118 空调通风管道的阻力性能测试分析

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1、空调通风管道的阻力性能测试分析李晓冬王莉王彪摘要：空调通风管道系统的阻力构件主要有风管，三通、四通、弯头，本文主要选取三种不同材料的风管（镀锌铁皮风管、无机玻璃钢风管、铝箔聚氨酯复合风管）、弯头为研究对象，采用实验研究和理论分析相结合的方法，针对不同材料的风管的阻力性能进行测试研究；对多种弯头的阻力性能进行测试研究。对它们进行综合的比较分析，从而得出较客观的评价。关键词：单位长度阻力损失；局部阻力系数；曲率半径；导流叶片1.引言文中选取三种不同材料的风管、弯头为研究对象，进行测试。通过对实验数据的整理分析得出风管的单位长度阻力损失随风速的变化规律，并拟合出各风管的单位长度阻力损失公式，

2、对各风管的阻力性能进行了比较分析；得出弯头的局部阻力系数随雷诺数的变化规律，并在此基础上研究了加大弯头曲率半径和在弯头内增设导流叶片这两种方法的减阻效果。2.测试内容与方案设计2．1　测试因素的确定上游管段的长度对局部构件中的流动有重要的影响，对于下游管段，如果流速分布未恢复正常，则实测的局部阻力系数就会偏小。同一个构件，进出口段长度不同时的阻力值也不同，应该尽量地采取足够长的进出口直管段进行局部阻力试验，根据文献，风机出口管段大于8de(de为流速当量直径，de=2×h×b/(h+b)，h，b分别为矩形风管的宽和高)时，沿程动压基本趋于稳定，此后的管段就可作为测量段。为此根据我们的实

3、验条件，选择试件的进口段长度（即风机出风段长度）L=10de。测试采用标准毕托管与数字微压力计相配合，直接测量风管内的全压和静压的方法。测量时，需将毕托管伸进风管中，并且使总压管的测头正对气流来流方向。合理地选择测量断面，可以最大限度地减少气流扰动对测量结果的影响。测量不同材料的风管时，由于风管本身不是局部构件，空气经过时没有风速大小及方向的变化，因此，测量时，将测量断面设置在试件下游距离为2.5倍管径，上游管段为2倍管径的位置上；测量弯头局部阻力系数时，将测量断面，设在试件下游距离为6倍管径，上游管段为2倍管径的位置上。对于测点分布的选择，采用中间矩形法。本实验中的管道断面尺寸为50

4、0mm×400mm，其测点在测量断面上的分布如图2-1所示。图2-1实验管道测量点分布图2.2　测试装置系统图实验装置原理图如图2-2和图2-3所示。1．风机2.软接头3.静压箱4.风量调节阀1．风机2.软接头3.静压箱4.风量调节阀5.测验管6.不同材料的风管5.测压管6.待测管段图2-2不同风管材料实验图图2-3弯头实验图2.3　测试步骤2.3.1　不同材料的风管的测量调节变频器，在10～40HZ由小到大每隔5HZ作为一个工况，在每个工况下，分别测出个测点的压力值。①测定室内温度和大气压力。②做好测定静压、全压的准备。③启动风机，调节变频器的频率。④读取断面上的静压值、全压值。⑤调

5、节变频器的频率，改变风量后重复上述步骤的各项测定，每个工况重复测量两次。⑥更换风管，重复以上测量步骤，并记录测量结果。2.3.2　90°弯头的测量①测定室内温度和大气压力。②做好测定静压、全压的准备。③启动风机，调节变频器的频率。④读取断面上的静压值、全压值。⑤调节变频器的频率，改变风量后重复上述步骤的各项测定，每个工况重复测量两次。⑥更换弯头，重复以上测量步骤，并记录测量结果。2.4　测试误差的分析为正确评定测试装置的综合误差，通常是按间接测量随机误差的传递公式来估算的，也就是　　　　　　　　　　　（2-1）对于风管单位长度沿程阻力来说，对于弯头局部阻力系数来说，式中、、、、分别为断

6、面1全压、断面2全压、测量试件与测量断面之间摩擦阻力损失、断面1的静压、风管测量长度引起的相对误差。，，，，由于各测量断面与试件之间的摩擦损失对和的计算结果影响甚小，故在误差传递计算中忽略掉的影响，于是有对于风管单位长度沿程阻力来说，对于弯头局部阻力系数来说，由于实验使用的压力测量仪器相同为数值微压计，则=200×0.5%=1Pa；长度测量的绝对误差=0.01m。对于风管单位长度沿程阻力来说，，，，于是对于弯头局部阻力系数来说，，，，于是3.测试结果与分析3.1　不同材料风管的测试结果与分析3.1.1　镀锌铁皮风管的测试结果与分析测量完毕后，根据不同工况下镀锌铁皮风管的测量数据统计绘制

7、出镀锌铁皮风管的风速——单位长度摩擦阻力Rm的关系曲线图，见图3-1。并由实验数据可得镀锌铁皮风管单位长度摩擦阻力随风速变化的拟合公式Rm=-0.0005273v4+0.01813v3-0.2028v2+1.164v-1.964(3-1)式中Rm——单位长度阻力损失（Pa/m）；v——风速（m/s）。式（3-1）的拟合度为99.89%。0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.000.0