p2 M
- `8 u0 @7 M0 ]6 q1．假定流速法
0 W& g% ]9 n y, R1 j# s9 W' E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。
- S5 {. }. J: F' W( B$ E0 x) T* H* ^7 n- }6 j9 N0 Z
2．压损平均法 : Y: L% A5 c$ Z) r+ Q7 Y5 r
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。3 c5 F5 I' M" e$ M J
6 H' c5 e% P2 r/ n& O* v2 v0 T' x
3．静压复得法
- x) k7 E0 j1 s$ R9 r3 B. Y. a* I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。; g& ~& C' G& J q5 k! `, u) b; z
0 d0 d* D1 _1 L7 T2 K- g, d [二．风道水力计算步骤
; W' ]# ~ M. j% ]5 x) f# u# x$ a# V% x( _
以假定流速法为例：
: X. M1 i& n+ y1．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。
% ?( u- e' R' d2．在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。
5 ]; L* `+ y( ]# `% g" a9 s! T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。 / D. X9 N7 H! a6 G" `! V
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。 1 E6 b" H/ F8 t8 A6 a
4．选择合理的空气流速。
1 j$ |( _7 V8 u/ `5 d
0 l. J7 w- z; Z风管内的空气流速可按下表确定。0 a4 ? T& o, a2 e/ t! e9 j
. @* w6 H& I5 E0 e" [( {
表8-3空调系统中的空气流速（m/s） a9 x! f# t' y- b$ v3 X2 \
0 z. X! a! g4 S9 `8 \3 c' p5 e
. D- x4 i" W: x) @( f [" r& [' U
- ]- N% \/ v8 m1 N5．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。
7 @! o) n* M( o6 g+ G通过矩形风管的风量：G=3600abυ (m3/h)( e1 `9 x3 ?' }$ Z5 B! c5 u' }% {
式中：a，b—分别为风管断面净宽和净高，m。
4 Z7 u/ F# _6 e通过园形风管的风量：G=900πd2υ (m3/h)
- g, m8 A L1 t3 i式中：d—为圆形风管内径，m。
) N+ ~4 Q9 [; M$ o6 Q( U
, k$ c' S6 }+ `7 n! c' H( O& ]- e9 f6．计算风管的沿程阻力
$ Z9 x9 N6 z+ |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。
" ~' M5 P7 R2 k* C7 I+ O. C3 B5 g3 r- l
7．计算各管段局部阻力 4 |: u4 O: F, j- g) N2 ]6 I
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。
" g8 C$ [0 Z8 i2 O& [$ W& _6 G; j" ~. A) Y; O; r
8．计算系统的总阻力，△P=∑（△pyl +△Pj）。 ' }, ^& L. e+ Y1 m
9．检查并联管路的阻力平衡情况。 # S6 F& c8 o& k* X* x6 {2 U' h
10．根据系统的总风量、总阻力选择风机。
7 X# ?9 Y9 @1 o$ [$ P$ s/ c; s# M+ J2 ~3 c! T/ O8 l6 Q4 o8 f
三．风道设计计算实例 + ~1 d( _: z$ f$ _1 i! K/ r
9 p0 n, I" y% K. e$ w
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。: p, R3 I, [5 ^
$ A2 X) ?* v1 `1 v( a
; L# d; b% L0 U* a
! n* V9 ^/ ?! d; P0 Q. s5 @4 J3 U
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4 E% ?' p/ F8 g: E/ P
7 _& b- q N+ s; w7 m
【解】
0 u9 J2 F- p; @( u0 S# N8 o! ]. T8 ], U+ p; f* o
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。
T3 S/ V) f' K( p2．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。
. f K' `* C% ~2 a3．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。0 U9 [" k9 \: n# r8 ^2 {/ N
4．分段进行管道水力计算,并将结果均列入计算表中。$ F3 B; z2 }$ Q3 J* `% }( T5 k" g. r' N: v
- c) s' u, P- A管段1—2：风量1500m3/h，管段长l=9m
~) R& \# k, i5 P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：
* _% r* E/ V3 d# I0 \* A F’=1500/(3600×4)=0.104m2
+ A5 l% u3 X) Y/ A& t |: r) J0 z5 b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 " w% M, s b; }! Q! U
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： + o4 ?+ f' M: S: V" J
△Py=△py×l=0.7×9=6.3Pa! ~6 a" K7 N 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。
1 U. ~7 r; e6 x) ?& d) C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
" _) G. I3 ^, u6 q 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 - E4 q4 R6 e1 t+ f' u X
△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 % ]/ J. z% x* d: u3 D& a" `0 U& D
△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 3 G* K, v t) h4 U
△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 * M7 H I, U5 P* `& K/ q1 }% T
△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
- m& T2 d1 V$ ~0 Q △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 7 `9 n& Y P. l+ S
△Pj6=0.1×(1.2×5.22)/2=1.6Pa （取三通入口处流速）
, @; y! W+ `2 K- ]0 f; ]该管段局部阻力：△Pj=△pj1+△pj2+△pj3+△pj4+△pj5 +△Pj63 I2 E( K, p3 v3 ^1 [7 W4 U
=10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6
( u: U5 _2 M2 F; l =23.89Pa该管段总阻力
* L, E Z4 I3 y7 b △P1-2=△Py+△Pj=6.3+23.89=30.19Pa3 @) h8 W, j. m5 k' D" Z
X. e2 Q$ {) g1 s
3 w% P" e$ _, ^& j/ n
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：
4 G5 @% F% z& G, d
5 E3 o0 t$ N Y. D, L! A# ]2 g9 y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
) @, C% r* v+ l+ H2 a △Py=△py×l=0.8×5=4.0Pa
: H/ ? h/ a+ S; `) \9 j/ \局部压力损失计算：
# D0 e$ U9 y+ r) R' ^4 o. X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
/ e* \; I6 G4 S) x1 @1 F* H6 | △Pj =0.28×(1.2×6.252)/2= 6.6Pa. （取总流流速）
! d2 J4 a( J: K' U该管段总阻力 △P2-3=△Py+△Pj=4.0+6.6=10.6Pa
* M; X' J- X/ C
) e+ \$ J1 z8 b8 q: b. ^
* ]$ h' X5 N1 ^4 U( X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：
6 \( n8 j6 n+ @$ D. d! [8 r- [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
+ I& H& o1 r/ r0 {9 D △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。0 O. e2 n' k5 ^4 G/ a
消声器：消声器的局部阻力给定为50Pa，即 ; `" R" K: p/ n$ r, x0 ?
△pj1= 50.0Pa0 l7 R7 H" F; U- k$ E9 N
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
2 _, Y, a+ S& @" D$ Y △pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa; Y; C" n) t+ d
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 6 A5 M' B! T+ T+ a* ?; U( C5 l
△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。
6 f. T% i& h! Z. 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 1 n. l3 m3 C) K t- t: W
υ=4500/（3600×0.315×0.36）=11m/s
2 g1 k" [5 p/ }' s' ^$ P7 A渐扩管的局部阻力 △pj4=0.15×(1.2×112)/2=10.9Pa
- F x( V: k+ W& R$ D+ B5 d4 \& E2 Y该管段局部阻力 - ]& _7 N$ [+ m
△Pj=△pj1+△pj2+△pj3+△pj4 4 {# R- _' t+ A; E) J
=50.0+4.7+5.9+10.9=71.5Pa
& ]7 @9 }/ c/ b3 a8 z& f! J7 ^该管段总阻力
8 q7 Y% L. w8 q3 [; i △P3-4=△Py+△Pj=8.64+71.5=80.14Pa管段4—5：& f- z/ ` @9 c6 j8 p' W" N1 F2 o
空调箱及其出口渐缩管合为一个局部阻力考虑，△Pj=290 Pa. f8 d T$ l4 v/ Y, P) m- s$ s. `
该管段总阻力 . D5 ^* N# j; ?' F
△P4-5=△Pj=290Pa# @1 m" \, r3 f. u
9 h* G- `& U/ }9 s8 n8 B
& ?/ Z, E$ |9 S( y/ H( R* t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：- G3 {5 ]9 y, B' e. |. P
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 ( m6 o6 W0 d' i8 A# S( \8 ]! ]
△Py=△py×l=0.96×6=5.76Pa6 k' X R- ]" C3 y
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。
w. ], ]5 K/ `& [$ I) l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
2 x9 f( ?- t% I, [4 d
- J. _2 c# b. R1 [2 ?△pj1=0.64×(1.2×6.252)/2=15.1Pa弯头(两个)：
$ a3 s9 z4 i& y" w' V( v& Y
c, ]. f" B" b9 x0 H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
' y, f" ~' B& z7 H7 f* I) R( H △pj2=0.2×(1.2×6.252)/2=4.7Pa
+ a# S) V; _1 f' P 2△pj2=4.7×2=9.4 Pa- h% W. P6 q& r
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 - I% z5 N1 ?, s# X/ |
υ=6.25m/s 渐缩管的局部阻力
) I3 l; G( l5 n- m △pj3=0.1×(1.2×6.252)/2=2.36Pa4 C- @' Q" ^ L: H8 Y
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
' ]. P" y# r! l* | 0.63×0.5×0.8=0.252m2
$ w3 A/ y. K& }7 f其迎面风速为 4500/（3600×0.252）=5 m/s! U5 f9 z6 o& e( h( A% x
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
3 s. K r+ w a9 L; H6 m" R4 h) N △p4=0.9×(1.2×52)/2=13.5Pa0 L0 u3 Y8 n2 i. b) Q& i8 ]
该管段局部阻力 0 w$ y% C* l/ \+ M4 n
% g: } ?, n. k% J9 I △Pj=△pj1+2△pj2+△pj3+△pj4
0 R; V7 A8 p e6 X; T2 \ =15.1+9.4+2.36+13.5 =40.36Pa+ ~! l$ W% U" W% n1 C
该管段总阻力 q. }3 x% u* I% j+ r* y/ R# L
△P5-6=△Py+△Pj=5.76+40.36=46.12Pa5．检查并联管路的阻力平衡
5 A3 u, p1 v0 }4 O' C! X9 P" {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。
2 \3 n6 X* _3 |: y9 F3 L; Q
|$ ^! w) B7 X管段7—3：0 e$ g" G1 Z$ J. N1 R! m$ [) z
沿程压力损失 △Py=9.1 Pa/ {/ J& m8 f0 G5 l1 x0 L& r
局部压力损失 △Pj=28.9 Pa$ J$ p7 U8 M+ j' A
该管段总阻力 △P7-3=△Py+△Pj=9.1+28.9=38Pa
5 e$ p" J7 v" d9 I2 {, D1 o7 D2 ?/ _: {& }6 r
7 h. B" O' ?( K& m管段8—2：沿程压力损失 △Py=1.4 Pa9 n* F+ ^& `$ |$ k, k
局部压力损失 △Pj=25.8 Pa3 D" s& L H, f0 s( `
该管段总阻力
2 ~5 G9 K. I! Y$ s1 n △P8-2=△Py+△Pj=1.4+25.8=27.2Pa检查并联管路的阻力平衡：. ~' W8 u3 L+ G2 P, W
管段1—2的总阻力△P1-2=30.19Pa
; C* m, ~" K9 `- x' s! J管段8—2的总阻力△P8-2=27.2Pa( _& f8 L+ C! G" h
（△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 Pa8 g5 m$ ]& r$ y9 S
管段7—3的总阻力△P7-3=38Pa: `; C' `8 N/ q- z5 G/ S
（△P1-2-3-△P7-3）/△P1-2-3=（40.79-38）/40.79=6.8%<15%
4 G# {; `( w9 } |! b7 o/ Y& O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。) y* x6 v3 C+ r; r b
) o# j+ ~3 x1 ~+ X
5．计算最不利环路阻力 △P=△P1-2+△P2-3+△P3-4+△P4-5 +△P5-69 P2 t8 z6 J7 [: u M/ x
=30.19+10.6+80.14+290+46.12+ W0 ^$ s, Z) e# v( \
=457.05 Pa
+ y! Q5 o; _2 R6 P6 M/ C5 `* `3 K1 C本系统所需风机的压头应能克服457.05Pa阻力。
$ }. l% Q x) i- h8 K# x k- @" N; S3 t6 T# O( i
7 H1 a, }' y' [+ Z
四．风道压力损失估算法 9 b0 l/ J6 J2 o# V. b
. t- o* v- |8 \
对于一般的空调系统，风道压力损失值可按下式估算
$ K$ k3 E* Y7 C6 x. S9 F0 F! M4 _ △P=△pyl（1+k）+∑△ps (Pa)
2 w1 e! ^) _, r' L! y# q) d" 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。 3 O' H4 e U! k; d; [; R! D K" @
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。
! a/ a+ B8 c8 y* }, U. yk—局部压力损失与沿程压力损失之比值：
' X1 c* V% w2 T* I4 d弯头、三通等局部管件比较少时，取k =1.0~1.2；
8 ^+ g! s- o1 I弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k =3.0~5.0。
. t j- r' Q$ a B9 U∑△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。 + y. @6 g+ y6 W5 k1 ^
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 \/ o3 w: G ~
: e g' S" Z, ^5 P2 W
7 e3 I' ^$ I6 ^+ _( x& i; t1 l6 b/ f% t& U. p
: O" k7 _: K5 Z. v参考取值/ d# g9 M4 ?3 R @+ g
0 T( U. v4 Y; A# y( }, b& u) I; A
" \$ a3 A1 b" v5 C% w _
+ E- q( e' B& u9 I# w
* |! o; B0 l2 Z
6 y! _6 x2 ^. c. r$ f* o: \ |
© 声明：本文仅表作者或发布者个人观点，与环保之家[2TECH.CN]无关。其原创性及陈述文字、内容、数据及图片均未经证实，对本文及其全部或部分内容、图片、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，仅做参考并自行核实。如有侵权,请联系我们处理,在此深表歉意。
|
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/26/26edfcc068c2e848c8d8a8121831a5c9.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 下篇](data/attachment/block/21/215be821e512fdc16636ad656b4f7e23.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/8e/8e28e46df3c3a206beef50782485f88a.jpg)
[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇![[前沿观察]污水处理工艺未来发展方向及其应用-上](data/attachment/block/7f/7f31da455fdf2228c21b386d55d29672.jpg)
[前沿观察]污水处理工艺未来发展方向及其应![[专题]地下水环境监测与场调](data/attachment/block/7e/7e1fa705da6a9adb9ce03177247f05a2.jpg)
[专题]地下水环境监测与场调
基于碳源捕获及碳源改向的污水处理能源自给
分享：污水处理厂托管运营方案
专题：2021年度环保安全事故