(完整版)管道阻力的基本计算方法

1、管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气自己的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时（如三通、弯优等），流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。一、摩擦阻力依照流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算v2式中Rm-单位长度摩擦阻力，风管内空气的平均流速,P空气的密度，kg/入摩擦阻力系数；Rs风管的水力半径，对圆形风管：Rmu4R2sPa/m；m/s；3m；(53)Rs(54)式中D风管直径,对矩形风管m。Rsab2(ab)(55)式中a，b矩形风管的边长所以，圆形风管的单位

2、长度摩擦阻力Rm（56）摩擦阻力系数入与空气在风管内的流动状态细风管内壁的粗糙度有关。计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式以下：lg(_d3.7D2.51)(57)I9式中K风管内壁粗糙度，mmRe雷诺数。Revd(58)完满版）管道阻力的基本计算方法丿完满满管道丿力H基/丁计算/方法20总bIOXIO-axw"6X1MJXIO5X10*ixio-1l«lfiSOOwo4(X)20010001020.40.6El8I246810203O«5a6OSC图52圆形钢板风管计算线解图例有一个10m长薄钢板风管，

3、已知风量L=2400m3/h,流速u=16m/s管壁粗糙度K=0.15mm，求该风管直径d及风管摩擦阻力R。解利用线解图52,在纵坐标上找到风量L=2400m3/h，从这点向右做垂线，与流速u=16m/s的斜线订交于一点，在经过该点表示风管直径的斜线上读得d=230mm。再过该点做垂直于横坐标的垂线，在与表示单位摩擦阻力的横坐标交点上直接读得Rm=13.5Pa/m。该段风管摩擦阻力为:r=RJ=135X10pa=135pa无论是依照全国通用通风管道计算表，还是按图52计算风管时，如被输送空气的温度不等于20°C，而且相差较大时，则对付R。值进行修正，修正公式以下:表53管壁粗糙度修正

4、系数1K/mm24百87?!；14-22243-00.100.200.951.000.900.9S1.051850.95L050.SO0.95L050.750.95LOS对于一般的通风除尘管道，粉尘对摩擦阻力的影响很小，比方含尘浓度为50g/m3时,所增大的摩擦阻力不高出2%,所以一般情况下可忽略不计。二、局部阻力如空气经过三通等。各种通风管道要安装一些弯头、三通等配件。流体经过这类配件时，由于边壁或流量的改变，引起了流速的大小、方向或分布的变化，由此产生的能量损失，称为局部损失，也称局部阻力。局部阻力主要可分为两类：流量不改变时产生的局部阻力，如空气经过弯头、渐扩管、渐缩管等；流量改变时所产

5、生的局部阻力，局部阻力可按下式计算：(510)式中Z局部阻力，Pa；54；g局部阻力系数，见表u空气流速，m/s局部阻力系数平时都是经过实验确定的。P空气密度，kg/m3。上式表示，局部阻力与其中流速的平方成正比可以从有关采暖通风手册中查得。表54列出了部分管道部件的局部阻力系数值。在计算通风管道时，局部阻力的计算是特别重要的一部分。由于在大多数情况下，战胜局部阻力而损失的能量要比战胜摩擦阻力而损失的能量大得多。所以，在制作管件时，如何采用措施减少局部阻力是必定重视的问题。完满版）管道阻力的基本计算方法6/12序号£»MffRl力議載诡以03内所康聽度y计篇）表54常有管件

6、局部阻力系数KL251.50L?52.002,253.5010ISjiaaoz0.030050.030.100哺0.(90.J40.060.H0.20X<3B0.140.26XaB4IS430乞30oa仇07o.uQ.13o.ita190.2i.260.2K6330.3S639Zl/9I卜/.1/<I人亠丄/tzizsrha/n二I匸az匸二I/、zZi/匸/IIn/<ez'aBE'OTZC81*0sr«tf'0et'crrotc'oorp'051Xcz510ereercn*0aicat*owosrs3<r蹿&q

7、uot;0?ro91u018plSEOSE'O(J3IIwoxnffoST'OZl0At0ZZOOEOOSISW'CoroETsro2C«OTOiZ*OMl购OPrtDREl'OEPO91%百【P江p06ttOFbwroieop04PEl'0H*0BT*009OEOOBEDaSCObopAMC!ttoono0£910WC伽0GZO'0stooXWF!HOMSCO'OSI8W*C-_Suro»W7»4遍HO0臓p97aocgce<rs*®<JSas【JaXC*44»甲粗

8、黑堀WEB凸算诳罕IB曾完满版）管道阻力的基本计算方法13/12一34(3.538,M0.07-0,3!L4»i,i«T”?w-0.51J-0-8严対亠01Q4姑+队M*0d1-0,51一烹*10.10Q010.10a制+0.(M-0,33卜Z0.2Q<LM!j*to9.13*It十佻的一口囂0.33e,42e.450,4Ba.u6V53+0.320.5014L40L初1.2C|一乩ra-hsLi/LiD.05序号2C503050140ft15309JL571048耳管0.0£IE屢和新面用那砸力事枚口匚值CI盟内所示JSBC%计JP1SOO8OQ0ICAQ

9、70.9計一固叫叶骨啟市*/AI0.10.22出&Q.7qi山9hQSM2.63L&31,53zLSIi.as1<D71.Of排风tM1«0L301.1$J.1DwLwL04ItH进网L32_C.»?041<L300.290.28a25au|-*KiH.60E.30aso0-700.60a¥和OL600.603t6OO負O;'J!-;fE二驻止1I完满版）管道阻力的基本计算方法下面经过解析几种常有管件产生局部阻力的原因，提出减少局部阻力的方法。1三通图54为一合流三通中气流的流动情况。流速不同样的1、2两股气流在会合时发生碰撞以

10、及气流速度改变时形成涡流是产生局部阻力的原因。三通局部阻力的大小与分支管中心夹角、三通断面形状、支管与总管的面积比和流量比（即流速比）有关。图54合流三通中气流流动状态为了减少三通局部阻力，分支管中心夹角。应该获取小一些，一般不高出30。只有在安装条件限制或为了平衡阻力的情况下，才用较大的夹角，但在任何情况下，都不宜做成垂直的“T”形三通。为了防备出现引射现象，应尽可能使总管和分支管的气流速度相等，即按Utu1=u2来确定总管和分支管的断面积。这样，风管断面积的关系为：2弯头当气流流过弯头时见图55）由于气流与管壁的冲击，产生了涡流区I；又由于气流的惯性，使界线层走开内壁，产生了涡流区II。两

11、个涡流区的存在，使管道中心处的气流速度要比管壁周边大，所以产生了旋转气流。涡流区的产生平和流的旋转都是造成局部阻力的原因。图55弯头中气流流动情况图56渐扩管中气流流动情况实考据明，渐缩或渐扩管中心角。越大，涡流区越大，能量损失也越大。为了减少渐缩、渐扩管的局部阻力，必定减小中心角a，缓和流速分布的变化，使涡流区范围减小。平时中心角。不宜高出45°。三、系统阻力整个通风除尘系统的阻力称为系统阻力，它包括吸尘罩阻力、风管阻力、除尘器阻力和出口动压损失4部分。四、通风管道的压力分布图5-7所示为一简单通风系统，其中没有管件、吸尘罩和除尘器，假定空气在入口A和出口C处局部阻力很小，可以忽略

12、不计，系统仅有摩擦阻力。ABfBC-I9O图5-7仅有摩擦阻力的风管压力分布按以下步骤可以说明该风管压力分布。(1)定出风管中各点的压力。风机开动后，空气由静止状态变为运动状态。由于风管断面不变，所以各点断面)的空气流速相等，即动压相等。各点的动压分布分别为：完满版）管道阻力的基本计算方法l从点A至点B的风管长度，m。动压挣压-"尺他钉十H注从上式可得Ms'-=R詁由式（511）可以看出，当风管内空气流速不变时，风管的阻力是由降低空气的静压来战胜的。点C动压"就=学当空气排入大气时，这一能量便全部消失在大气中，称为风管出口动压损失。静压丹林=犬气瓯力=0金压HqC4*JJdC=HdC点Bz空气由点B'流至点C需要战胜摩擦阻力Rml2，所以：动压静压H雷=日诃冋朋=Hac+RJa；一HjkRai2（2）把以上各点的数值在图上标出，并连成直线，即可绘出压力分布图。如图57所示。风机产生的风压Hf等于风机进、出口的全压差，即从风管压