风道设计计算的方法与步骤

1、风道设计计算的方法与步骤（带例题）一风道水力计算方法风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用静压复得法。1假定流速法假定流速法也称为比摩阻法。这种方法是以风道内空气流速作为控制因素，先按技术经济要求选定风管的风速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。2 压损平均法压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提。在已知总作用压力的情况下，取最长的环路

2、或压力损失最大的环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差值小于15%。一般建议的单位长度风管的摩擦压力损失值为0.81.5Pa/m。该方法适用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平衡等场合。3 静压复得法静压复得法的含义是，由于风管分支处风量的出流，使分支前后总风量有所减少，如果分支前后主风道断面变化不大，则风速必然下降。风速降低，则静压增加，利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定管道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法

3、。此方法适用于高速空调系统的水力计算。二.风道水力计算步骤以假定流速法为例：1确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。2 .在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。3 .选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多的环路。4 .选择合理的空气流速。风管内的空气流速可按下表确定。表8-3空调系统中的空气流速（m/s）部链新凤入口凤机入口凤机出口三佩道水平支佩道风道送凤口低速同道2. 53.55"83. 5"3.02.5化卜5丄a匸门0dm%s5,心53,心5

4、1.53.5工业Fs-5.0旷L2&为必1034最天凤潼4?0!生58.5:酉飞3.5乜.0曲5气叫旷3Q2.03.0-3.tfk0公共Ts乩ol畀15_5"3|L0飞-56.0仁Q&瞪46.5115飞珥高速风道推荐凤舉六冈速速r3. 0P12.512.510104. 05.016.5*22.55根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，然后根据选定了的风管断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。通过矩形风管的风量：G=3600abu(m3/h)式中：a，b分别为风管断面净宽和净高，m。通过园形风管的风量：G=900nd2u(m3/h)式中：d为圆形风管内径，m。6

5、计算风管的沿程阻力根据风管的断面尺寸和实际流速，查阅查阅附录13或有关设计手册中风管单位长度沿程压力损失计算表求出单位长度摩擦阻力损失厶py，再根据管长I，进一步求出管段的摩擦阻力损失。7计算各管段局部阻力按系统中的局部构件形式和实际流速U，查阅附录14或有关设计手册中局部阻力系数Z计算表取得局部阻力系数Z值，再求出局部阻力损失。8. 计算系统的总阻力，P二工(pyl+Pj)。9. 检查并联管路的阻力平衡情况。10.根据系统的总风量、总阻力选择风机。、三.风道设计计算实例某公共建筑直流式空调系统，如图所示。风道全部用镀锌钢板制作，表面粗糙度K=0.15mm。已知消声器阻力为50Pa，空调箱阻力

6、为290Pa，试确定该系统的风道断面尺寸及所需风机压头。图中：A.孔板送风口600x600；B.风量调节阀；C.消声器；D.防火调节法；E.空调器；F.进风格栅1.绘制系统轴测图，并對各管段进行编号，标注管段长度和风量。2 .选定最不利环路，逐段计算沿程压力损失和局部压力损失。本系统选定管段123456为最不利环路。3 .列出管道水力计算表8-4，并将各管段流量和长度按编号顺序填入计算表中。4 .分段进行管道水力计算，并将结果均列入计算表8-4中。管段12：风量1500m3/h，管段长l=9m沿程压力损失计算：初选水平支管空气流速为4m/s，风道断面面积为：F'=1500/(3600x

7、4)=0.104m2取矩形断面为320x320mm的标准风管，则实际断面积F=0.102m2,实际流速u=1500/(3600x0.102)=4.08m/s根据流速4.08m/s，查附录13，得到单位长度摩擦阻力厶py=0.7Pa/m,则管段12的沿程阻力：Py=pyxl=0.7x9=6.3Pa局部压力损失计算：该管段存在局部阻力的部件有孔板送风口、连接孔板的渐扩管、多叶调节阀、弯头、渐缩管及直三通管。孔板送风口：已知孔板面积为600x600mm，开孔率(即净孔面积比)为0.3，则孔板面风速为u=1500/(3600x0.6x0.6)=1.16m/s根据面风速1.16m/s和开孔率0.3，查附

8、录14序号35，得孔板局部阻力系数Z=13，故孔板的局部阻力pj1=13x(1.2x1.162)/2=10.5Pa渐扩管：渐扩管的扩张角a=22.5。,查附录14序号4，得Z=0.6，渐扩管的局部阻力 pj2=0.9x(1.2x4.082)/2=5.99Pa多叶调节阀：根据三叶片及全开度，查附录14序号34，得Z=0.25，多叶调节阀的局部阻力 pj3=0.25x(1.2x4.082)/2=2.5Pa弯头：根据a=90°，R/b=1.0，查附录14序号9，得Z=0.23，弯头的局部阻力 pj4=0.23x(1.2x4.082)/2=2.3Pa渐缩管：渐缩管的扩张角a=30°

9、<45。，查附录14序号7，得Z=0.1，渐缩管的局部阻力 pj5=0.1x(1.2x4.082)/2=1Pa直三通管：根据直三通管的支管断面与干管断面之比为0.64，支管风量与总风量之比为0.5，查附录14序号19，得Z=0.1，则直三通管的局部阻力 Pj6=0.1x(1.2x5.22)/2=1.6Pa(取三通入口处流速)该管段局部阻力：Pj=pj1+pj2+pj3+pj4+pj5+Pj6=10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6=23.89Pa该管段总阻力 P1-2=Py+Pj=6.3+23.89=30.19Pa管段23:风量3000m3/h，管段长l=5m，初选风速为5m/s

10、。沿程压力损失计算：根据假定流速法及标准化管径，求得风管断面尺寸为320x500mm，实际流速为5.2m/s，查得单位长度摩擦阻力py=0.8Pa/m,则管段23的沿程阻力Py=pyxl=0.8x5=4.0Pa局部压力损失计算：分叉三通：根据支管断面与总管断面之比为0.8,查附录14序号21,得Z=0.28，则分叉三通管的局部阻力 Pj=0.28x(1.2x6.252)/2=6.6Pa.(取总流流速)该管段总阻力P2-3=Py+Pj=4.0+6.6=10.6Pa管段34:风量4500m3/h，管段长l=9m，初选风速为6m/s。沿程压力损失计算：根据假定流速法及标准化管径，求得风管断面尺寸为4

11、00x500mm，实际流速为6.25m/s，查得单位长度摩擦阻力py=0.96Pa/m,则管段34的沿程阻力 Py=pyxl=0.96x9=8.64Pa局部压力损失计算：该管段存在局部阻力的部件有消声器、弯头、风量调节阀、软接头以及渐扩管。消声器：消声器的局部阻力给定为50Pa，即 pj1=50.0Pa弯头：根据a=90°，R/b=1.0，a/b=0.8,查附录14序号10，得Z=0.2，弯头的局部阻力 pj2=0.2x(1.2x6.252)/2=4.7Pa风量调节阀：根据三叶片及全开度，查附录14序号34，得Z=0.25，风量调节阀的局部阻力pj3=0.25x(1.2x6.252)

12、/2=5.9Pa软接头：因管径不变且很短,局部阻力忽略不计。渐扩管：初选风机47211NO4.5A，出口断面尺寸为315x360mm,故渐扩管为315x360mm400x500mm，长度取为360mm，渐扩管的中心角a=22。，大小头断面之比为1.76查附录14序号3，得Z=0.15，对应小头流速u=4500/(3600x0.315x0.36)=11m/s渐扩管的局部阻力pj4=0.15x(1.2x112)/2=10.9Pa该管段局部阻力 Pj=pj1+pj2+pj3+pj4=50.0+4.7+5.9+10.9=71.5Pa该管段总阻力 P3-4=Py+Pj=8.64+71.5=80.14Pa

13、管段45:空调箱及其出口渐缩管合为一个局部阻力考虑，Pj=290Pa该管段总阻力 P4-5=Pj=290Pa管段56:风量4500m3/h，管段长l=6m，初选风速为6m/s。沿程压力损失计算：根据假定流速法及标准化管径，求得风管断面尺寸为400x500mm，实际流速为6.25m/s，查得单位长度摩擦阻力py=0.96Pa/m,则管段56的沿程阻力Py=pyxl=0.96x6=5.76Pa局部压力损失计算：该管段存在局部阻力的部件有突然扩大、弯头(两个)、渐缩管以及进风格栅。突然扩大：新风管入口与空调箱面积之比取为0.2，查附录14序号5,，得Z=0.64，突然扩大的局部阻力 pj1=0.64

14、x(1.2x6.252)/2=15.1Pa弯头(两个):根据a=90°，R/b=1.0，a/b=0.8,查附录14序号10，得Z=0.20，弯头的局部阻力 pj2=0.2x(1.2x6.252)/2=4.7Pa2pj2=4.7x2=9.4Pa渐缩管：断面从630x500mm单面收缩至400x500mm，取a=<45°,查附录14序号7，得Z=0.1，对应小头流速u=6.25m/s渐缩管的局部阻力 pj3=0.1x(1.2x6.252)/2=2.36Pa进风格栅：进风格栅为固定百叶格栅，外形尺寸为630x500mm，有效通风面积系数为0.8，则固定百叶格栅有效通风面积为

15、0.63x0.5x0.8=0.252m2其迎面风速为4500/(3600x0.252)=5m/s查附录14序号30，得Z=0.9，对应面风速，固定百叶格栅的局部阻力 p4=0.9x(1.2x52)/2=13.5Pa该管段局部阻力Pj=pj1+2pj2+pj3+pj4=15.1+9.4+2.36+13.5=40.36Pa该管段总阻力P5-6=Py+Pj=5.76+40.36=46.12Pa5.检查并联管路的阻力平衡用同样的方法，进行并联管段73、82的水力计算，并将结果列入表8-4中。管段73:沿程压力损失Py=9.1Pa局部压力损失Pj=28.9Pa该管段总阻力P7-3=Py+Pj=9.1+2

16、8.9=38Pa管段82：沿程压力损失Py=1.4Pa局部压力损失Pj=25.8Pa该管段总阻力P8-2=Py+Pj=1.4+25.8=27.2Pa检查并联管路的阻力平衡：管段12的总阻力厶P1-2=30.19Pa管段82的总阻力厶P8-2=27.2Pa(P1-2-P8-2)/P1-2=(30.19-27.2)/30.19=9.9%<15%管段123的总阻力P1-2-3=P1-2+P2-3=30.19+10.6=40.79Pa管段73的总阻力厶P7-3=38Pa(P1-2-3-P7-3)/P1-2-3=(40.79-38)/40.79=6.8%<15%检查结果表明，两个并联管路的阻

17、力平衡都满足设计要求。如果不5.计满足要求的话，可以通过调整管径的方法使之达到平衡要求。算最不利环路阻力P=P1-2+P2-3+P3-4+P4-5+P5-6=30.19+10.6+80.14+290+46.12=457.05Pa本系统所需风机的压头应能克服457.05Pa阻力。8-4管道水力计算表13懐ire呗酣iTH*63VMSWSO址買0四.风道压力损失估算法对于一般的空调系统，风道压力损失值可按下式估算P=pyl(1+k)+工厶ps(Pa)式中py单位管长沿程压力损失，即单位管长摩擦阻力损失,Pa/m。l最不利环路总长度，即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局部压力损失与沿程压力损失之比值：弯头、三通等局部管件比较少时，取k=1.01.2；弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k=3