管道水力计算

管道水力计算主讲教师：骆大勇重庆工程职业技术学院一、管道水力计算方法静压复得法等压损法假定流速法该方法是以单位长度风道有相等的压力损失为前提条件，在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度平均分配给各部分，再根据各部分的风量确定风管断面尺寸，该法适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等场合该方法是以技术经济要求的空气流速作为控制指标，再根据风量来确定风管的断面尺寸和压力损失，目前常用此法进行水利计算该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这一原则确定风管的断面尺寸，此法适用于高速风道的水力计算二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机绘制系统轴测示意图，并对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划为一个计算管段二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻力小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，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二、流速控制计算方法和步骤建筑物类别管道系统的部位风速靠近风机处的极限流速自然通风机械通风辅助建筑吸入空气的百叶窗0~1.02~410~12吸风道1~22~6支管及垂直风道0.5~1.52~5水平总风道0.5~1.05~8近地面的进风口0.2~0.50.2~0.5近顶棚的进风口0.5~1.01~2近顶棚的排风口0.5~1.01~2排风塔1~1.53~6工业建筑材料薄钢板总管6~14支管2~8室内进风口1.5~3.5室内回风口2.5~3.5新鲜空气入口5.5~6.5砖、矿渣、石棉水泥、矿渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6工业管道中常用的空气流速（m/s）二、流速控制计算方法和步骤空调系统中的空气流速（m/s）风速（m/s）部位低速风管高速风管推荐风速最大风速推荐最大居住公共工业居住公共工业一般建筑新风入口2.52.52.54.04.5635风机入口3.54.05.04.55.07.08.516.5风机出口5~86.5~108~128.57.5~118.5~1412.525主风道3.5~4.55~6.56~94~65.5~86.5~1112.530水平支风道3.03.0~4.54~53.5~4.04.0~6.55~91022.5垂直支风道2.53.0~3.54.03.25~4.04.0~6.05~81022.5送风口1~21.5~3.53~4.02.0~3.03.0~5.03~54－二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机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二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机

二、流速控制计算方法和步骤绘图确定空气流速计算阻力平衡阻力选择风机

二、流速控制计算方法和步骤例如图所示的机械排风系统，全部采用钢板制作的圆形风管，输送含有有害气体的空气密度=1.2m3/kg，气体温度为常温，圆形伞形罩的扩张角为60°，合流三通分支管夹角为30°，带扩压管的伞形风帽h/D0=0.5，当地大气压力为92kPa，对该系统进行水力计算二、流速控制计算方法和步骤1对管段进行编号，标注长度和风量，如图示1200m3/h13m①二、流速控制计算方法和步骤2确定各管段气流速度，建筑物类别管道系统的部位风速靠近风机处的极限流速自然通风机械通风辅助建筑吸入空气的百叶窗0~1.02~410~12吸风道1~22~6支管及垂直风道0.5~1.52~5水平总风道0.5~1.05~8近地面的进风口0.2~0.50.2~0.5近顶棚的进风口0.5~1.01~2近顶棚的排风口0.5~1.01~2排风塔1~1.53~6工业建筑材料薄钢板总管6~14支管2~8室内进风口1.5~3.5室内回风口2.5~3.5新鲜空气入口5.5~6.5砖、矿渣、石棉水泥、矿渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6查表有：工业建筑机械通风对于干管v=6~14m/s；对于支管v

=2~8m/s二、流速控制计算方法和步骤3确定最不利环路，本系统①~⑤为最不利环路①③④⑤②二、流速控制计算方法和步骤4计算摩擦力根据各管段风量及流速，确定各管段的管径及比摩阻，计算沿程损失。如管段①,根据L=1200m3/h,v=6~14m/s查附录可得：Rm=4.5Pa/mv=9m/sD=220mm二、流速控制计算方法和步骤4计算摩擦力对Rm进行修正1.11.00.90.80.70.660708090100-50050100150t/℃B/kPaKBKt查图6.1有εB=0.91，则有：

也可查附录

确定管径后，利用内插法求出：v、Rm二、流速控制计算方法和步骤4计算摩擦力管段编号流量(m3/h)长度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系数修正后的比摩擦阻力(Pa/m)摩擦阻力(Pa)最不利环路112001322094.50.914.153.32210062809.63.90.913.5521.33340063609.42.70.912.4614.76449001140010.630.912.7330.03549001540010.630.912.7340.95分支环路6900920084.10.913.7333.5771300920011.99.50.918.778.3815001020013.0110.91101009900916012.3130.9111.83106.4

通风摩擦阻力管道水力计算表二、流速控制计算方法和步骤5计算各管段局部损失如管段①，1个圆形伞形罩扩张角60°，

90°弯头2个，一个合流三通直管段二、流速控制计算方法和步骤5计算各管段局部损失查附录8有：圆形伞形罩扩张角60°

二、流速控制计算方法和步骤5计算各管段局部损失查附录8有：90°弯头2个

二、流速控制计算方法和步骤5计算各管段局部损失F1+F2≈F3,a=30°，查表

二、流速控制计算方法和步骤5计算各管段局部损失各管段局部阻力系数统计表二、流速控制计算方法和步骤6计算各管道的总损失管段编号流量(m3/h)长度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系数修正后的比摩擦阻力(Pa/m)动压Pd(Pa)局部阻力系数摩擦阻力(Pa)局部阻力(Pa)总阻力(Pa)最不利环路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.796642.70.912.46531.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支环路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.171300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7815001020013.0110.9110101.41.26100127.8227.89900916012.3130.9111.8390.80.03106.42.7109.1

通风摩擦阻力管道水力计算表二、流速控制计算方法和步骤7计算各管道的总损失管段⑥和管段①管段⑦和管段①+②或者⑥+②，不能是管段⑦和管段②二、流速控制计算方法和步骤7计算各管道的总损失管段⑥和管段①不平衡率为>15%调整管径mm取D’=160mm查附录

，得D=160mm，v

=12.3m/s，Rm

=13Pa/m二、流速控制计算方法和步骤7计算各管道的总损失

通风摩擦阻力管道水力计算表管段编号流量(m3/h)长度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系数修正后的比摩擦阻力(Pa/m)动压Pd(Pa)局部阻力系数摩擦阻力(Pa)局部阻力(Pa)总阻力(Pa)备注最不利环路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.796642.70.912.46531.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支环路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.1与①平衡71300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7与①+②平衡815001020013.0110.9110101.