谈通风管道局部阻力计算方法
谈通风管道局部阻力计算方法
谈通风管道局部阻力计算方法谈通风管道局部阻力计算方法胡宝林在通风除尘与气力输送系统中，管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件和重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。
由于管件形状和设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性，目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算，只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数，并制成表格供设计者查询。
例如在棉花加工生产线上，常规的漏斗形重杂物分离器压损为300R左右, 离心式籽棉卸料器压损为400匕左右，这些都是实测数据，由于规格结构不同差异也会很大，所以仅供参考。
只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数，例如弯头、旋风除尘器等。
局部阻力是管道阻力的重要组成部分，一个R=4D 90°弯头的阻力相当于2.5?6.5m的直管沿程阻力。
由于涉及到局部阻力的管件种类繁多，不便一一列举，因此，本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下和带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。
一、纯空气输送时局部阻力和系数1、局部阻力当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化，流体的流动速度分布就会发生变化，阻力大大增加，形成输送能量的损失，这种阻力称为局部阻力。
在产生局部损失的地方，由于主流与边界分离和漩涡的存在，质点间的摩擦和撞击加剧，因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多，局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比，局部阻力计算公式：:：.2式中：出一局部阻力，F a；—局部阻力系数，实验取得或公式计算;H d —动压，巳；‘一空气密度,1.205kg/m3(20°C)；-—空气流速，m/s2、阻力系数阻力系数的确定有两种方法，一是查表法，二是公式法。
查表法：许多管件或设备都具有特殊的形状或结构，阻力系数难以用理论公式计算，只能通过测试阻力后再反推阻力系数。
为了便于查询和参考，通过大量的实验已经制成了查询表。
通风管道阻力如何计算
通风管道阻力如何计算（圆形风管/矩形风管）发布：2012-08-09 10:50:45通风管道阻力如何计算?通风管道是通风系统、通风工程中很重要的一个环节，通风管道的好与坏关系到通风工程的成败与否，关系到通风系统运转的优良与低劣，所以说通风管道设计是否合理是整个通风空调工程中不可不做为重中之重的一部分，通风管道设计的各种问题我们都要认真对待。
当空气在通风管道内流动，通风管道内阻力可分两种：Ⅰ摩擦阻力（沿程阻力）：空气本身粘滞性以及与管壁间摩擦产生的沿程能量损失Ⅱ局部阻力：空气流经通风管道中管件及设备时，因为流速大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失一、摩擦阻力（沿程阻力）根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下面公式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs圆形风管摩擦阻力计算公式可写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上公式中：λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/sρ————空气的密度，Kg/m3l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，mf————管道中充满流体部分的横断面积，m2P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，mD————圆形风管直径，m特别注意的是矩形风管的摩擦阻力计算：日常使用的风阻线图是根据圆形风管得出，首先我们要把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管得出，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算时，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算
空气在风管内流动时会产生两种阻力，一种是摩擦阻力，即空气本身的粘滞性和与管壁间的摩擦所产生的沿程能量损失；另一种是局部阻力，即空气流经管件和设备时由于流速和方向变化以及涡流所产生的比较集中的能量损失。
一、摩擦阻力
根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力可以按以下公式计算：
ΔPm=λν2ρl/8Rs
对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：
ΔPm=λν2ρl/2D
圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：
Rs=λν2ρ/2D
其中，λ为摩擦阻力系数，ν为风管内空气的平均流速，ρ为空气的密度，l为风管长度，Rs为风管的水力半径，f为管道中充满流体部分的横断面积，P为湿周（即风管的周长），D为圆形风管直径。
矩形风管的摩擦阻力计算需要先把矩形风管断面尺寸折算成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。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种。
二、局部阻力
当空气流动经过断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）和流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）时，会产生局部阻力。
局部阻力可以按以下公式计算：
Z=ξν2ρ/2
其中，ξ为局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应注意减小局部阻力。
为了达到这个目的，通常采用以下措施：尽量减少弯头，圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1~2）
倍管径；矩形风管弯头断面的长宽比愈大，阻力愈小；在矩形直角弯头中应设导流片。
风机计算_通风管道阻力计算
通风管道阻力计算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产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1. 弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
通风阻力计算公式汇总
通风阻力计算公式汇总通风阻力是流体在通过管道或设备时所经受的阻力。
在工程中，通风阻力的计算对于设计和优化通风系统至关重要。
下面是一些常用的通风阻力计算公式的汇总：1.管道阻力公式：管道阻力是通风系统中一个重要的组成部分。
下面是几种常见的管道阻力计算公式：-法氏方程公式：ΔP=(η*L/D)*(V^2/2g)其中，ΔP是管道阻力，η是比例系数（通常为0.02-0.05），L是管道长度，D是管道直径，V是流速，g是重力加速度。
-白寇厄尔公式：ΔP=η*(ρ*L/D)*(V^2/2)其中，ΔP是管道阻力，η是比例系数（通常为0.03-0.25），ρ是流体密度，L是管道长度，D是管道直径，V是流速。
-弗里若克公式：ΔP=η1*(ρ1*L1/D1)*(V1^2/2)+η2*(ρ2*L2/D2)*(V2^2/2)+...+ηn*(ρn*Ln/Dn)*(Vn^2/2)其中，ΔP是管道阻力，η是比例系数（通常为0.03-0.25），ρ是流体密度，L是管道长度，D是管道直径，V是流速。
以上公式可以根据具体问题中的参数进行计算，得到通风系统的管道阻力。
2.设备阻力公式：在通风系统中，除了管道阻力，设备也会产生阻力。
以下是几种常见的设备阻力计算公式：-弯头阻力：ΔP=ξ1*ρ*(V^2/2)其中，ξ是弯头阻力系数，常用值为0.25-1.0，ρ是流体密度，V是流速。
-扩散器阻力：ΔP=ξ2*(ρ*V^2/2)其中，ξ是扩散器阻力系数，常用值为0.09-0.35，ρ是流体密度，V是流速。
-突变阻力：ΔP=ξ3*(ρ*V^2/2)其中，ξ是突变阻力系数，常用值为1.5-10，ρ是流体密度，V是流速。
这些设备阻力公式可以帮助工程师根据具体设备的参数计算其阻力，从而优化通风系统设计。
3.阻力总和公式：在实际通风系统中，不仅仅有管道和设备阻力，还有其他因素如弯曲、分支、阻尼等会产生阻力。
以下是阻力总和公式的一个例子：ΔP=ΣΔP管道+ΣΔP设备+ΣΔP其他其中，ΔP是总阻力，ΣΔP管道表示管道阻力之和，ΣΔP设备表示设备阻力之和，ΣΔP其他表示其他因素的阻力之和。
风机计算通风管道阻力计算
通风管道阻力计算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产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
通风工程管道阻力计算
通风工程管道阻力计算通风工程中的管道阻力计算是重要的一项工作，它直接关系到系统的通风效果和节能效果。
本文将详细介绍通风工程中的管道阻力计算方法及其影响因素。
一、管道阻力计算方法：通风系统中的管道阻力是指空气在管道中流动时所遇到的阻力。
通常采用以下公式计算：ΔP=K×L×ρ×(V/3600)^2(1)其中，ΔP为管道阻力（Pa），K为阻力系数（Pa/m），L为管道长度（m），ρ为空气密度（kg/m³），V为风量（m³/h）。
阻力系数K是根据流量速度（m/s）和管道直径（m）来计算的。
对于圆形截面的管道，可以使用以下公式计算：K=(0.51+0.002D)×(V/D)^2(2)其中，D为管道直径（m），V为流量速度（m/s）。
二、影响因素：1.管道材质：不同材质的管道具有不同的内表面粗糙度，粗糙度越大，摩擦阻力越大，导致管道阻力增加。
2.管道长度：管道长度越长，空气流动经过的阻力表面越多，阻力增加。
3.管道直径：管道直径越大，流通面积越大，阻力减小。
4.管道弯头和弯管：弯头和弯管的存在会增加管道的阻力，尤其是对空气流动有较大影响的90度弯头。
5.风量：风量越大，管道阻力越大。
三、实际计算：1.根据风量和设计条件选择管道直径。
2.根据管道直径计算阻力系数K。
3.根据管道直径和长度计算总阻力。
4.根据管道阻力和所需风压，判断所选管道是否满足要求。
5.根据需要，可以进行多次迭代计算，直到找到满足要求的管道尺寸。
四、优化策略：1.尽量选择材质光滑、粗糙度低的管道，以减小阻力。
2.在管道设计中尽量减少弯头和弯管的使用，或者采取流线型弯头，以减小阻力。
3.如果风量较大，可以考虑分段设计，通过增加出风口数量来减小单个风口的风量，从而减小管道阻力。
4.在实际计算中可根据实验数据进行修正，以提高计算精度。
总结：通风工程中的管道阻力计算是一个复杂的过程，需要综合考虑管道材质、直径、长度、弯头等因素，并进行科学合理的计算和优化。
通风管道阻力的计算与公式
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产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1.弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
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谈通风管道局部阻力计算方法
胡宝林
在通风除尘与气力输送系统中,管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件与重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。
由于管件形状与设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性,目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算,只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数,并制成表格供设计者查询。
例如在棉花加工生产线上,常规的漏斗形重杂物分离器压损为300a P 左右,离心式籽棉卸料器压损为400a P 左右,这些都就是实测数据,由于规格结构不同差异也会很大,所以仅供参考。
只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数,例如弯头、旋风除尘器等。
局部阻力就是管道阻力的重要组成部分,一个4R D = 90°弯头的阻力相当于2、5～6、5m 的直管沿程阻力。
由于涉及到局部阻力的管件种类繁多,不便一一列举,因此,本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下与带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。
一、纯空气输送时局部阻力与系数 1、局部阻力
当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化,流体的流动速度分布就会发生变化,阻力大大增加,形成输送能量的损失,这种阻力称为局部阻力。
在产生局部损失的地方,由于主流与边界分离与漩涡的存在,质点间的摩擦与撞击加剧,因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多,局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比,局部阻力计算公式:
2
2
j d H H ρυξξ=⋅=⋅
式中:j H —局部阻力,a P ;
ξ—局部阻力系数,实验取得或公式计算; d H —动压,a P ;
ρ—空气密度,1、2053/kg m (20°℃); υ—空气流速,/m s
2、阻力系数
阻力系数的确定有两种方法,一就是查表法,二就是公式法。
查表法:许多管件或设备都具有特殊的形状或结构,阻力系数难以用理论公式计算,只能通过测试阻力后再反推阻力系数。
为了便于查询与参考,通过大量的实验已经制成了查询表。
例如表一所示的就就是常见规格圆形管道弯头的局部阻力系数查询表。
表中的数据都就是实测数据。
弯头阻力系数查询表
公式法:弯头、旋风除尘器都具有比较规范的结构与形状,可以根据其主要结构参数通过公式进行计算,计算方法如下:
(一)弯头阻力系数:0.75
0.6
0.008
R D αξ=⎛⎫
⎪⎝⎭
式中:α—弯曲角,°;
R —曲率半径,mm; D —管道直径,mm 。
(二)旋风除尘器阻力系数:ξ=
式中: ξ—除尘器的局部阻力系数; K —系数,20～40,一般取30; A —除尘器进口截面积,2m ;
p D —排风管直径,m ; h —直筒高,m ;
1h —锥筒高,m 。
计算结果与实测结果基本一致,如表二所示。
弯头阻力系数表(公式计算)
二、物料输送时局部阻力系数附加
前面介绍的公式中的局部阻力系数就是按纯空气流动时计算的,当输送物料时,因物料的浓度影响加剧了局部阻力,因此要按输送浓度附加阻力系数,研究还发现,对于供料器、管道的三通、变径管等阻力系数基本可按纯空气再附加计算,()1j ξμξ=+。
对于卸料器与除尘器,在器内的物料与灰尘的运动,就是靠惯性进行的,无需附加压损。
但就是对于弯头,它除了取决于物料性质、气流速度、弯曲角度及曲率半径外,由于物料在转弯的同时受物料重力等影响,还与弯头的空间走向有关。
即使弯头的规格完全相同,但空间走向不同则阻力系数也会不同,基本走向如图一所示。
图一
图中可见,当输送物料时,水平转垂直向上的弯头附加阻力系数最大,为2、2,其次就是垂直向上转水平附加阻力系数为1、6,然后就是水平转水平为1、5,较小的就是水平转垂直向下与垂直向下转水平分别为0、7与1、0。
这样在计算物料输送时弯头的局部阻力系数公式应扩展为:
()2
12
jw w w H K ρυμξ=+⋅
式中:jw H —物料输送时含有阻力附加系数的弯头局部阻力,a P ; w K —物料输送时因空间走向不同而附加的阻力系数,如图一; μ—输送浓度(输送混合比);
w ξ—输送纯空气时弯头的阻力系数(查表或计算); ρ—空气密度,1、2053/kg m (20°℃); υ—空气流速,/m s 三、不同空间走向弯头阻力分析
现以轧花厂外吸籽棉管道弯头为例计算分析。
基本输送参数:籽棉输送量8500/kg h ,混合比0、8,输送风速24/m s ,管道直径360mm ,籽棉从进口先后经过三个4R D = 90°弯头后再经过直管进入车间的卸料器,三个弯头分别就是水平转垂
直向上、垂直向上转水平、水平转水平。
现分别计算输送纯空气与输送籽棉时的局部阻力。
1、计算输送纯空气时的局部阻力系数与阻力
0.75
123
0.6900.0080.1024
w w w ξξξ===⨯=
2
123
1.205240.10235.42
jw jw jw H H H ⨯===⨯=(a P )
35.43106.2jw H =⨯=(a P )
2、计算输送籽棉时的局部阻力系数与阻力
()11 2.20.80.1020.281w ξ=+⨯⨯= ()21 1.60.80.1020.232w ξ=+⨯⨯=
()31 1.50.80.1020.224w ξ=+⨯⨯=
2
1 1.205240.28197.52jw H ⨯=⨯=(a P )
2
2
1.205240.23280.52jw H ⨯=⨯=(a P )
2
3
1.205240.22477.72
jw H ⨯=⨯=(a P )
97.580.577.7255.7jw H =++=(a P )
显然,考虑到输送物料时因弯头的空间走向不同其阻力系数也不同,局部阻力系数比输送纯空气时要大得多,局部阻力约等于纯空气时的2～3倍。
所以在计算弯头阻力时不能仅仅按纯空气时的系数来计算,必须考虑物料的输送浓度μ与弯头的空间走向。
这也充分说明,为什么有时计算的管道阻力比实际阻力小很多,甚至有些人只重视经验数据而轻视理论计算之缘故。
四、弯头阻力系数与节数有关
目前绝大多数薄铁制作的弯头都就是多节弯头,同样管径、弯曲角度与曲率半径的弯头,由于节数不同阻力系数也不同,节数越多则阻力系数越小。
如表三所示。
多节弯头阻力系数表
表三
从表三可见,明确制作弯头的节数就是很必要的,节数包含两个端节,端节就是中节的一般,虽然节数越多阻力系数越小,但就是节数越多制作越麻烦,一般要求中间节最窄宽度尺寸不低于50mm。
随着薄铁加工技术的不断进步,机械制作弯头可以实现节数更多、阻力更小,甚至一次成型的无节弯头必将逐步取代手工制作的多节弯头。
可见弯头节数多少问题不仅就是制作工艺问题,也就是设计问题。