通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算(已修改)
2025-01-20 15:57 本頁(yè)面
【正文】 通風(fēng)管道的 設(shè)計(jì)計(jì)算 第六章 通風(fēng)管道是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，設(shè)計(jì)計(jì)算 的 目的是，在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理確定風(fēng)管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合最優(yōu)。通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響到通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。 目 錄 通風(fēng)空調(diào)施工圖 風(fēng)道設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題 風(fēng)道壓力分布 風(fēng)道的水力計(jì)算 風(fēng)道阻力 風(fēng)道阻力 根據(jù)流體力學(xué)可知，空氣在管道內(nèi)流動(dòng)，必然要克服阻力產(chǎn)生能量損失。 空氣在管道內(nèi)流動(dòng)有兩種形式的阻力，即摩擦阻力 和 局部阻力。 由于空氣本身的粘滯性和管壁的粗糙度所引起的空氣與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力。 克服摩擦阻力而引起的能量損失稱為摩擦阻力損失，簡(jiǎn)稱沿程損失。 空氣在橫斷面不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，沿程損失可按下式計(jì)算 （ ） 式中 —— 風(fēng)道的沿程損失， Pa； —— 摩擦阻力系數(shù)； —— 風(fēng)道內(nèi)空氣的平均流速， m/s； —— 空氣的密度， kg/m3； —— 風(fēng)道的長(zhǎng)度， m； —— 風(fēng)道的水力半徑， m； = （ ） —— 管道中充滿流體部分的橫斷面積， m2； —— 濕周，在通風(fēng)系統(tǒng)中即為風(fēng)管周長(zhǎng)， m。 ?v?lsRsRPFFP Pa/m （ ） （ 1）圓形風(fēng)管的沿程損失 對(duì)于圓形風(fēng)管 = = 式中 —— 風(fēng)管直徑。 則圓形風(fēng)管的沿程損失和單位長(zhǎng)度沿程損失即比摩阻分別為 Pa Pa/m （ ） sm RR 41??22v?sRPF442DDD???DDPm1???DRm??22v?單位長(zhǎng)度的摩擦阻力，也稱比摩阻，為 （ ） 摩擦阻力系數(shù) 與風(fēng)管管壁的粗糙度和管內(nèi)空氣的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，在通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中，薄鋼板風(fēng)管的空氣流動(dòng)狀態(tài)大多數(shù)屬于紊流光滑區(qū)到粗糙區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)。通常，高速風(fēng)管的流動(dòng)狀態(tài)也處于過(guò)渡區(qū)。只有流速很高，表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管流動(dòng)狀態(tài)才屬于粗糙區(qū)。因此，對(duì)于通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中，空氣流動(dòng)狀態(tài)多處于紊流過(guò)度區(qū)。在這一區(qū)域中 用下式計(jì)算 （ ） 式中 —— 風(fēng)管內(nèi)壁的粗糙度， mm； —— 雷諾數(shù)。 = （ ） 式中 —— 風(fēng)管內(nèi)流體（空氣）的運(yùn)動(dòng)粘度， m2/s。 ??)Re K(2l g1 ?? ???KReRe vD?? 在通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可根據(jù)公式（ ）和式（ ）繪制的各種形式的線算圖或計(jì)算表進(jìn)行計(jì)算。 圖 為風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程損失線算圖。只要知道風(fēng)量、管徑、比摩阻、流速四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)，即可求出其余的兩個(gè)參數(shù)。表 ：大氣壓力為 kPa，溫度為20℃ ，空氣密度為 kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘度為 106 m2/s，管壁粗糙度 k= mm，當(dāng)實(shí)際使用條件與上述條件不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。 ① 大氣溫度和大氣壓力的修正 Pa/m （ ） 式中 —— 實(shí)際使用條件下的單位長(zhǎng)度沿程損失， Pa/m； —— 溫度修正系數(shù)； —— 大氣壓力修正系數(shù)； —— 線算圖或表中查出的單位長(zhǎng)度沿程損失， Pa/m。 mBtm RR ????mR?t?B?mR圖 風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程損失線算圖 = （ ） = （ ） 式中 —— 實(shí)際的空氣溫度， ℃ ； —— 實(shí)際的大氣壓力， kPa。 和 也可直接 由圖 。 ② 密度和粘度的修正 （ ） —— 實(shí)際的空氣密度， ℃ ； —— 實(shí)際的空氣運(yùn)動(dòng)粘度， kPa。 t?B? 7 3 2 0273 t????????B??????Bt? B?0 .0 1 0 .100mmRR????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???② 絕對(duì)粗糙度的修正 通風(fēng)空調(diào)工程中常采用不同材料制成風(fēng)管，各種材料的絕對(duì)粗糙度見(jiàn) 表 . () 式中 —— 粗糙度修正系數(shù)。 = （ ） —— 管內(nèi)空氣流速， m/s。 k?k? ? ?v管道材料 K（ mm） 管道材料 K（ mm） 薄鋼板和鍍鋅鋼板 ~ 膠合板 塑料板 ~ 磚管道 3~6 礦渣石膏板 混凝土管道 1~3 礦渣混凝土板 木版 ~ 表 各種材料的粗糙度 【 例 】 已知太原市某廠已通風(fēng)系統(tǒng)采用鋼板制圓形風(fēng)道，風(fēng)量 L=1000 m3/h，管內(nèi)空氣流速 v=10 m/s，空氣溫度 t=80℃ ，求風(fēng)管的管徑和單位長(zhǎng)度的沿程損失。 解 由附錄 ： D=200mm = Pa/m，太原市大氣壓力： B= kPa 由圖 ： =， = 所以， = = = Pa/m mRt? B?mR t? B? mR（ 2）矩形風(fēng)管的沿程損失 風(fēng)管阻力損失的計(jì)算圖表是根據(jù)圓形風(fēng)管繪制的。當(dāng)風(fēng)管截面為矩形時(shí)，需首先把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)于圓形風(fēng)管的當(dāng)
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