風(fēng)路系統(tǒng)水力計(jì)算

1、風(fēng)路系統(tǒng)水力計(jì)算 1水力計(jì)算方法簡述 目前，風(fēng)管常用的的水力計(jì)算方法有壓損平均法、假定流速法、靜壓復(fù)得法等幾種。 Pm為前提 1壓損平均法（又稱等摩阻法）是以單位長度風(fēng)管具有相等的摩擦壓力損失 的，其特點(diǎn)是，將已知總的作用壓力按干管長度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風(fēng) 量和分配到的作用壓力，確定風(fēng)管的尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間壓力損失的平衡進(jìn)行調(diào)整，以保 證各環(huán)路間的壓力損失的差額小于設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定值。這種方法對于系統(tǒng)所用的風(fēng)機(jī)壓頭已 定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M(jìn)行壓力損失平衡時，使用起來比較方便。 2假定流速法 是以風(fēng)管內(nèi)空氣流速作為控制指標(biāo)，這個空氣流速應(yīng)按照噪聲控制、風(fēng)管本身的強(qiáng)度， 并考慮運(yùn)行費(fèi)

2、用等因素來進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量和選定的流速，確定風(fēng)管的斷面尺寸， 進(jìn)而計(jì)算壓力損失，再按各環(huán)路的壓力損失進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到平衡。各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的 相對差額，不宜超過 15%。當(dāng)通過調(diào)整管徑仍無法達(dá)到要求時，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)裝置。 3靜壓復(fù)得法（略，具體詳見實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊之11.6.3） 對于低速機(jī)械送（排）風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的水力計(jì)算，大多采用假定流速法和壓損平 均法；對于高速送風(fēng)系統(tǒng)或變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管的水力計(jì)算宜采用靜壓復(fù)得法。工程上為了 計(jì)算方便，在將管段的沿程（摩擦）阻力損失 Pm和局部阻力損失P這兩項(xiàng)進(jìn)行疊加時, 可歸納為下表的3種方法。 將 Pm與 Pj進(jìn)行疊加時所采用的計(jì)算

3、方法 計(jì)算方法名稱 基本關(guān)系式 備注 管段的全壓損失 V2 . V2/, 用于通風(fēng)、空 P Pm1Pj 1 de 2 2( Pm1 Pj) 調(diào)的送（回） 單位管長壓力損 風(fēng)和排風(fēng)系 失法（比摩阻法） P -一管段全壓損失，Pa; 統(tǒng)的壓力損 失計(jì)算，是最 Pm -一單位管長沿程摩擦阻力， Pa/m 常用的方法 V2 V2 常見用靜壓 le V V 復(fù)得法計(jì)算 de2 2 高速風(fēng)管或 當(dāng)量長度法 低速風(fēng)管系 1 1 e 統(tǒng)的壓力損 風(fēng)管配件的當(dāng)量長度 失。提供各類 常用風(fēng)管配 管段的全壓損失P （| le） PmPa IV2 V2 e-2 直管段的當(dāng)量局部阻力系數(shù) 當(dāng)量局部阻力法 （動壓法） -

4、I d 常見用于計(jì) 算除塵風(fēng)管 系統(tǒng)的壓力 損失，計(jì)算表 中給出長度 管段的全壓損失 e)R Pa l=1m時的d 和動壓值 歡迎下載7 2通風(fēng)、防排煙、空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的空氣流速 2.1通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的空氣流速宜按表2-1采用 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（低速風(fēng)管） 表2-1 風(fēng)管類別 住宅（m/s） 公共建筑（m/s） 干管 3.5 4.5 5.0 6.5 6.0 8.0 支管 3.0 3.0 4.5 5.0 6.5 2 5 3 0 3 5 從支管上接出的風(fēng)管 4.0 6.0 通風(fēng)機(jī)入口 3.5 4.0 4.5 5.0 通風(fēng)機(jī)出口 5.0 8.0 6.5 10 8.5 11.0 注：1表列值的分

5、子為推薦流速，分母為最大流速。 2-2選用 22 有消聲要求的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)，其風(fēng)管內(nèi)的空氣流速宜按表 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（m/s） 表2-2 室內(nèi)允許噪聲級 dB（A） 主管風(fēng)速 支管風(fēng)速 2535 34 2 3550 47 23 注：通風(fēng)機(jī)與消聲裝置之間的風(fēng)管，其風(fēng)速可采用 810m/s。 2.3機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口風(fēng)速宜按表2-3 機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口空氣流速（m/s）表2-3 部件名稱 加熱盤管 1.蒸汽和熱水盤管 2.電加熱器 裸線式 肋片管式 空氣過濾器 1.板式過濾器 1） 2） 粘性慮料 干式帶擴(kuò)展表面， 平板型（粗效） 褶疊式（中效） 高效過濾器（HEPA） 3） 4） 2

6、. 可更換慮料的過濾器 1）卷繞型黏性慮料 2）卷繞型干式慮料 3. 電子空氣過濾器 電離式 暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s） 表2-4 迎面風(fēng)速 部件名稱 迎面風(fēng)速 2.55.0 （最小1.0,最大8.0） 參見生產(chǎn)廠家資料 參見生產(chǎn)廠家資料 冷卻減濕盤管 空氣噴淋室 噴水型 填料型 高速噴水型 冷卻減濕盤管 2.03.0 參見生產(chǎn)廠家資料 參見生產(chǎn)廠家資料 6.09.0 2.03.0 1.04.0 同風(fēng)管風(fēng)速 3.8 1.3 2.5 1.0 0.81.8 部位 新風(fēng)入口 風(fēng)機(jī)出口 空氣流 速 住宅和公共建筑 3.54.5 5.010.5 機(jī)房、庫房 4.55.0 8.014.0 2.4

7、暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計(jì)風(fēng)速，按表 2-4米用。 2.5送風(fēng)口的出口風(fēng)速，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、對噪聲的要求、送風(fēng)口形式及安裝 高度和位置等確定，可參照表2-5及表2-6的數(shù)值。 表2-5 各類送風(fēng)口的出口風(fēng)速 送風(fēng)口形式 場所示例 出口風(fēng)速（m/s） 備注 側(cè)送百葉 公寓、客房、別墅、 會堂、劇場、展廳 2.53.8 送風(fēng)口位置咼、工作 區(qū)允許風(fēng)速高和噪聲 標(biāo)準(zhǔn)低時取較大值 一般辦公室 5.06.0 咼級辦公室 2.54.0 電影院 5.06.0 錄音、廣播至 1.52.5 商店 5.07.5 醫(yī)院病房 2.54.0 條縫風(fēng)口頂送 24 孔板頂送 35 送風(fēng)均勻性要求高或 送熱風(fēng)時，取較大值

8、 噴口 48 空調(diào)區(qū)域內(nèi)噪聲要求 不高時，最大值可取 10m/s 地板下送 4.0 3.04.0 1.52.0 2.55.5 3.0 1.01.5 2.7高速送風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)管內(nèi)的最大允許風(fēng)速，按表2-5采用。 2.8 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)及機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)采用金屬管道時，風(fēng)速不宜大于 20m/s；采用非金屬管道時，風(fēng)速不宜大于 壓送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)口風(fēng)速不宜大于7m/s。 2.9自然通風(fēng)的進(jìn)排風(fēng)口風(fēng)速宜按表2-6采用。自然通風(fēng)的風(fēng)道風(fēng)速宜按表 15m/s；機(jī)械排煙口風(fēng)速不宜大于 10m/s;機(jī)械加 2-7采用。 自然通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口空氣流速（ m/s） 表2-9 風(fēng)量范圍（m3/h） 最大允許

9、風(fēng)速（m/s） 風(fēng)量范圍（m3/h） 最大允許風(fēng)速（m/s） 10000068000 30 2250017000 20.5 6800042500 25 1700010000 17.5 4250022500 22.5 1000050501 15 高速送風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)管內(nèi)的最大允許風(fēng)速 表2-8 部位 進(jìn)風(fēng)百葉 排風(fēng)口 地面出風(fēng)口 頂棚出風(fēng)口 風(fēng)速 0.51.0 0.51.0 0.20.5 0.51.0 自然進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道空氣流速（m/s）表2-10 部位 進(jìn)風(fēng)豎井 水平干管 通風(fēng)豎井 排風(fēng)道 風(fēng)速 1.0-1.2 0.5-1.0 0.5-1.0 1.0-1.5 3風(fēng)管管網(wǎng)總壓力損失的估算法 3.1

10、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的壓力損失（包括摩擦損失和局部阻力損失）應(yīng)通過計(jì)算確定。一 般的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，管網(wǎng)總壓力損失 P（Pa）,可按下式進(jìn)行估算: (3-1) LV 10000m3/h 時, 、加 類型 風(fēng)機(jī)靜壓值（Pa） 送、排風(fēng)系統(tǒng) 小型系統(tǒng) 100-250 一般系統(tǒng) 300-400 空調(diào)系統(tǒng) 小型（空調(diào)面積 300m2以內(nèi)） 400-500 中型（空調(diào)面積2000m2以內(nèi)） 600-750 大型（空調(diào)面積大于 2000m2） 650-1100 高速系統(tǒng)（中型） 1000-1500 高速系統(tǒng)（大型） 1500-2500 表3-1 3.3機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)的總阻力損失應(yīng)包括防煙樓梯間、前室、消防前

11、室、合用前 室、封閉避難層的正壓值。其中防煙樓梯間正壓值為40-50Pa；前室、消防前室、合用前室、 封閉避難層的正壓值為 25-30 Pa。 P Pm l(1 k) 式中Pm 單位長度風(fēng)管沿程壓力損失，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)量 Pm 1-0-1-5 Pa/m ；風(fēng)量10000m3/h時，Pm按照選定的風(fēng)速查風(fēng) 管計(jì)算表確定。 l 風(fēng)管總長度，是指到最遠(yuǎn)送風(fēng)口的送風(fēng)管總長度加上到最遠(yuǎn)回風(fēng)口的回風(fēng) 管總長度，m; k整個管網(wǎng)局部壓力損失與沿程壓力損失的比值。 彎頭、三通等配件較少時，k=1.0-2.0 ; 彎頭、三通等配件較多時，k=3.0-5.0。 3.2.通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)靜壓的估算 送風(fēng)機(jī)的靜壓應(yīng)等于

12、管網(wǎng)的總壓力損失加上空氣通過過濾器、噴水室（或表冷器） 熱器等空氣處理設(shè)備的壓力損失之和，可按表3-1給出的推薦值采用。 推薦的送風(fēng)機(jī)靜壓值 4沿程壓力損失的計(jì)算 4 歡迎下載9 按下式計(jì)算: L=900 n d2V (4-1) 4.1通過公式計(jì)算沿程壓力損失 4.1.1 風(fēng)量 4.1.1.1通過圓形風(fēng)管的風(fēng)量 L (m3/h) 通過圓形風(fēng)管的風(fēng)量 按下式計(jì)算: L=3600abV (4-2) 式中 a，b風(fēng)管斷面的凈寬和凈高, 4.1.2風(fēng)管沿程壓力損失 m。 P 風(fēng)管沿程摩擦損失Pm（Pa），可按下式計(jì)算: Pmpml (4-3) 式中Pm 單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m ； I 風(fēng)管長度

13、， 4.1.3單位管長沿程摩擦阻力 m。 單位管長沿程摩擦阻力Pm，可按下式計(jì)算: Pm V2 (4-4) 式中 摩擦阻力系數(shù); 空氣密度，kg/m3 ； de 風(fēng)管當(dāng)量直徑, m; 對于圓形風(fēng)管: de 式中d風(fēng)管內(nèi)徑， m/s。 V 管內(nèi)風(fēng)速， 4.1.1.2通過矩形風(fēng)管的風(fēng)量 對于非圓形風(fēng)管: de 例如，對于矩形風(fēng)管: 對于扁圓風(fēng)管: de 2ab a b A(B 4F A) (4-5) 通過矩形風(fēng)管的風(fēng)量 L （ m3/h） A 2(B A) 式中 K風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度, m; K 2loF 話) 2.51 (4-6) F 風(fēng)管的凈斷面積， m2; P 風(fēng)管斷面的濕周， m; a

14、矩形風(fēng)管的一邊， m; b 矩形風(fēng)管的另一邊， m A 扁圓風(fēng)管的短軸， m; B 扁圓風(fēng)管的長軸， m。 4.1.4摩擦阻力系數(shù) 摩擦阻力系數(shù)，可按下式計(jì)算: 歡迎下載14 Re 雷諾數(shù): 運(yùn)動粘度, 2 / m /s。 (4-7) Pm（Pa/m），并編 4.2通過查表計(jì)算沿程壓力損失 查表計(jì)算：可以按規(guī)定的制表?xiàng)l件事先算就單位管長沿程摩擦阻力 成表格供隨時查用，當(dāng)已知風(fēng)管的計(jì)算長度為l（m）時，即可使用式（4-3）算出該段風(fēng)管的 沿程壓力損失 Pm（Pa） 了。下面介紹與計(jì)算表有關(guān)的內(nèi)容。 4.2.1制表?xiàng)l件 4.2.1.1風(fēng)管斷面尺寸 (GB 50243-2002)。 風(fēng)管規(guī)格取自國家

15、標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 注：矩形風(fēng)管的長、短邊之比不宜大于4，最大不應(yīng)超過10。 4.2.1.2空氣參數(shù) 3 設(shè)空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即大氣壓力為101.325kPa,溫度為20C，密度 1.2kg /m 運(yùn)動粘度15.06 10 6m2/s。 4.2.1.3風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度 3 以K O.15 10 m作為鋼板風(fēng)管內(nèi)壁絕對粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)。其他風(fēng)管的內(nèi)壁絕對粗糙 度見表4-1。 風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度 4-1 絕對粗糙度K（ mm） 粗糙等級 典型風(fēng)管材料及構(gòu)造 0.03 光滑 潔凈的無涂層碳鋼板；PVC塑料；鋁 0.09 中等光滑 鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長 1200mm 0.15 一

16、般 鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長760mm 0.90 中等粗糙 鍍鋅鋼板螺旋咬口；玻璃鋼風(fēng)管 3.00 粗糙 內(nèi)表面噴涂的玻璃鋼風(fēng)管；金屬軟管；混凝土 4.2.2單位長度沿程壓力損失的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表詳見實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊表 11.2-3。 11.2-2、 4.2.3.標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表的套用 4.2.3.1異形斷面風(fēng)管的套用 非標(biāo)準(zhǔn)斷面的金屬風(fēng)管，使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表的步驟如下： 4.2.3.1.1.算出風(fēng)管的凈斷面積F （ m2）; 4.2.3.1.2根據(jù)風(fēng)管的凈斷面積F和風(fēng)管的計(jì)算風(fēng)量，算出風(fēng)速V （m/s）; 4.2.3.1.3按公式（4-5）求出風(fēng)管當(dāng)量直徑de（ m）； 4.2.3.1.4最后，根據(jù)風(fēng)速

17、V和當(dāng)量直徑de查圓形風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表，得出該非標(biāo)準(zhǔn)斷面風(fēng) 管的單位長度摩擦阻力。 4.2.3.2絕對粗糙度的修正 對于內(nèi)壁的當(dāng)量絕對粗糙度 3 K O.15 10 m的風(fēng)管，其單位長度摩擦阻力值，可以先 風(fēng)速（m/s） 下列絕對粗糙度（mm）時的修正系數(shù) 0.03 0.09 0.15 0.9 3.0 2 0.95 1 1 1.20 1.50 3 0.95 1.25 1.60 4 0.90 1.30 1.70 57 1.35 1.80 812 0.85 1.40 1.85 13 1.45 1.90 1416 0.80 0.90 1.95 查風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表，之后乘以表 表4-2 4-2給出的修正系

18、數(shù)。 絕對粗糙度的修正系數(shù) 4.2.3.3空氣狀態(tài)的修正 當(dāng)風(fēng)管內(nèi)的空氣處于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，風(fēng)管單位長度摩擦阻力實(shí)際值的確定方法是: 先由 計(jì)算表查出的風(fēng)管單位長度摩擦阻力的標(biāo)準(zhǔn)值，然后再乘以 /1-2的修正系數(shù)，其中 3 （kg/m ）為實(shí)際狀態(tài)下的空氣密度，可近似按下式確定: Pb 3.47 273 t (4-8) 式中 Pb實(shí)際大氣壓，kPa; t 風(fēng)管內(nèi)的空氣溫度，C。 5風(fēng)管的局部壓力損失計(jì)算 5.1局部壓力損失 為克服局部阻力而引起的能量損失，成為局部阻力 當(dāng)空氣流經(jīng)風(fēng)管系統(tǒng)的配件及設(shè)備時，由于氣流流動方向的改變，流過斷面的變化和流 量的變化而出現(xiàn)渦流時產(chǎn)生了局部阻力， 損失P （Pa）,并按下式計(jì)算: Pj V2 (5-1) 式中 局部阻力系數(shù); V風(fēng)管內(nèi)部局部壓力損失發(fā)生處的空氣流速, m/s; 空氣密度, kg/m3。 通風(fēng)、空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)中產(chǎn)生局部阻力的配件，主要包括空氣進(jìn)口、彎管、變徑管、三（四） 值是通過實(shí)驗(yàn)確定的。選 2 V2 /2 通管、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和空氣出口等。大多數(shù)配件的局部阻力系數(shù) 用局部阻力系數(shù)計(jì)算局部壓力損失時，必須采用實(shí)驗(yàn)時所對應(yīng)的流速和動壓（ 需要說明的是，局部壓力損失沿著風(fēng)管長度上產(chǎn)生，不能將它從摩擦損失中分離出來。 為了簡化計(jì)算，假定局部壓力損失集中在配件的一個斷面上