通风管道系统的设计计算（新）

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1、8.1风管内气体流动的流态和阻力8.2风管内的压力分布8.3通风管道的水力计算8.4均匀送风管道设计计算8.5通风管道设计中的常见问题及其处理措施8.6气力输送系统的管道设计计算第8章通风管道系统的设计计算主要内容：掌握风管内气体流动的流态和阻力;熟悉风管内的压力分布;掌握通风管道的设计计算;熟悉通风管道的设计选型.重点及难点风管内的压力分布;掌握通风管道的设计计算.定义：把符合卫生标准的新鲜空气输送到室内各需要地点，把室内局部地区或设备散发的污浊、有害气体直接排送到室外或经净化处理后排送到室外的管道。概述分类：包括通风除尘管道、空调管道等。作用：把通风进风口、空气的热、

2、湿及净化处理设备、送(排)风口、部件和风机连成一个整体，使之有效运转。设计内容：风管及其部件的布置；管径的确定；管内气体流动时能量损耗的计算；风机和电动机功率的选择。设计目标：在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下，合理地组织空气流动，使系统的初投资和日常运行维护费用最优。8.1风管内气体流动的流态和阻力8.1.1两种流态及其判别分析流体在管道内流动时可以分为层流、紊流。雷诺数既能判别流体在风道中流动时的流动状态，又是计算风道摩擦阻力系数的基本参数。在通风与空调工程中，雷诺数通常用右式表示：在通风和空调管道系统中，一般雷诺数都大于4000，因此薄钢板风管的空气流动状态大

3、多属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区和紊流粗糙区。通常，高速风管的空气流动状态也处于过渡区。只有直径很小表面粗糙度很大的砖、混凝土风管的空气流动状态才属于粗糙区。8.1.2风管内空气流动的阻力产生阻力的原因：空气在风管内流动产生阻力是因为空气是具有粘滞性的实际流体，在运动过程中要克服内部相对运动出现的摩擦阻力以及风管材料内表面的粗糙程度对气体的阻滞作用和扰动作用。阻力的分类：风管内空气流动的阻力有两种。一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而引起的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；一种是空气在流经各种管件或设备时，由于速度大小或方向的变化以及由此产生的涡流造成的

4、比较集中的能量损失，称为局部阻力。1沿程阻力空气在任意横断面形状不变的管道中流动时，根据流体力学原理，它的沿程阻力可以按下式确定：对于圆形截面风管，其阻力由下式计算：单位长度的摩擦阻力又称比摩阻。对于圆形风管，由上式可知其比摩阻为：（1）圆形风管的沿程阻力计算摩擦阻力系数λ与管内流态和风管管壁的粗糙度K/D有关图8-1摩擦阻力系数λ随雷诺数和相对粗糙度的变化有关过渡区的摩擦阻力系数计算公式很多，我国编制的《全国通用通风管道计算表》采用该公式：附录4所示的通风管道单位长度摩擦阻力线算图，可供计算管道阻力时使用。运用线算图或计算表，只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任

5、意两个，即可求得其余两个参数。附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图需要说明的是，附录4的线算图是是按过渡区的值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=200℃、空气密度0=1.24kg/m3、运动粘度=15.06×10-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管、气流与管壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件与上述不符时，应进行修正。1）密度和粘度的修正2）空气温度和大气压力的修正3）管壁粗糙度的修正有一通风系统，采用薄钢板圆形风管（K=0.15mm），已知风量L＝3600m2/h（1m3/s）。管径D＝300mm，空气温度t＝30℃。求风管管内空气流速和单位

6、长度摩擦阻力。=0.97解：查附录4，得υ＝14m/s，＝7.68Pa/m查图8-2得，=0.97×7.68Pa/m=7.45Pa/m[例8-1]2.矩形风管的沿程阻力计算《全国通用通风管道计算表》和附录4的线算图是按圆形风管得出的，在进行矩形风管的摩擦阻力计算时，需要把矩形风管断面尺寸折算成与之相当的圆形风管直径，即当量直径，再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。所谓“当量直径”，就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径，它有流速当量直径和流量当量直径两种。假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流速相等，并且两者的单位长度摩擦阻力也相等，则该圆形风管的

7、直径就称为此矩形风管的流速当量直径，以表示。（1）流速当量直径称为边长a×b的矩形风管的流速当量直径。如果矩形风管内的流速与管径为D的圆形风管内的流速相同，两者的单位长度摩擦阻力也相等。因此，根据矩形风管的流速当量直径和实际流速，由附录4可以查得矩形风管的单位长度摩擦阻力。圆形风管的水力半径流速当量直径推导矩形风管的水力半径设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，则该圆形风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径，以DL表示。根据推导流量当量直径可近似按下式计算。以流量当量直径DL和矩形风