课程设计指导6-风管系统

风管系统设计
㈠风管设计的任务
⒈确定风管系统的形式、风管的走向和空间位置； ⒉确定风口布置；
⒊选择风管的断面形状和尺寸； ⒋计算风管系统的阻力； ⒌选择风机或空调机。

㈡风管的规格
常用风管形状分为圆形和矩形。

金属风管以外径或外边长为标注尺寸，非金属风管以内径或内边长为标注尺寸。

矩形风管规格：
120、160、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000
宽高比不超过4，最大不超过10。

根据系统压力和管道断面尺寸，空调用钢板风管板材厚度在0.5mm 到1.2mm 。

㈢风管的水力计算
⒈管道的阻力损失
管道阻力损失分为沿程阻力和局部阻力，计算原理按流体力学。

⑴沿程阻力 计算方法有两种：
①按流体力学的公式直接进行计算
m m P p l ∆=∆
ΔP m ——风管沿程摩擦阻力，Pa ； Δp m ——单位管长沿程摩擦阻力，Pa/m ； l ——计算管长，m 。

2
2
m e
V p d λρ∆=
λ——摩擦阻力系数； ρ——空气密度，kg/m 3； V ——管内风速，m/s ； de ——风管当量直径，m
2e ab
d a b
=
+
②查表计算：从设计手册的风管水力计算表中查出单位长度沿程摩擦阻力Δp m ，乘以管道长度。

计算表中的制表条件为：
镀锌钢板内表面绝对粗糙度：K=0.15mm ；
空气密度按标准状态（101.325kPa ，20℃），ρ=1.2kg/m 3。

实际空气密度： 3.47
273b
P t
ρ=+ P b ——实际大气压，kPa ； t ——风管内的空气温度，℃。

密度修正：
查表所得数值乘以ρ/1.2，得实际单位长度摩擦阻力损失值。

⑵局部阻力
2
2
j V P ρζ
∆=
ζ——局部阻力系数 ⒉管道的水力计算 常用方法： ⑴压损平均法
又称为等摩阻法。

——使系统中各单位长度风管具有相等的比摩阻。

由每段管段的风量和长度分配到的作用压力，确定管道尺寸。

工程中，风管系统平均比摩阻取为：1~1.5Pa/m
该方法用于风机压头已定或对分支管路进行压力损失平衡时较为方便。

⑵假定流速法
按限定的管内空气流速和管道风量，确定管道尺寸。

管道限定流速按照噪声控制标准和风管强度来考虑。

表1 机械通风系统和空调系统内的空气流速表（m/s ）
按所服务房间的噪声要求，有下表规定：
表2 通风空调系统风管和出风口的最大允许风速 (m/s)
⑶静压复得法
常用于高速送风系统或变风量空调系统。

⒊计算步骤和方法
低速风系统（≤8~10m/s ）大多采用假定流速法和压损平均法。

本次设计因时间周期限制，为了计算方便，风管水力计算可采用估算法。

局部阻力可按沿程阻力的比值考虑。

步骤和要求：
⑴单线轴测图绘制风管系统
要求在图中对应管道旁边标出管道编号、长度和风量。

⑵按限定流速法进行最不利风管的计算 ①假定风管流速
②按风量和假定流速选择管道断面积
③按要求的风管面积选择符合规格的矩形风管尺寸 ④计算实际风管流速 ⑤计算风管的当量直径De
⑥按近似计算公式，计算单位长度摩擦阻力
2 1.21 1.9251.0510m e p D V -∆=⨯ Pa/m （式1）
⑦计算各管道沿程阻力损失
m m P p l ∆=∆（式2）
⑧计算管道总沿程阻力损失
,m m i P P ∆=∑∆（式3）
⑨估算管路总阻力损失
(1)m P P k ∆=∆+（式4）
k ——整个管网局部阻力损失与沿程阻力损失的比值， 弯头、三通等配件较少时，k=1.0~2.0；
弯头、三通等配件较多时，k=3.0~5.0。

⑶进行并联分支管路的阻力平衡
采用压损平均法，将最不利管路的总阻力平均分配到支管各管段。

①计算分支管平均比摩阻 ②确定假定流速
③按（式1）和假定流速，计算风管当量直径
④由风管当量直径，选择符合规格的矩形风管尺寸
⑤校核计算管段实际风速
⑥按前述方法计算整个分支管总阻力
⑦校核不平衡率，要求不平衡率≤15%
⑷确定风机总风量和风压
风量考虑漏风系数：1.05~1.10；
风压考虑富余量：1.10。