风路系统水力计算

风路系统水力计算1 水力计算方法简述目前，风管常用的的水力计算方法有压损平均法、假定流速法、静压复得法等几种。

1.压损平均法（又称等摩阻法）是以单位长度风管具有相等的摩擦压力损失mp ∆为前提的，其特点是，将已知总的作用压力按干管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量和分配到的作用压力，确定风管的尺寸，并结合各环路间压力损失的平衡进行调整，以保证各环路间的压力损失的差额小于设计规范的规定值。

这种方法对于系统所用的风机压头已定，或对分支管路进行压力损失平衡时，使用起来比较方便。

2.假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标，这个空气流速应按照噪声控制、风管本身的强度，并考虑运行费用等因素来进行设定。

根据风管的风量和选定的流速，确定风管的断面尺寸，进而计算压力损失，再按各环路的压力损失进行调整，以达到平衡。

各并联环路压力损失的相对差额，不宜超过15%。

当通过调整管径仍无法达到要求时，应设置调节装置。

3.静压复得法（略，具体详见《实用供热空调设计手册》之11.6.3）对于低速机械送（排）风系统和空调风系统的水力计算，大多采用假定流速法和压损平均法；对于高速送风系统或变风量空调系统风管的水力计算宜采用静压复得法。

工程上为了计算方便，在将管段的沿程（摩擦）阻力损失mP ∆和局部阻力损失jP ∆这两项进行叠加时，可归纳为下表的3种方法。

将mP ∆与jP ∆进行叠加时所采用的计算方法计算方法名称基本关系式备注单位管长压力损失法（比摩阻法） 管段的全压损失)(2222j m ej m P l p V l V d P l P P ∆+∆=+=∆+∆=∆ρζρλ P ∆——管段全压损失，Pa ；mp ∆——单位管长沿程摩擦阻力，Pa/m用于通风、空调的送（回）风和排风系统的压力损失计算，是最常用的方法当量长度法2222ρζρλV V d l ee=风管配件的当量长度λζee d l =常见用静压复得法计算高速风管或低速风管系统的压力损失。

提供各类常用风管配管段的全压损失me p l l P ∆+=∆)( Pa件的当量长度值 当量局部阻力法（动压法）2222ρζρλV V dl e =直管段的当量局部阻力系数ld e λζ=管段的全压损失de e P V P )(2)(2ζζρζζ+=+=∆ Pa常见用于计算除尘风管系统的压力损失，计算表中给出长度l=1m 时的dλ和动压值2 通风、防排烟、空调系统风管内的空气流速2.1 通风与空调系统风管内的空气流速宜按表2-1采用风管内的空气流速（低速风管） 表2-1风管类别 住宅（m/s ）公共建筑（m/s ）干管 0.65.4~5.3 0.85.6~0.5 支管0.50.3 5.65.4~0.3 从支管上接出的风管0.45.2 0.65.3~0.3 通风机入口 5.45.3 0.50.4 通风机出口5.80.8~0.5 0.1110~5.6注：1 表列值的分子为推荐流速，分母为最大流速。

2.2 有消声要求的通风与空调系统，其风管内的空气流速宜按表2-2选用风管内的空气流速（m/s ） 表2-2室内允许噪声级dB （A)主管风速 支管风速 25~35 3~4 ≤2 35~504~72~3注：通风机与消声装置之间的风管，其风速可采用8~10m/s 。

2.3 机械通风系统的进排风口风速宜按表2-3机械通风系统的进排风口空气流速（m/s）表2-3部位新风入口风机出口空气流速住宅和公共建筑 3.5~4.5 5.0~10.5 机房、库房 4.5~5.0 8.0~14.02.4暖通空调部件的典型设计风速，按表2-4采用。

暖通空调部件的典型设计风速（m/s）表2-4部件名称迎面风速部件名称迎面风速加热盘管冷却减湿盘管 2.0~3.01.蒸汽和热水盘管2.5~5.0 空气喷淋室（最小1.0，最大8.0）喷水型参见生产厂家资料2.电加热器填料型参见生产厂家资料裸线式参见生产厂家资料高速喷水型 6.0~9.0肋片管式参见生产厂家资料冷却减湿盘管 2.0~3.0空气过滤器1.板式过滤器1）粘性虑料 1.0~4.02）干式带扩展表面，平板型（粗效）同风管风速3）褶叠式（中效）≤3.84）高效过滤器（HEPA） 1.32.可更换虑料的过滤器1）卷绕型黏性虑料 2.52）卷绕型干式虑料 1.03.电子空气过滤器电离式0.8~1.82.5送风口的出口风速，应根据建筑物的使用性质、对噪声的要求、送风口形式及安装高度和位置等确定，可参照表2-5及表2-6的数值。

表2-5 各类送风口的出口风速送风口形式场所示例出口风速（m/s）备注侧送百叶公寓、客房、别墅、会堂、剧场、展厅2.5~3.8送风口位置高、工作区允许风速高和噪声标准低时取较大值一般办公室 5.0~6.0高级办公室 2.5~4.0电影院 5.0~6.0录音、广播室 1.5~2.5商店 5.0~7.5医院病房 2.5~4.0条缝风口顶送——2~4孔板顶送——3~5 送风均匀性要求高或送热风时，取较大值喷口——4~8 空调区域内噪声要求不高时，最大值可取10m/s地板下送——≤2 ——置换通风下送——0.2~0.5 ——表2-6 散流器颈部最大风速（m/s）建筑物类别允许噪声[dB(A)]吊顶高度（m）3 4 5 6广播室32 3.9 4.15 4.25 4.35 住宅、剧场33~39 4.35 4.65 4.85 5.00 公寓、旅馆大堂、办公室40~46 5.15 5.40 5.75 5.85 餐厅、商店47~53 6.15 6.65 7.00 7.15公共建筑物54~60 6.50 6.80 7.10 7.502.6 回风口的风速，可按表2-7选用；当房间内噪声标准要求较高时，回风口风速应适当降低。

表2-7 回风口吸风速度回风口位置位于人的活动区之上在人的活动区内离座位较远在人的活动区内离座位较近门上格栅或墙上回风口门下端缝隙走廊回风断面吸风速度（m/s）≥4.0 3.0~4.0 1.5~2.0 2.5~5.5 3.0 1.0~1.52.7高速送风系统中风管内的最大允许风速，按表2-5采用。

高速送风系统中风管内的最大允许风速表2-8 风量范围（m3/h）最大允许风速（m/s）风量范围（m3/h）最大允许风速（m/s）100000~68000 30 22500~17000 20.568000~42500 25 17000~10000 17.542500~22500 22.5 10000~5050 152.8 机械加压送风系统、机械排烟系统及机械补风系统采用金属管道时，风速不宜大于20m/s；采用非金属管道时，风速不宜大于15m/s；机械排烟口风速不宜大于10m/s；机械加压送风系统送风口风速不宜大于7m/s。

2.9 自然通风的进排风口风速宜按表2-6采用。

自然通风的风道风速宜按表2-7采用。

自然通风系统的进排风口空气流速（m/s）表2-9部位进风百叶排风口地面出风口顶棚出风口风速0.5~1.0 0.5~1.0 0.2~0.5 0.5~1.0自然进排风系统的风道空气流速（m/s ） 表2-10部位 进风竖井 水平干管 通风竖井 排风道 风速 1.0~1.20.5~1.00.5~1.01.0~1.53 风管管网总压力损失的估算法3.1 通风空调系统的压力损失（包括摩擦损失和局部阻力损失）应通过计算确定。

一般的通风和空调系统，管网总压力损失)(Pa P ∆，可按下式进行估算：)1(k l p P m +⨯∆=∆ （3-1）式中mp ∆——单位长度风管沿程压力损失，当系统风量L ＜10000m3/h 时，5.1~0.1=∆m p Pa/m ；风量≥10000m3/h 时，mp ∆按照选定的风速查风管计算表确定。

l ——风管总长度，是指到最远送风口的送风管总长度加上到最远回风口的回风 管总长度，m ；k ——整个管网局部压力损失与沿程压力损失的比值。

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。

3.2.通风、空调系统送风机静压的估算送风机的静压应等于管网的总压力损失加上空气通过过滤器、喷水室（或表冷器）、加热器等空气处理设备的压力损失之和，可按表3-1给出的推荐值采用。

推荐的送风机静压值 表3-1类 型风机静压值（Pa)送、排风系统小型系统 100~250 一般系统300~400 空调系统小型（空调面积300m2以内） 400~500 中型（空调面积2000m2以内）600~750 大型（空调面积大于2000m2） 650~1100 高速系统（中型） 1000~1500 高速系统（大型）1500~25003.3 机械加压送风系统管网的总阻力损失应包括防烟楼梯间、前室、消防前室、合用前室、封闭避难层的正压值。

其中防烟楼梯间正压值为40~50Pa ；前室、消防前室、合用前室、封闭避难层的正压值为25~30 Pa 。

4 沿程压力损失的计算4.1 通过公式计算沿程压力损失 4.1.1 风量4.1.1.1通过圆形风管的风量通过圆形风管的风量L （m3/h ）按下式计算：L=900πd2V （4-1）式中d ——风管内径，m ；V ——管内风速，m/s 。

4.1.1.2通过矩形风管的风量通过矩形风管的风量L （m3/h ）按下式计算：L=3600abV （4-2）式中 a ，b ——风管断面的净宽和净高，m 。

4.1. 2 风管沿程压力损失 风管沿程摩擦损失mP ∆（Pa ），可按下式计算：lp P m m ∆=∆ （4-3）式中mp ∆——单位管长沿程摩擦阻力，Pa/m ；l ——风管长度，m 。

4.1.3 单位管长沿程摩擦阻力 单位管长沿程摩擦阻力mp ∆，可按下式计算：22ρλV d p em =∆ （4-4）式中λ——摩擦阻力系数；ρ——空气密度，kg/m3；ed ——风管当量直径，m ；对于圆形风管：dd e =对于非圆形风管：P Fd e 4=(4-5)例如，对于矩形风管：b a ab d e +=2对于扁圆风管：)(42A B A A F -+=π)(2A B A F -+=πF ——风管的净断面积，m2； P ——风管断面的湿周，m ； a ——矩形风管的一边，m ； b ——矩形风管的另一边，m ； A ——扁圆风管的短轴，m ； B ——扁圆风管的长轴，m 。

4.1.4摩擦阻力系数摩擦阻力系数λ，可按下式计算：)51.271.3log(21λλe e R d K +-= （4-6）式中 K ——风管内壁的绝对粗糙度，m ；e R ——雷诺数：νee Vd R =（4-7）ν——运动粘度，s m /2。

4.2 通过查表计算沿程压力损失查表计算：可以按规定的制表条件事先算就单位管长沿程摩擦阻力)/(m Pa p m ∆，并编成表格供随时查用，当已知风管的计算长度为)(m l 时，即可使用式（4-3）算出该段风管的沿程压力损失mP ∆（Pa ）了。