第6章 风管设计计算.pptVIP

第6章通风管道的设计计算 本章内容提要及重点 §1 水力计算基础 §2 通风管路水力计算 §3 管道内的压力分布 §4 均匀送风管道设计计算 §5 通风管道设计中的有关问题 第一节 水力计算基础 本节重点： 摩擦阻力与局部阻力的概念 比摩阻的概念与线算图的使用 局部阻力系数的查询 一、摩擦阻力 空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： 摩擦阻力或沿程阻力是风管内空气流动时，由于空气本身的粘性及其与管壁间的摩擦而引起的沿程能量损失。 对圆形风管： 式中　Δ—风管内壁凸起的高度，mm。　　柯式公式不仅适用于紊流过渡区，而且也适用于紊流光滑管区和紊流粗糙管区。　　为了避免繁琐的计算，可根据式(1)和式(2)制成各种表或线解图，教材附录9(P243)就是一种线解图，可用于计算管道通风阻力。 　摩擦阻力系数λ与管内的流态Re和风管管壁的粗糙度Δ/D有关，λ＝f(Re,Δ/D)。　　通风工程中常用柯列布鲁克(Colebrook)公式计算摩擦阻力系数，柯式公式为 通风管道单位长度摩擦阻力线算图 教材P243 流速 管径 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。 1、密度和粘度修正 Pa/m 2、空气温度和大气压力修正 Kt 和 KB 也可直接由图查得。 3、管壁粗糙度的修正 风管材料 粗糙度/mm 薄钢板或镀锌薄钢板 0.15～0.18 塑料板 0.01～0.05 矿渣石膏板 1.0 矿渣混凝土板 1.5 胶合板 1.0 砖砌体 3～6 混凝土 1～3 木板 0.2～1.0 各种材料的粗糙度Δ 当风管管壁的粗糙度Δ≠0.15mm时，可按下式修正。 　　例：有一通风系统，采用薄钢板圆形风管(Δ＝0.15mm)，已知风量L＝3600m3/h(1m3/s)。管径D＝300mm，空气温度t＝30℃，求风管管内空气流速和单位长度摩擦阻力。　　解：查图，得v＝14m/s，Rm0＝7.7Pa/m。　　查图6-2得，Kt＝0.97。　　　　　Rm＝KtRm0＝0.97×7.7＝7.47Pa/m 二、矩形风管的摩擦阻力 附录6是按圆形管道得出的，对于矩形管道需先把矩形断面折算成当量直径。 所谓当量直径，是指与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管的直径，分流速当量直径和流量当量直径。 1.流速当量直径DV 2.流量当量直径DL 注意： 利用当量直径求矩形风管阻力时，要注意其对应关系： 采用流速当量直径时，必须用流速去查比摩阻 采用流量当量直径时，必须用流量去查比摩阻 三.局部阻力 当风流的方向和断面大小发生变化或通过管件设备时，由于在边界急剧改变的区域出现旋涡区和流速的重新分布而产生的阻力称为局部阻力。 当空气流过断面变化的管件(如各种变径管、风管进出口、阀门)、流向变化的管件（弯头）和流量变化的管件(如三通、四通、风管的侧面送、排风门)都会产生局部阻力。 ζ由实验测定，并整理成经验公式，见附录10（P244） 突然扩大 突然缩小 渐扩管 渐缩管 附录10 教材P244 伞形罩 圆形弯头 矩形弯头 附录10 教材P244 合流三通 附录10 教材P244~249 F1+F2F3 F1=F3 α=30° v3F3 v3F3 F1+F2=F3 α=30° F1+F2F3 F1=F3 α=30° 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　　分支管中心夹角α＝30°。求此三通的局部阻力。 解：按附录7(P245)列出的条件，计算下列各值　　　　　L2/L3＝0.78/1.94＝0.4　　　　　F2/F3＝(D2/D3)2＝(250/560)2＝0.2经计算　F1＋F2≈F3　　根据F1＋F2＝F3及L2/L3＝0.4、F2/F3＝0.2查得　　支管局部阻力系数　ζ2＝2.7　　直管局部阻力系数　ζ1＝－0.73支管的局部阻力 Pa 　　直管的局部阻力 Pa 为什么局部阻力系数会出现负值？ 两股气流在汇合过程中的能量损失一般是不相同的，它们的局部阻力应分别计算，对应有两个阻力系数。 　　当合流三通内直管的气流速度大于支管的气流速度时，直管会引射支管气流，