通风管道系统的设计计算60页
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最新7第七章-通风管道的设计计算总结幻灯片
F1+F2=F3 α=30°
v3F3
F1+F2>F3 F1=F3 α=30°
第六章 管道的设计计算 v3F3
F1+F2>F3 F1=F3 α=30°
附录10 教材P244~249
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
如何查询局部阻力系数？
• 例1 有一合流三通，如图所示，已知
L1＝1.17m3/s(4200m3/h)，D1＝500mm，v1＝5.96m/s L2＝0.78m3/s(2800m3/h)，D2＝250mm，v2＝15.9m/s L3＝1.94m3/s(7000m3/h)，D3＝560mm，v3＝7.9m/s
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
• 附录6所示的线解图，可供计算管道阻力时使用。 只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的 任意两个，即可利用该图求得其余的两个参数。
该 线 算 图 是值 按， 过在 渡 B0压 区 10.力 的 31kP、 a
、 为实际的空气动力粘度
Pa/m 。
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
2、空气温度和大气压力修正
Rm K tK BRm0
Kt
273 273
20 t
0 .825
K B B 101 . 3 0 .9
K
为温度修正系数；
t
K
为大气压力修正系数；
B
为实际的空气密度；
B为实际的大气压力
， kPa。
K — 管壁粗糙度； v — 管内空气流速。
v3F3
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第六章 管道的设计计算 v3F3
F1+F2>F3 F1=F3 α=30°
附录10 教材P244~249
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
如何查询局部阻力系数？
• 例1 有一合流三通，如图所示，已知
L1＝1.17m3/s(4200m3/h)，D1＝500mm，v1＝5.96m/s L2＝0.78m3/s(2800m3/h)，D2＝250mm，v2＝15.9m/s L3＝1.94m3/s(7000m3/h)，D3＝560mm，v3＝7.9m/s
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
• 附录6所示的线解图，可供计算管道阻力时使用。 只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的 任意两个，即可利用该图求得其余的两个参数。
该 线 算 图 是值 按， 过在 渡 B0压 区 10.力 的 31kP、 a
、 为实际的空气动力粘度
Pa/m 。
《工业通风》
第六章 管道的设计计算
2、空气温度和大气压力修正
Rm K tK BRm0
Kt
273 273
20 t
0 .825
K B B 101 . 3 0 .9
K
为温度修正系数；
t
K
为大气压力修正系数；
B
为实际的空气密度；
B为实际的大气压力
， kPa。
K — 管壁粗糙度； v — 管内空气流速。
通风管道的设计计算PPT课件
风管的防火防爆措施风管的防腐泄水及保温措施等在设计中都应充分考第五节管道设计中的有关问题第35页共40页通风管道系统划分第36页共40页风管布置第37页共40页风管材料第38页共40页风管保温第39页共40页感谢您的观看
通风管道计算有两个基本的任务： • 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘系统所需
第8页/共40页
1）比摩阻法
令
R m = ( λ / D e ) ·ρ U 2 / 2
Rm—比摩阻, Pa/m,
单位长度管道的摩擦阻力.
摩擦阻力计算式则变换成下列表达式: ΔPm=Rm·L
第9页/共40页
工程设计, 利用Rm线解图, 根据管内风量、管径和 管壁粗糙度可查出Rm值,计算得摩擦阻力.
的风机性能; • 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计的合理与
否直接影响系统的投资费用和运行费用。
第1页/共40页
第一节 风管内空气流动阻力
管道阻力 • 摩擦阻力、局部阻力
摩擦阻力——由空气的粘性力及空气与管壁之间 的 摩擦作用产生。发生在整个管道的沿程上, 因此 也称为沿程阻力。 局部阻力——空气流经风管中的弯头、断面变化、
• 采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需 进行阻力平衡调节.
第18页/共40页
第19页/共40页
• 假定流速法的计算步骤如下: 1) 绘制通风系统轴侧图, 对各管段先进编号,
标注各管段的长度和风量. 2) 选择管内合理的空气流速. 3) 根据各管段的风量和选定的流速确定各管
段的管径, 并计算各管段的摩擦阻力和局部 阻力. 4) 对并联管路进行阻力平衡调节. 5) 计算系统的总阻第20力页/共,40页并根据总阻力和总风
• 一 管道直径的计算 在计算管道直径时, 应满足以下约束条件: 1) 管内流速的要求 对于除尘管道, 为了防止粉尘沉积管壁上, 管内流速要大于一定的数值, 即V≥Vmin, Vmin 为防止粉尘沉积的最小风速. 对非除尘管网可不 受这个条件的约束. 2) 阻力平衡要求
通风管道计算有两个基本的任务： • 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘系统所需
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1）比摩阻法
令
R m = ( λ / D e ) ·ρ U 2 / 2
Rm—比摩阻, Pa/m,
单位长度管道的摩擦阻力.
摩擦阻力计算式则变换成下列表达式: ΔPm=Rm·L
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工程设计, 利用Rm线解图, 根据管内风量、管径和 管壁粗糙度可查出Rm值,计算得摩擦阻力.
的风机性能; • 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计的合理与
否直接影响系统的投资费用和运行费用。
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第一节 风管内空气流动阻力
管道阻力 • 摩擦阻力、局部阻力
摩擦阻力——由空气的粘性力及空气与管壁之间 的 摩擦作用产生。发生在整个管道的沿程上, 因此 也称为沿程阻力。 局部阻力——空气流经风管中的弯头、断面变化、
• 采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需 进行阻力平衡调节.
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• 假定流速法的计算步骤如下: 1) 绘制通风系统轴侧图, 对各管段先进编号,
标注各管段的长度和风量. 2) 选择管内合理的空气流速. 3) 根据各管段的风量和选定的流速确定各管
段的管径, 并计算各管段的摩擦阻力和局部 阻力. 4) 对并联管路进行阻力平衡调节. 5) 计算系统的总阻第20力页/共,40页并根据总阻力和总风
• 一 管道直径的计算 在计算管道直径时, 应满足以下约束条件: 1) 管内流速的要求 对于除尘管道, 为了防止粉尘沉积管壁上, 管内流速要大于一定的数值, 即V≥Vmin, Vmin 为防止粉尘沉积的最小风速. 对非除尘管网可不 受这个条件的约束. 2) 阻力平衡要求
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。
通风管道系统的设计计算
通风管道系统的设计计算首先，通风管道系统的设计需要根据建筑物的用途和面积确定通风需求。
通风需求的计算通常基于建筑物的使用人数、通风目标、空气质量要求等因素。
其次，需要确定通风系统的工作参数，包括通风风量、通风速度和压力损失。
通风风量与通风需求密切相关，可以根据通风需求进行估算。
通风速度则根据通风风量和通风管道的截面积来计算。
压力损失与通风管道材料、直径、长度、弯头、分支等因素有关，可以通过计算或查表确定。
然后，根据通风系统的工作参数，选择合适的通风管道材料和规格。
通风管道材料常见的有金属材料如钢板、镀锌板、铁皮等以及非金属材料如塑料管、玻璃钢管等。
在选择时，需要考虑通风系统中的气流特性、耐腐蚀性、机械强度等因素。
接下来，需要进行管道系统的布置和分支计算。
通风管道系统应合理布置，避免管道的交叉和弯曲，减少阻力和压力损失。
分支计算时需要考虑分支管道的长度、直径和弯头数量，保证通风风量的平衡和均匀分布。
最后，进行管道系统的稳定性计算和支撑设计。
通风管道系统在运行过程中需要承受气流的冲击和压力变化，因此需要进行稳定性计算，确保管道系统的结构稳定和安全。
同时，还需要设计合适的支撑结构，保证管道的固定和支撑，防止因振动或外力导致的破坏。
综上所述，通风管道系统的设计计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过合理的设计和计算，可以确保通风系统的正常运行，提供良好的室内空气质量。
同时，还需要对通风管道系统的运行进行监测和维护，及时发现和解决问题，保持通风系统的稳定性和效率。
通风管道系统的设计计算(新)
阻力平衡法
方法原理
阻力平衡法是通过计算通风管道系统中各段管道 的阻力，然后将其平衡分配，使得系统中各段管 道的阻力相等，从而达到优化系统设计的目的。
优点
可以实现系统中各段管道的阻力平衡，提高系统 性能。
适用范围
适用于通风管道系统中管道长度较长、管道截面 变化较大且对系统性能要求较高的情况。
缺点
计算过程复杂，需要借助专业的计算软件或工具 。
VS
管材选择
考虑到系统静压和耐腐蚀性能要求，选用 镀锌钢板风管作为主要管材，局部区域采 用不锈钢风管。
管道布置走向及连接方式选择
管道布置走向
根据建筑布局和通风需求，通风管道采用树状布置，主管道沿建筑中心轴线布置，支管道向各功能区域延伸。
连接方式选择
为便于安装和维修，风管之间采用法兰连接，并在适当位置设置调节阀和防火阀。
风量分配原则
1 2
按需分配
根据各送风点的实际需求进行风量分配，确保各 送风点获得所需的新风量或排风量。
平衡分配
在按需分配的基础上，尽量保持各送风点风量的 平衡，避免出现明显的风量不足或过剩现象。
3
优先分配
在满足按需分配和平衡分配的前提下，可优先考 虑对重要区域或关键设备进行风量分配，以确保 其通风效果。
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优化设计方案
系统阻力平衡
通过调整管道走向、增加局部阻 力部件等方式，平衡系统阻力，
确保各送风口风量分配均匀。
节能措施
采用高效节能的风机、优化管 道保温等措施，降低系统能耗 和运行成本。
噪音控制
通过选用低噪音风机、采取减 振降噪措施等，控制通风系统 噪音在允许范围内。
第六章 通风管道的设计计算 ppt课件
设计D1，保证vj/vd≥1.73 计算Pd1，Pq1
Pj o
Pj
Pj
Pj
Pd1,D1,Pq1
v0
ppt课件
45
静压复得法的原理
静压法复得法的设计的压力图 假设孔口流量系数μ，摩擦阻力系数λ为常数
p Pq
计算管段1-2的阻力Δp1-2 计算断面2全压Pq2 计算断面2动压Pd2 计算vd2，D2
Pj
ppt课件
38
第三节
通风管道的水力计算
ppt课件
39
ห้องสมุดไป่ตู้
6.3通风管道的水力计算
目的
确定各管段的管径和阻力 保证风量分配 确定风机的型号
ppt课件
40
6.3通风管道的水力计算
6.3.1水力计算的方法
1）假定流速法
先按技术经济要求确定流速，在根据风量确定 管道尺寸和阻力
2）压损平均法
根据平均分配到每一管段上的允许（或希望） 压损来设计管道尺寸
v 1 5m / s 0.5 0.4
2ab Dv a b
2500 400 500 400
444mm
ppt课件
查图得Rm=0.61Pa/m 14
例题
表面光滑的风管 （K=0.15mm），断 面尺寸500*400mm， 流量=1m3/s，求比摩 阻
L 1m3 / s
ppt课件
22
2）减小局部阻力的措施
4.管道和风机的连接
避免在接管处产生局部涡流
ppt课件
23
2）减小局部阻力的措施
5.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o, 最大 <45o
6.减少进出口的局部损失
ppt课件
Pj o
Pj
Pj
Pj
Pd1,D1,Pq1
v0
ppt课件
45
静压复得法的原理
静压法复得法的设计的压力图 假设孔口流量系数μ，摩擦阻力系数λ为常数
p Pq
计算管段1-2的阻力Δp1-2 计算断面2全压Pq2 计算断面2动压Pd2 计算vd2，D2
Pj
ppt课件
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第三节
通风管道的水力计算
ppt课件
39
ห้องสมุดไป่ตู้
6.3通风管道的水力计算
目的
确定各管段的管径和阻力 保证风量分配 确定风机的型号
ppt课件
40
6.3通风管道的水力计算
6.3.1水力计算的方法
1）假定流速法
先按技术经济要求确定流速，在根据风量确定 管道尺寸和阻力
2）压损平均法
根据平均分配到每一管段上的允许（或希望） 压损来设计管道尺寸
v 1 5m / s 0.5 0.4
2ab Dv a b
2500 400 500 400
444mm
ppt课件
查图得Rm=0.61Pa/m 14
例题
表面光滑的风管 （K=0.15mm），断 面尺寸500*400mm， 流量=1m3/s，求比摩 阻
L 1m3 / s
ppt课件
22
2）减小局部阻力的措施
4.管道和风机的连接
避免在接管处产生局部涡流
ppt课件
23
2）减小局部阻力的措施
5.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o, 最大 <45o
6.减少进出口的局部损失
ppt课件
第六章通风管道的设计计算
不同时，应进行修正。
① 大气温度和大气压力的修正
Rm tBRm Pa/m
（6.8）
式中 Rm ——实际使用条件下的单位长度沿程损失，Pa/m；
t ——温度修正系数；
B ——大气压力修正系数； R m ——线算图或表中查出的单位长度沿程损失，Pa/m。
图6.1 风管单位长度沿程损失线算图
而引起的能量损失称为局部阻力损失，简称局部损失。
局部损失按下式计算 Pj
式中 P j ——局部损失，Pa；
v 2
2
Pa
——局部阻力系数。
（6.23）
局部阻力系数通常用实验方法确定。在计算局部阻力时，
一定要注意 值所对应的空气流速。
在通风系统中，局部阻力所造成的能量损失占有很大的
圆形风管水力半径 矩形风管水力半径
R s
D 4
（6.14）
RsFP（ 2 aabb）（6.15）
式中 a、b ——矩形风管的长度和宽度。
根据式（6.3），当流速与比摩阻均相同时，水力半径必相
等 则有
Rs Rs
D 4
ab （2 a b）
（6.16）
D
2ab ab
Dv
小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，消耗 材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面尺寸小，建 造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧管道 与设备的磨损。因此，必须经过技术经济分析来确定合理的 流速，表6.2、表6.3列出了不同情况下风管内空气流速范围。 （3）由风量和流速确定最不利环路各管段风管断面尺寸， 计算沿程损失、局部损失及总损失。计算时应首先从最不利 环路开始，即从阻力最大的环路开始。确定风管断面尺寸时， 应尽量采用通风管道的统一规格。
通风管道系统的设计计算
阻力计算应从最不利环路开始 根据各风管的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。
确定风管断面尺寸时，采用通风管道统一规格。
袋式除尘器和静电除尘器后风管内的风量应把漏风量和反吹风量计人。在正常运行条件下，除尘器的漏风率应不大于5％
3.管道压力损失计算
4.并联管路的阻力平衡
为了保证各送、排风点达到预期的风量，两并联支管的阻力必须保持平衡。对一般的通风系统，两支管的阻力差应不超过15％；除尘系统应不超过10％。若超过上述规定，可采用下述方法使其阻力平衡。
查图8-2得，
=0.97×7.68 Pa/m=7.45 Pa/m
[例8-1]
《全国通用通风管道计算表》和附录4的线算图是按圆形风管得出的，在进行矩形风管的摩擦阻力计算时，需要把矩形风管断面尺寸折算成与之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。
01
所谓“当量直径”，就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径，它有流速当量直径和流量当量直径两种。
（1） 渐扩管和渐扩管
几种常见的局部阻力产生的类型： １、突变 ２、渐变
３、转弯处 ４、分岔与会合
θ2
θ3
1
2
3
１
３
２
θ1
θ2
三通
图8-4 三通支管和干管的连接
（3）弯管 图8-5 圆形风管弯头 图8-6 矩形风管弯头 图8-7 设有导流片的直角弯头 （4） 管道进出口 图8-8 风管进出口阻力
2
压损平均法
3
静压复得法 目前常用的是假定流速法。
4
8.3.2 风道设计的方法
1
通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。
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在通风、空调、冷库、烘房及气幕装置中，常常要求把等量的 空气经由风道侧壁（开有条缝、孔口或短管）均匀的输送到各个空 间，以达到空间内均匀的空气分布。这种送风方式称为均匀送风。
均匀送风管道通常有以下几种形式： （1）条缝宽度或孔口面积变化，风道断面不变，如图8-14所示。
图8-14 风道断面F及孔口流量系数 不变，孔口面积 f0 变
化的均匀吸送风
吹出
吸入
从条缝口吹出和吸入的速度分布
40
8.4 均匀送风管道设计计算
（2）风道断面变化，条缝宽度或孔口面积不变，如图8-15所示。
图8-15风道断面F变化，孔口流量系数 及孔口面积 f 0不变
的均匀送风 （3）风道断面、条缝宽度或孔口面积都不变，如图8-16所示。
据静风压道变断化面，F及在孔孔口口面上积设置f 0不不变同时的，阻管体内来静改压变会流不量断系增数大。，可以根
Rm Rm0 ( 0 )0.91( 0 )0.1
2）空气温度和大气压力的修正
Kt
273 20 0.825
273 t
Rm Kt K BRm0
KB (B 101.3)0.9
3）管壁粗糙度的修正 Rm K r Rm0 Kr K 0.25 10
1 沿程阻力
[例8-1]
有一通风系统，采用薄钢板圆形风管（ K = 0.15 mm），已 知风量L＝3600 m2/h（1m3/s）。管径D＝300 mm，空气温度t＝ 30℃。求风管管内空气流速和单位长度摩擦阻力。
粗糙度修正系数
200
空气量m3/s
Kt KV 0.25 3 50.25 1.96
Rm Kt Rm0
1.0
1.96 0.62
1.22Pa / m 0.01
0.1 0.62
100
Rm(Pa/m)
14
[例8-2]
2）用流量当量直径求矩形风管单位长度摩擦阻力。
矩形风道的流量当量直径
200
所谓“当量直径”，就是与矩形风管有相同单位长度摩擦 阻力的圆形风管直径，它有流速当量直径和流量当量直径两种。
（1）流速当量直径
DV
2ab ab
（2）流量当量直径
DL 1.3
ab 0.625 a b 0.25
12
[例8-2]
有一表面光滑的砖砌风道（K=3mm），横断面尺寸为 500mm×400mm,流量L=1m3/s(3600m3/h)，求单位长度摩阻力。
３、转弯处
减小局部阻力的措施
４、分岔与会合
1
2
θ2
θ3
3
１ θ1 θ2
２
３
18
（2） 三通
图8-4 三通支管和干管的连接
19
（3）弯管
图8-5 圆形风管弯头 （4） 管道进出口
图8-6 矩形风管弯头
图8-7 设有 导流片的直 角弯头
图8-8 风管进出口阻力 20
（5） 管道和风机的连接
图8-9 风机进出口管道连接
Pm
1 4Rs
v2
2
l
Rs
F X
（1）圆形风管的沿程阻力计算
对于圆形截面风管，其阻力由下式计算：
Pm
1 D
v2
2
l
单位长度的摩擦阻力又称比摩阻。对于圆形风管，由上式 可知其比摩阻为：
Rm
Pm
/
l
D
v2
2
（8-5）
6
1 沿程阻力
摩擦阻力系数λ与管内流态和风管管壁的粗糙度K/D有关
f (Re ，K / D)
2
通风除尘管道
如图，在风机4的动力作用下，排风罩（或排风口）1 将室内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化处理达 到规定的排放标准后，通过风帽5排到室外大气中。
室外大气
1 排风罩
5 风帽
2 风管
4 风机
1 排风罩
3 净化设备
有害气体
3
空调送风系统
如图，在风机3的动力作用下，室外空气进入新风口1， 经进气处理设备2处理后达到 卫生标准或工艺要求后，由风 管4输送并分配到各送风口5 ，由风口送入室内。
第8章通风管道系统的设计计算
8.0 概述 8.1 风管内气体流动的流态和阻力 8.2 风管内的压力分布 8.3 通风管道的水力计算 8.4 均匀送风管道设计计算 8.5 通风管道设计中的常见问题及其处理措施 8.6 气力输送系统的管道设计计算
1
8.0 概 述
➢ 定义：把符合卫生标准的新鲜空气输送到室内各需要地点， 把室内局部地区或设备散发的污浊、有害气体直接排送到室外 或经净化处理后排送到室外的管道。
图8-1 摩擦阻力系数λ随雷诺数和相对粗糙度的变化
7
1 沿程阻力
有关过渡区的摩擦阻力系数计算公式很多，一般采用适用 三个区的柯氏公式来计算。它以一定的实验资料作为基础，美 国、日本、德国的一些暖通手册中广泛采用。我国编制的《全 国通用通风管道计算表》也采用该公式：
1 2lg K 2.51
3.71D Re
9
1 沿程阻力
需要说明的是，附录4的线算图是是按过渡区的值，在压 力B0=101.3kPa、温度t0=200C、空气密度0=1.24kg/m3、运动粘 度=15.06×10-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管、气流与 管壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件与上述不符时，
应进行修正。
1）密度和粘度的修正
12
2
Pj 2
22
2
P12
我们可以利用上式对任一通风空调系统的压力分布进行分析 23
8.2.2 风管内空气压力的分布 把一套通风除尘系统内气流的动压、静压和全压的变化 表示在以相对压力为纵坐标的坐标图上，就称为通风除尘系统 的压力分布图。 设有图8-10所示的通风系统，空气进出口都有局部阻力。 分析该系统风管内的压力分布。
管水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等 几种，目前常用的是假定流速法。
25
8.3.3 风道设计的步骤
下面以假定流速法为例介绍风管水力计算的步骤。 （1）绘制通风或空调系统轴测图 （2）确定合理的空气流速 （3）根据各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸， 计算最不利环路的摩擦阻力和局部阻力 （4）并联管路的阻力计算
（5）计算系统的总阻力
（6）选择风机
26
[例8-3]
图8-11所示为某车间的振动筛除尘系统。采用矩形伞形排风罩排尘，风 管用钢板制作（粗糙度K＝0.15mm），输送含有铁矿粉尘的含尘气体，气体温度 为20℃。该系统采用CLSΦ800型水膜除尘器，除尘器含尘气流进口尺寸为 318mm×552mm，除尘器阻力900Pa。对该系统进行水力计算，确定该系统的风管 断面尺寸和阻力并选择风机。
8.1.2 风管内空气流动的阻力
产生阻力的原因： 空气在风管内流动之所以产生阻力是因为空气是具有
粘滞性的实际流体，在运动过程中要克服内部相对运动出 现的摩擦阻力以及风管材料内表面的粗糙程度对气体的阻 滞作用和扰动作用。 阻力的分类：摩擦阻力或沿程阻力；局部阻力
5
1 沿程阻力
空气在任意横断面形状不变的管道中流动时，根据流体力 学原理，它的沿程阻力可以按下式确定：
41
8.4.1 均匀送风管道的设计原理
风管内流动的空气，在管壁的垂直方向受到气流静压作用， 如果在管的侧壁开孔，由于孔口内外静压差的作用，空气会在垂 直管壁方向从孔口流出。但由于受到原有管内轴向流速的影响， 其孔口出流方向并非垂直于管壁，而是以合成速度沿风管轴线成
这一局部地区遭到破坏，引起流速的大小，方向或分布的变化，
或者气流的合流与分流，使得气流中出现涡流区，由此产生了
局部损失。
多数局部阻力的计算还不能从理论上解决，必须借助于由
实验得来的经验公式或系数。局部阻力一般按下面公式确定：
Z ζ υ2ρ 2
局部阻力系数也不能从理论上求得，一般用实验方法确定。
在附录5中列出了5
l =3.7m
l =5.5m 2 l =5.5m
7
4
3
l =12m l =6.2m l =5.4m
6 风机
除尘器 10
L=5500m3/h
通风除尘系统的系统图
9
L=2650m3/h
1
L=2700m32/7 h
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
8.4 均匀送风管道设计计算
200
D L
1.3
ab 0.625 a b 0.25
空气量m3/s
1.3
0.4 ×0.50.625 0.4 0.5 0.25
1.0
1.0
0.447 m
由L=1m3/S、DL=487mm查 图2-3-1得Rm0=0.61Pa/m Rm=1.96×0.61=1.2 Pa/m
0.01 0.1
0.61
[解] 矩道风道内空气流速 1）根据矩形风管的流速当量直径Dv和实际流速V，求矩形风 管的单位长度摩擦阻力。
V L 1 5m / s ab 0.5 0.4
2ab 2500 400 DV a b 500 400 444mm
13
[例8-2]
由V=5m/s、Dv=444mm查图得Rm0=0.62Pa/m
24
8.3 通风管道的水力计算
8.3.1 风道设计的内容及原则 风道的水力计算分设计计算和校核计算两类。 风道设计时必须遵循以下的原则： （1）系统要简洁、灵活、可靠；便于安装、调节、控制与维修。 （2）断面尺寸要标准化。 （3）断面形状要与建筑结构相配合，使其完美统一。 8.3.2 风道设计的方法
室外大气
5 送风口
均匀送风管道通常有以下几种形式： （1）条缝宽度或孔口面积变化，风道断面不变，如图8-14所示。
图8-14 风道断面F及孔口流量系数 不变，孔口面积 f0 变
化的均匀吸送风
吹出
吸入
从条缝口吹出和吸入的速度分布
40
8.4 均匀送风管道设计计算
（2）风道断面变化，条缝宽度或孔口面积不变，如图8-15所示。
图8-15风道断面F变化，孔口流量系数 及孔口面积 f 0不变
的均匀送风 （3）风道断面、条缝宽度或孔口面积都不变，如图8-16所示。
据静风压道变断化面，F及在孔孔口口面上积设置f 0不不变同时的，阻管体内来静改压变会流不量断系增数大。，可以根
Rm Rm0 ( 0 )0.91( 0 )0.1
2）空气温度和大气压力的修正
Kt
273 20 0.825
273 t
Rm Kt K BRm0
KB (B 101.3)0.9
3）管壁粗糙度的修正 Rm K r Rm0 Kr K 0.25 10
1 沿程阻力
[例8-1]
有一通风系统，采用薄钢板圆形风管（ K = 0.15 mm），已 知风量L＝3600 m2/h（1m3/s）。管径D＝300 mm，空气温度t＝ 30℃。求风管管内空气流速和单位长度摩擦阻力。
粗糙度修正系数
200
空气量m3/s
Kt KV 0.25 3 50.25 1.96
Rm Kt Rm0
1.0
1.96 0.62
1.22Pa / m 0.01
0.1 0.62
100
Rm(Pa/m)
14
[例8-2]
2）用流量当量直径求矩形风管单位长度摩擦阻力。
矩形风道的流量当量直径
200
所谓“当量直径”，就是与矩形风管有相同单位长度摩擦 阻力的圆形风管直径，它有流速当量直径和流量当量直径两种。
（1）流速当量直径
DV
2ab ab
（2）流量当量直径
DL 1.3
ab 0.625 a b 0.25
12
[例8-2]
有一表面光滑的砖砌风道（K=3mm），横断面尺寸为 500mm×400mm,流量L=1m3/s(3600m3/h)，求单位长度摩阻力。
３、转弯处
减小局部阻力的措施
４、分岔与会合
1
2
θ2
θ3
3
１ θ1 θ2
２
３
18
（2） 三通
图8-4 三通支管和干管的连接
19
（3）弯管
图8-5 圆形风管弯头 （4） 管道进出口
图8-6 矩形风管弯头
图8-7 设有 导流片的直 角弯头
图8-8 风管进出口阻力 20
（5） 管道和风机的连接
图8-9 风机进出口管道连接
Pm
1 4Rs
v2
2
l
Rs
F X
（1）圆形风管的沿程阻力计算
对于圆形截面风管，其阻力由下式计算：
Pm
1 D
v2
2
l
单位长度的摩擦阻力又称比摩阻。对于圆形风管，由上式 可知其比摩阻为：
Rm
Pm
/
l
D
v2
2
（8-5）
6
1 沿程阻力
摩擦阻力系数λ与管内流态和风管管壁的粗糙度K/D有关
f (Re ，K / D)
2
通风除尘管道
如图，在风机4的动力作用下，排风罩（或排风口）1 将室内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化处理达 到规定的排放标准后，通过风帽5排到室外大气中。
室外大气
1 排风罩
5 风帽
2 风管
4 风机
1 排风罩
3 净化设备
有害气体
3
空调送风系统
如图，在风机3的动力作用下，室外空气进入新风口1， 经进气处理设备2处理后达到 卫生标准或工艺要求后，由风 管4输送并分配到各送风口5 ，由风口送入室内。
第8章通风管道系统的设计计算
8.0 概述 8.1 风管内气体流动的流态和阻力 8.2 风管内的压力分布 8.3 通风管道的水力计算 8.4 均匀送风管道设计计算 8.5 通风管道设计中的常见问题及其处理措施 8.6 气力输送系统的管道设计计算
1
8.0 概 述
➢ 定义：把符合卫生标准的新鲜空气输送到室内各需要地点， 把室内局部地区或设备散发的污浊、有害气体直接排送到室外 或经净化处理后排送到室外的管道。
图8-1 摩擦阻力系数λ随雷诺数和相对粗糙度的变化
7
1 沿程阻力
有关过渡区的摩擦阻力系数计算公式很多，一般采用适用 三个区的柯氏公式来计算。它以一定的实验资料作为基础，美 国、日本、德国的一些暖通手册中广泛采用。我国编制的《全 国通用通风管道计算表》也采用该公式：
1 2lg K 2.51
3.71D Re
9
1 沿程阻力
需要说明的是，附录4的线算图是是按过渡区的值，在压 力B0=101.3kPa、温度t0=200C、空气密度0=1.24kg/m3、运动粘 度=15.06×10-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管、气流与 管壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件与上述不符时，
应进行修正。
1）密度和粘度的修正
12
2
Pj 2
22
2
P12
我们可以利用上式对任一通风空调系统的压力分布进行分析 23
8.2.2 风管内空气压力的分布 把一套通风除尘系统内气流的动压、静压和全压的变化 表示在以相对压力为纵坐标的坐标图上，就称为通风除尘系统 的压力分布图。 设有图8-10所示的通风系统，空气进出口都有局部阻力。 分析该系统风管内的压力分布。
管水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等 几种，目前常用的是假定流速法。
25
8.3.3 风道设计的步骤
下面以假定流速法为例介绍风管水力计算的步骤。 （1）绘制通风或空调系统轴测图 （2）确定合理的空气流速 （3）根据各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸， 计算最不利环路的摩擦阻力和局部阻力 （4）并联管路的阻力计算
（5）计算系统的总阻力
（6）选择风机
26
[例8-3]
图8-11所示为某车间的振动筛除尘系统。采用矩形伞形排风罩排尘，风 管用钢板制作（粗糙度K＝0.15mm），输送含有铁矿粉尘的含尘气体，气体温度 为20℃。该系统采用CLSΦ800型水膜除尘器，除尘器含尘气流进口尺寸为 318mm×552mm，除尘器阻力900Pa。对该系统进行水力计算，确定该系统的风管 断面尺寸和阻力并选择风机。
8.1.2 风管内空气流动的阻力
产生阻力的原因： 空气在风管内流动之所以产生阻力是因为空气是具有
粘滞性的实际流体，在运动过程中要克服内部相对运动出 现的摩擦阻力以及风管材料内表面的粗糙程度对气体的阻 滞作用和扰动作用。 阻力的分类：摩擦阻力或沿程阻力；局部阻力
5
1 沿程阻力
空气在任意横断面形状不变的管道中流动时，根据流体力 学原理，它的沿程阻力可以按下式确定：
41
8.4.1 均匀送风管道的设计原理
风管内流动的空气，在管壁的垂直方向受到气流静压作用， 如果在管的侧壁开孔，由于孔口内外静压差的作用，空气会在垂 直管壁方向从孔口流出。但由于受到原有管内轴向流速的影响， 其孔口出流方向并非垂直于管壁，而是以合成速度沿风管轴线成
这一局部地区遭到破坏，引起流速的大小，方向或分布的变化，
或者气流的合流与分流，使得气流中出现涡流区，由此产生了
局部损失。
多数局部阻力的计算还不能从理论上解决，必须借助于由
实验得来的经验公式或系数。局部阻力一般按下面公式确定：
Z ζ υ2ρ 2
局部阻力系数也不能从理论上求得，一般用实验方法确定。
在附录5中列出了5
l =3.7m
l =5.5m 2 l =5.5m
7
4
3
l =12m l =6.2m l =5.4m
6 风机
除尘器 10
L=5500m3/h
通风除尘系统的系统图
9
L=2650m3/h
1
L=2700m32/7 h
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29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
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8.4 均匀送风管道设计计算
200
D L
1.3
ab 0.625 a b 0.25
空气量m3/s
1.3
0.4 ×0.50.625 0.4 0.5 0.25
1.0
1.0
0.447 m
由L=1m3/S、DL=487mm查 图2-3-1得Rm0=0.61Pa/m Rm=1.96×0.61=1.2 Pa/m
0.01 0.1
0.61
[解] 矩道风道内空气流速 1）根据矩形风管的流速当量直径Dv和实际流速V，求矩形风 管的单位长度摩擦阻力。
V L 1 5m / s ab 0.5 0.4
2ab 2500 400 DV a b 500 400 444mm
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[例8-2]
由V=5m/s、Dv=444mm查图得Rm0=0.62Pa/m
24
8.3 通风管道的水力计算
8.3.1 风道设计的内容及原则 风道的水力计算分设计计算和校核计算两类。 风道设计时必须遵循以下的原则： （1）系统要简洁、灵活、可靠；便于安装、调节、控制与维修。 （2）断面尺寸要标准化。 （3）断面形状要与建筑结构相配合，使其完美统一。 8.3.2 风道设计的方法
室外大气
5 送风口