第六章 通风管道的设计计算VIP专享VIP免费

1通风工程同济大学机械工程学院暖通空调及燃气研究所2013年第六章通风管道的设计计算2课程提纲风管内空气流动的阻力风管内的压力分布通风管道的水力计算通风管道设计中的有关问题3空调系统设计的基本技能之一本章所说的“通风”管道是广义的要应用有关的流体力学原理设计计算的目的：确定管道的尺寸为选择空气动力设备——通风机提供依据在保证使用要求的前提下力求经济设计计算的步骤：在计算所需风量和选定处理设备的基础上，确定设备位置和管道走向；计算最不利环路流动阻力；平衡并联环路阻力几点说明：4第一节风管内空气流动的阻力56.1风管内空气流动的阻力摩擦阻力/沿程阻力空气粘滞性空气与管壁的摩擦局部阻力空气流速及方向发生变化产生涡流均表现为压力的降低66.1.1摩擦阻力在断面形状不变的直管段中，由于流体内部及流体与管壁的摩擦所造成的能量损失76.1.1摩擦阻力1）圆形管道计算方法)26(22PalvDPm)36(/22mPavDRmRm——比摩阻PalRPmm关键在于确定比摩阻λ-摩擦阻力系数与管内流动状态、管壁粗糙度有关8确定比摩阻的方法：a）线算图（P243）图的多种用法：由L、D求Rm由L、Rm求D由L、v求D、RmDLLvRm9b）计算表格10c）图表的修正密度和粘度的修正1.0091.00)/()/(momRRRm-实际的单位长度摩擦阻力，Pa/mRmo-图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/mρ-实际的空气密度，kg/m3ν-实际的运动粘度系数，m2/s温度和大气压力的修正moBtmRKKRKt-温度修正系数KB-大气压力修正系数T-实际的空气温度，℃B-实际的大气压力，kPa825.027320273tKt9.0)3.101/(BKB11c）图表的修正管壁粗糙度的修正mormRKRKr-管壁粗糙度修正系数K-管壁粗糙度，mmv-管内空气流速，m/s粗糙度km≠0.15mm25.0)(KvKr122）矩形管道计算方法以当量直径来查用图表a）流速当量直径定义：与矩形风管的流速及比摩阻相同的圆形风管的直径ABvAvBvA=vBRmA=RmBDB为A的流速当量直径，记作DvbaabDv2计算式：13b）流量当量直径定义：与矩形风管的流量及比摩阻相同的圆形风管的直径计算式：)126(3.125.0625.0baabDL注意：查用表图时必须对应使用流量和流量当量直径或流速和流速当量直径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smv/54.05.01mmbaabDv44440050040050022查图得Rm=0.61Pa/m15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smL/13mmbaabDL487)()(3.125.0625.0查图得Rm=0.61Pa/m166.1.2局部阻力176.1.2局部阻力在流量、流向及管道断面形状发生变化的局部由于涡流造成的能量损失1）计算方法：局部阻力系数法)136(22vZ阻力系数由实验确定，制成图表供查用18局部阻力系数举例涡流造成的能量损失192）减小局部阻力的措施在常用的通风系统总流动阻力中，局部阻力占主要比例1.弯头圆形风管弯头曲率半径一般应大于1~2倍管径矩形风管弯头断面长宽比B/A越大，阻力越小矩形直角弯头内设导流片202）减小局部阻力的措施2.三通减小干管和支管间夹角保持干管和支管流速相当3.排风立管出口降低排风立管的出口流速减小出口的动压损失管边尖锐的伞形风帽带扩散管的伞形风帽ζ=1.15ζ=0.621合流三通支管局部阻力系数直管局部阻力系数L2=支管流量L3=总管流量保持干管与支管流速相当直管气流引射支管气流例合流三通，L1=1.17m3/s(4200m3/h)，L2=0.78m3/s(2800m3/h)，L3=1.94m3/s(7000m3/h)，D1=500mm，D2=250mm，D3=560mm，v1=5.96m/s，V2=15.9m/s，V3=7.9m/s，α=30°，求三通的局部阻力22232）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245.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o,最大<45o2）减小局部阻力的措施6.减少进出口的局部损失25第二节风管内的压力分布266.2风管内的压力分布（P155）——用图形表达系统压力分布情况，有利于设计、运行调节、问题诊断等压力分布图的绘制方法（归纳）1）确定压力基准线通常为水平线，并以大气压为参照对象2）确定系统分隔断面并编号通常以流速、流向及流量变化的断面为分隔断面3）...