8
4.1.2 矩形风管摩擦阻力计算
主要考虑当量直径的确定，有流速当量直径和 流量当量直径
（1）流速当量直径
定义：与矩形风管的流速及比摩阻相同的圆形 风管的直径
vA
A
vA = vB RmA=RmB
vB
B
DB为A的流速当量直径，记作Dv
计算式：
2ab
Dv a b
9
（2）流量当量直径
定义：与矩形风管的流量及比摩阻相同的圆形 风管的直径
常用的水力计算的方法:
1）假定流速法
重点介绍
2）压损平均法
根据平均分配到每一管段上的允许（或希望） 压损来设计管道尺寸
3）静压复得法
以管段起点因分流所产生的复得静压克服该管 段流动阻力的原则来设计风管尺寸
24
假定流速法
原理：假定（选定）各管段的合理流速，根据流 量确定管道尺寸
p Pq Pj
o
假定流速法的设计的压力图
Rm Rmo ( / 0 )0.91( / 0 )0.1
Rm-实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m Rmo-图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m ρ-实际的空气密度，kg/m3 ν-实际的运动粘度系数，m2/s
空气温度和大气压力的修正
Rm Kt KB Rmo
Kt


273

20
0.825
局部阻力则是空气通过管道的转弯, 断面变化, 连接 部件等处时, 由于涡流、冲击作用产生的能量损失.
3
4.1.1摩擦阻力
在断面形状不变的直管段中，由于流体内部及 流体与管壁的摩擦所造成的能量损失
1）圆形管道计算方法
Pm


D

v2
2
l
Pa
(6 2)
Rm


D

v2
2
Pa / m (6 3)
273 t
KB (B /101 .3)0.9
Kt-温度修正系数 KB-大气压力修正系数 T-实际的空气温度，℃ B-实际的大气压力，kPa
7
（3）图表的修正
管壁粗糙度的修正
粗糙度km≠0.15mm
Rm Kr Rmo Kr (Kv)0.25
Kr-管壁粗糙度修正系数 K-管壁粗糙度，mm v-管内空气流速，m/s
4
27
2）确定合理的空气流速 考虑因素：
（1）流动阻力——运行费用 （2）消耗材料——系统投资 （3）噪声控制——室内环境标准 （4）最小流速——防止颗粒物沉积
一般通风系统中常用空气流速（m/s）
28
空调系统低速风管中常用空气流速（m/s）
29
除尘风管的最小空气流速（m/s）
30
3）确定各管段断面尺寸，计算管段流动阻力
Rm ——比摩阻
Pm Rm l Pa
关键在于确定比摩阻
4
确定比摩阻的方 法：
L
（1）线算图
（附录9 P243）
L
图的多种用法： 由L、D求Rm 由L、Rm求D 由L、v求D、Rm
制表条件：一个大气压，20度， 密度及运动粘度
v D
5
Rm
（2） 计 算 表 格
6
（3）图表的修正
密度和粘度的修正
（1）F = L / v
F = a X b F = πd2 / 4
管道断面尺寸规格化：
P250 附录11
21
主要结论：
(1) 风机的风压等于风管的阻力和出口动压损 失之和; (2) 风机吸入段的全压和静压都是负值, 风机 入口处的负压最大; 风机压出段的全压和静压 都是正值, 在出口处正压最大; (3) 各分支管道的压力自动平衡.
22
第三节
通风管道的水力计算
23
4.3通风管道的水力计算（P158）
• 管道和风机的连接
避免在接管处产生局部涡流
16
第二节 风管内的压力分布
17
4.2风管内的压力分布（P149）
——用图形表达系统压力分布情况，有利 于设计、运行调节、问题诊断等
压力分布图的绘制方法（归纳）
1）确定压力基准线
通常为水平线，并以大气压为参照对象
2）确定系统分隔断面并编号
通常以流速、流向及流量变化的断面为分隔断面
局部阻力系数由实验确定，制成图表供查用
(附录10 P244)
空调系统处于自模区，局部阻力系数只与形状 有关。不必考虑粗糙度和雷诺数的影响。
11
局部阻力系数举例
12
合流三通
支管局部阻力系数 直管局部阻力系数
13
2）减小局部阻力的措施
在常用的通风系统总流动阻力中，局部阻力占 主要比例 弯头
圆形风管弯头曲率半径一般应大于1~2倍管径
矩形风管长宽比B/A越大，阻力越小
矩形直角弯头内设导流片
14
2）减小局部阻力的措施
• 三通
减小干管和支管间夹角 保持干管和支管流速相当 避免出现引流现象，主管气流大于支管气流速度
• 排风立管出口
降低排风立管的出口流速 减小出口的动压损失
管边尖锐的伞形风帽 带扩散管的伞形风1帽5
2）减小局部阻力的措施
计算式：
DL
1.3
ab 0.625 a b 0.25
(6 12)
注意：
查用表图时必须对应使用流量和流量当量直 径或流速和流速当量直径
10
4.1.3局部阻力
在流量、流向及管道断面形状发生变化 的局部由于涡流造成的能量损失
1）计算方法： 局部阻力系数法
Z v2
2(6Βιβλιοθήκη 13)25假定流速法
设计步骤：
1）绘制系统草图（轴测图），划分管段，对管 段编号、标注管段长度和相应流量，确定最不 利环路。
划分管段的原则：流量与断面尺寸不变的为 同一管段
管段长度：以接点为界，不必扣除局部构件 的长度
最不利环路：流动阻力最大的环路
26
空调箱
81 风机
房间
7
2
6
房间
3
房间
5
3）先绘制全压线
从已知压力点开始
4）再绘制静压线
从全压线向下减去动压值
18
19
理论基础
1、Pq=Pd+Pj 2、未开风机时，Pj=Pq=大气压=0
3、风机开动后，Pq2= Pq1-(Rml+Z)1-2。 4、ΔPm=Rml直线分布；Z集中分布
20
结论
1、风机的风压等于风道的阻力及出口动压 损失之和。 2、风机吸入段的全压和静压都为负值，风 机压出段一般情况下均为正值。 3、各并联支管的阻力总相等。 4、当Pd>Pq，Pj<0
4.1风管内空气流动的阻力 4.2风管内的压力分布 4.3通风管道的水力计算 4.4均匀送风管道设计计算 4.5通风管道设计中的有关问题
1
第一节 风管内空气流动的阻力
2
4.1风管内空气流动的阻力（P150)
管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 摩擦阻力由空气的粘性力及空气与管壁之间的摩擦 作用产生, 它发生在整个管道的沿程上, 因此也称为 沿程阻力。