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1、简易洁净空调风管漏风量测试计算方法摘 要:现行洁净空调风管漏风量测试计算十分复杂,难以适应施工现场测试要求,笔者通过实践,对计算过程进行了一系列简化,提出了漏风量测试简化式,并经验证其累计误差在±2%之内,对中低压洁净空调风管漏风量测试覆盖率为92%,从而使现场测试具备现实性。关键词:洁净空调风管;漏风量测试;简化1 序言按GB50243-97《通风与空调工程施工及验收规范》之规定,洁净空调风管系统安装完毕后应进行漏风量测试。目前,一般中小型安装施工企业对洁净系统风管的严密性测试,仍沿用漏光法检查。其检测误差大,施工质量难以保证。少数施工单位开发了供现场使用的漏风量测试装置,
2、通过测取节流元件前后压差,然后代入通用计算公式,求取系统漏风量,其主要计算公式为〔1〕:Q=3600·ε·α·An2ρ·ΔP(1)式中:Q—流过节流元件的流体流量(即系统漏风量),m3/h; ε—空气流束膨胀系数; α—节流元件流量系数; An—孔板开口面积,m2; ρ—空气密度,kg/m3; ΔP—孔板前后压差,Pa。按GB50243-97之要求,上述ε、α、An、ρ、ΔP等五个参数皆为不确定值,必须依据现场实际情况逐一通过计算确定。以空气流束膨胀系数为例,其计算公式如下〔2〕:ε=1-(0.3707+0.3184β4)×〔1-(P1/P2)1/X〕0.905(2)由式中可
3、知,ε是β(孔板开口直径/管道内径)、P2/P1(节流元件后前压力之比)、X(等熵指数)之函数,现场计算十分繁杂。洁净空调风管漏风量测试中的节流元件流量系数α之求得,更需进行一系列复杂计算方可求取。笔者对苏州市第一人民医院等单位18个独立洁净室测试结果进行了调查,其结果见表1。表1 18个独立洁净室测试结果由表1可见,洁净空调漏风量测试系统区别于普通空调系统的一个很大特征是管内流量(漏风量)较小,按表1所示供气规模计算的雷诺数见下式:ReD=VD/r=4Qπ·D·r·3600(3)式中:ReD—雷诺数(无因次量); Q—供气规模(漏风量),取320m3/h; r—空气运动粘度
4、,平均按r=15.12×10-6m2/s; D—管内径,(按规范要求取0.103m); V—管内空气平均流速,m/s。将表1中相关数据代入(3)式,求得:ReD=72709按GB50243-97,当ReD≤105时,流量系数α必须另行按GB2624-93《流量测量节流装置》所列公式进行计算,不能简单地查阅GB50243-97的有关图表,且应计算管道粗糙度对流量系数的影响。由此可见,洁净空调漏风量这一参数特征加大了现场测试计算的复杂性。上述分析说明,洁净空调风管漏风量现场测试计算具有明显的操作难度。针对以上问题,笔者通过近两年本公司三个洁净空调项目现场测试实践,提出如下简化思路
5、以期抛砖引玉。2 简化的风管漏风量测试计算公式2.1 已知参数设定及测试装置原理图按GB2624-93之要求,洁净空调风管漏风量测试一般采用正压风管式角接取压标准孔板,其连接风管的管内径为50～100mm,工作状态下的节流元件直径比β(孔板开口直径/管道内径)0.22～0.8,按上述要求及表1确定的供气规模(最大漏风量值),确定全部已知参数见表2。2.2 流量系数α值的确定及曲线的绘制如前所述,洁净空调风管系统的供气规模小,ReD<105,无法从GB50243-97的曲线中求取α值,只能按照GB2624-93之规定,查表(β4～ReD曲线表)并用内插法求取流量系数,计算过程繁
6、杂,无法适应现场检测需要。本方案采用GB2624-93中有关公式,事先进行一系列运算并以曲线描绘出漏风量和α值的非线性关系,见图2。经多点复核验算，其最大读数误差为1%。本方案采用UPVC塑料管作为连接管,内表面光滑,查表得Yre=0.9988≈1,可见在本装置特定选材下,完全可以不计管道粗糙度对流量系数的影响,即本方案最终确定的流量系数α即为该状态的α0。2.3 流束膨胀系数ε的计算及确定流束膨胀系数ε用(2)式计算式中各参数为:按本方案设定,β=0.7294,β4=0.28,P2/P1=0.999;X=cp(cp-1.985/M),式中cp为空气定压比热,在1个标准大气压
7、、工作温度小于100℃情况下,cp为常数(cp=0.311),空气平均分子量M为29,代入上式求得X=1.28。按上述已知条件,求得ε=0.996。由上述计算过程可见,本装置结构及工作状态一经确定,其β值、P2/P1值即固定,而洁净空调系统工作状态又十分接近标准状态,则流束膨胀系数ε=0.996即可确定,按极限状态分析,其最大误差不大于5‰。2.4 空气密度值的确定在漏风量计算式中,漏风量与空气密度ρ的1ρ成正比,而ρ随温度变化而变化,本装置以20℃时的空气密度值(1.205kg/m3)为基准,并对特定
