单元6_通风系统风道的设计计算

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1、单元6通风系统风道的设计计算【知识点】风道中流动阻力计算方法及各项修正；流速控制法进行风道设计计算的方法与步骤；均匀风道设计计算；风道中空气压力分布规律，风道压力分布图的绘制方法；风道的定型化、风道断面形状和材料的选择要求；风道布置、系统划分的基本原则和防火防爆的技术措施；通风工程施工图的构造与要求。【学习目标】掌握风道中流动阻力计算方法及各项修正；掌握流速控制法进行风道设计计算的方法与步骤；掌握均匀风道设计计算；理解风道中空气压力分布规律，风道压力分布图的绘制方法；掌握风道的定型化、风道断面形状和材料的选择要求；掌握风

2、道布置、系统划分的基本原则和防火防爆的技术措施；掌握通风空调工程施工图的构造与要求，能识读和绘制通风工程施工图。通风管道是通风和空调系统的重要组成部分，设计计算目的是，在保证要求的风量分配前提下，合理确定风管布置和尺寸，使系统的初投资和运行费用综合最优。通风管道系统的设计直接影响到通风空调系统的使用效果和技术经济性能。目录6.16.26.36.46.56.6通风空调施工图风道设计中的有关问题风道压力分布均匀送风管道设计计算风道的水力计算风道阻力6.1风道阻力根据流体力学可知，空气在管道内流动，必然要克服阻力产生能量损失。

3、空气在管道内流动有两种形式的阻力，即摩擦阻力和局部阻力。6.1.1摩擦阻力由于空气本身的粘滞性和管壁的粗糙度所引起的空气与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力。克服摩擦阻力而引起的能量损失称为摩擦阻力损失，简称沿程损失。空气在横断面不变的管道内流动时，沿程损失可按下式计算·（6.1）6.1风道阻力式中——风道的沿程损失，Pa；——摩擦阻力系数；——风道内空气的平均流速，m/s；——空气的密度，kg/m3；——风道的长度，m；——风道的水力半径，m；=（6.2）——管道中充满流体部分的横断面积，m2；——湿周，在通风系统中

4、即为风管周长，m。单位长度的摩擦阻力，也称比摩阻，为6.1风道阻力·Pa/m（6.3）（1）圆形风管的沿程损失对于圆形风管==式中——风管直径。则圆形风管的沿程损失和单位长度沿程损失分别为·Pa（6.4）·Pa/m（6.5）6.1风道阻力摩擦阻力系数与风管管壁的粗糙度和管内空气的流动状态有关，在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。因此，对于通风和空调系统中，空气流动状态多处于紊流

5、过度区。在这一区域中用下式计算（6.6）式中——风管内壁的当量绝对粗糙度，mm；——雷诺数。=（6.7）式中——风管内流体（空气）的运动粘度，m2/s。6.1风道阻力在通风管道设计中，为了简化计算，可根据公式（6.5）和式（6.6）绘制的各种形式的线算图或计算表进行计算。附录6.1为风管单位长度沿程损失线算图，附录6.2为圆形风管计算表。只要知道风量、管径、比摩阻、流速四个参数中的任意两个，即可求出其余的两个参数。附录6.1和附录6.2的编制条件式：大气压力为101.3kPa，温度为20℃，空气密度为1.2kg/m3，运

6、动粘度为15.06×10-6m2/s，管壁粗糙度k=0.15mm，当实际使用条件与上述条件不同时，应进行修正。①大气温度和大气压力的修正Pa/m（6.8）式中——实际使用条件下的单位长度沿程损失，Pa/m；——温度修正系数；——大气压力修正系数；——线算图或表中查出的单位长度沿程损失，Pa/m。6.1风道阻力=（）0.825（6.9）=（）0.9（6.10）式中——实际的空气温度，℃；——实际的大气压力，kPa。和也可直接由图6.1查得。6.1风道阻力图6.1温度和大气压力曲线6.1风道阻力②绝对粗糙度的修正通过空调工程

7、中常采用不同材料制成的风管，各种材料的绝对粗糙度见表6.1.(6.11)式中——粗糙度修正系数。=（）0.25（6.12）——管内空气流速，m/s。6.1风道阻力【例6.1】已知太原市某厂已通风系统采用钢板制圆形风道，风量L=1000m3/h，管内空气流速v=10m/s，空气温度t=80℃，求风管的管径和单位长度的沿程损失。解由附录6.1查得：D=200=6.8Pa/m，太原市大气压力：B=91.9kPa由图6.1查得：=0.86，=0.92所以，==0.86×0.92×6.8=5.38Pa/m（2）矩形风管的沿程损失风

8、管阻力损失的计算图表市根据圆形风管绘制的。当风管截面为矩形时，需首先把矩形风管断面尺寸折算成相当于圆形风管的当量直径，再由此求出矩形风管的单位长度摩擦阻力损失。当量直径就是与矩形风管有相同单位长度沿程损失的圆形风管直径，它分为流速当量直径和流量当量直径两种。6.1风道阻力管道材料K（mm）管道材料K（mm）薄钢板和镀