風管水力計算使用說明

1、目錄目錄1第 1 章風管水力計算使用說明21.1功能簡介21.2使用說明31.3注意8第 2 章分段靜壓復(fù)得法92.1傳統(tǒng)分段靜壓復(fù)得法的缺陷92.2分段靜壓復(fù)得法的特點102.3分段靜壓復(fù)得法程序計算步驟112.4分段靜壓復(fù)得法程序計算例題11第 1 章 風管水力計算使用說明1.1 功能簡介命令名稱：FGJS功能：風管水力計算命令交互：單擊【單線風管】【水力計算】，彈出【風管水力計算】對話框，如圖11所示： 圖11 風管水力計算對話框如果主管固定高度值大于0，程序會調(diào)整風系統(tǒng)中最長環(huán)路的管徑的高度為設(shè)置值。如果支管固定高度值大于0，程序會調(diào)整風系統(tǒng)中除開最長環(huán)路管段外的所有管段的管徑的高度為

2、設(shè)置值?？刂谱畈焕h(huán)路的壓力損失的最大值,如果程序算出的最不利環(huán)路的阻力損失大于端口余壓，程序會提醒用戶。當用戶需要從圖面上提取數(shù)據(jù)時，點取搜索分支按鈕，根據(jù)程序提示選取單線風管。當成功搜索出圖面管道系統(tǒng)后，最長環(huán)路按鈕可用，單擊可以得到最長的管段組。計算方法程序提供的三種計算方法，靜壓復(fù)得法、阻力平衡法、假定流速法，可以改變當前的選項卡，就會改變下一步計算所用的方法，而且在標題欄上會有相應(yīng)的提示。計算結(jié)果顯示包含搜索分支里面選取的管段的一條回路的各個管段數(shù)據(jù)。1.2 使用說明1. 從圖面上提取數(shù)據(jù)單擊按鈕ESC返回 / 請選擇要計算的單線風管或雙線風管中線的遠端: 選取合適的單線風管或者雙線

3、風管中線以后，程序返回到主界面。2. 從文件中提取數(shù)據(jù)（如果是從圖面上提取數(shù)據(jù)則這步可以跳過）單擊按鈕從打開文件對話框從選取要計算的文件，確定即可。3. 選擇要計算的方法，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)靜壓復(fù)得法：是最不利環(huán)路最末端的分支管（不是從最后一根支管）的風速。假定末端支管風速。系統(tǒng)計算過程中，為了達到系統(tǒng)最優(yōu)的平衡性能，需要迭代計算的次數(shù)。阻力平衡法：最不利環(huán)路的末端管段的出口風速。4. 可選管徑規(guī)格圖12 可選管徑規(guī)格對話框程序進行計算時，可以根據(jù)用戶的設(shè)置，在可選管徑規(guī)格列表中選取合適的管徑組合，當用戶選擇標準模式是，規(guī)格列表不允許進行修改，當選取自定義模式時，可以根據(jù)用戶的需要進行規(guī)格列表擴

4、充、修改、刪除。5. 如果需要更為詳細的設(shè)置，可以單擊設(shè)置按鈕，將會出現(xiàn)如下對話框圖13 參數(shù)設(shè)置對話框下面說明幾個關(guān)鍵的參數(shù)：在用阻力平衡法進行初算后如果發(fā)現(xiàn)比摩阻偏小，可以適當?shù)脑龃箫L管的最大風速，再進行初算，直到滿意為止。將計算后的局阻和沿程阻力乘以相對應(yīng)的這兩個系數(shù)，可以作為一個安全系數(shù)來用。6. 基本參數(shù)設(shè)置完后，可以輸入每段管段的局阻了，雙擊計算結(jié)果列表框，會出現(xiàn)如下對話框圖14 風管數(shù)據(jù)對話框在這里可以改變當前選擇的管段（標題欄可以看見用戶選擇的管段）的一些參數(shù)，可以改變管段的長度，風管的尺寸（直徑或者高寬）的設(shè)置，對于初算是無效的，當進行復(fù)算時可以根據(jù)初算的結(jié)果進行調(diào)整。在進行

5、初算之前，添加該段管段的風閥管件的局阻系數(shù)，在該列表框中可以單擊鼠標右鍵，會有菜單選項，用戶可以根據(jù)實際情況進行相應(yīng)的操作。7. 初算進行完后，如果用戶對于算出來的管徑（或者高寬）不滿意，可以手動輸入值，然后進行復(fù)算，復(fù)算是程序只是根據(jù)每段管段的所設(shè)定的值，進行校核計算（相對于初算，初算是設(shè)計計算）,并不進行管段尺寸的選擇計算。8. 如果您對計算的結(jié)果滿意以后，就可以出EXCEL計算書了，單擊EXCEL按鈕，程序會自動啟動EXCEL（保證機器上要裝有EXCEL），用戶需要自行進行計算書的保存工作。9. 計算完后，如果您想將計算結(jié)果標注在圖面上，可以單擊標注按鈕，如果沒有保存當前工作，程序會給予

6、提醒，程序退出后，會自動調(diào)用標注命令進行標注。10. 您還可以從幫助中得到一些有用并且關(guān)鍵的提示（每一種方法對應(yīng)一個幫助）：圖15 幫助對話框11. 在進行的過程中單擊保存按鈕可以隨時保存。1.3 注意利用該程序可以較好的進行風管的設(shè)計型計算和校核型計算，對于風管管段尺寸的選擇也比較合理，即使個別偏差較大的管段，用戶也可以進行手動的校正，解決的在風管水力計算過程中計算煩瑣，計算量大的問題。第 2 章 分段靜壓復(fù)得法2.1 傳統(tǒng)分段靜壓復(fù)得法的缺陷所謂靜壓復(fù)得法，如圖2-1所示，其目的是:通過改變下游處風管的截面積,使風管三通處的靜壓相等。根據(jù)伯努利方程，可以得到式（1）這樣的表示式圖21 靜壓

7、復(fù)得計算法原理示意圖 （1）靜壓復(fù)得計算法實際上就是如何利用式(1) 確定風道的速度,從而確定風道尺寸，原理簡單明了，通俗易懂。但是，靜壓復(fù)得法有幾個特點一直未能引起國內(nèi)外技術(shù)界的關(guān)注，因此直接影響到這種計算方法使用的效果。問題一是：由式（1）可以看出兩個不同的風管的斷面之間的空氣阻力愈大，兩個不同的風管的斷面的風速變化也愈大。如圖2所示，如果風道計算從風口后面的風道斷面開始（風口和風閥的阻力不能含在管段阻力中），由于管段和管段均存在三通的旁通阻力，因此管段和，管段和之間的風速就存在明顯差別。假設(shè)每個風口的風量均為1000m3/h，風道長度均為5m，計算結(jié)果表明，各段風速分別為：1、2.64、

8、3.03、7.75m/s。因此為了控制主風道初始段的風速在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)（噪聲限制），最不利環(huán)路末端的風速將很低。這個現(xiàn)象也就解釋了為什么一直有人認為靜壓復(fù)得法只適合高速風道的緣故。圖22靜壓復(fù)得法問題之一問題二是：采用靜壓復(fù)得計算法設(shè)計的風道,當動壓差小于全壓損失時,斷面逐漸增加的風道從某一管段開始會出現(xiàn)反常的斷面縮小的現(xiàn)象問題三是：由于利用式(1) 進行計算時是先假設(shè)速度v2,然后再求速度v1,但計算1 - 1 和2 - 2斷面之間的全壓損失時,需要使用被求的速度值v1,因此必須同時假設(shè)一個v1，通過反復(fù)試算，直到式（1）成立，因此在計算相當麻煩。靜壓復(fù)得法用于手算是不合理的。如果為了簡

9、化計算過程，人為引進靜壓復(fù)得系數(shù)就更加不合理了。2.2 分段靜壓復(fù)得法的特點Ø 最不利環(huán)路起始計算管段的設(shè)定：最不利環(huán)路不是從最末端的分支管開始，而是從最不利環(huán)路最后一根支管開始，到風機出口為止，即把最末端的分支管從靜壓復(fù)得算法中去除，明顯縮小了風道的尺寸。Ø 局部阻力的計算：分段靜壓復(fù)得計算過程中對彎頭、三通、四通的局部阻力計算，采用了新的擬合公式，計算結(jié)果更加準確，但是由于計算過程中需要不斷迭代計算，所有采用程序計算能減少不少工作量。Ø 風系統(tǒng)平衡性能：采用改進的靜壓復(fù)得計算法可以獲得極佳的風道平衡率，通過反復(fù)計算可以使得在一個管路布置良好的風系統(tǒng)中，所有的風

10、道支管的不平衡率趨于零。2.3 分段靜壓復(fù)得法程序計算步驟l 繪制風管單線或雙線平面圖；l 從平面圖上提取枝狀風系統(tǒng)風道數(shù)據(jù)，并建立與之對應(yīng)的枝狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；l 對于不同的風系統(tǒng)，計算開始之前程序無法準確的判斷出最不利環(huán)路，最初假設(shè)最長環(huán)路為最不利環(huán)路進行計算；l 對于最不利環(huán)路的計算，是從最末端的分支管開始計算（不是從最后一根支管開始），根據(jù)假定的干管末端風速，利用靜壓復(fù)得原理（上游管段與下游管段的動壓損失上游管段和下游管段的全壓損失），逐步計算出最不利環(huán)路的其他管道管徑；l 確定最不利環(huán)路管徑后，循環(huán)對所有最不利環(huán)路上的分支管路進行計算；l 分支管路的計算，根據(jù)最不利環(huán)路的計算結(jié)果，可以確定

11、分支管路的資用壓力，根據(jù)資用壓力，逐步調(diào)整分支管路的各段管徑，使得分支管路的阻力損失最接近資用壓力，這樣就使得分支環(huán)路的不平衡率達到最優(yōu)狀態(tài)；l 如果分支管路上還有分支管路，可以按照上述步驟遞歸計算確定；l 對所有分支管路計算完成以后，整個系統(tǒng)的管路就初步確定了，因為之前是假設(shè)的最長環(huán)路為最不利環(huán)路進行計算的，管路初步確定以后，系統(tǒng)真正的最不利環(huán)路也就可以確定了，所以為了使整個系統(tǒng)達到更好的平衡性能，根據(jù)設(shè)置的系統(tǒng)平衡迭代次數(shù)重復(fù)對整個系統(tǒng)重新確定管徑；l 程序確定管徑以后，系統(tǒng)的不平衡率已經(jīng)進行過優(yōu)化，用戶還可以進行人工干預(yù)，可以手工改變某些管段管徑，進行復(fù)算，可以手工干預(yù)系統(tǒng)的平衡性能；l

12、 系統(tǒng)計算完成后，可以生成水力計算Excel計算書，后續(xù)還可以自動進行風管單線變雙線和材料統(tǒng)計的操作。2.4 分段靜壓復(fù)得法程序計算例題風口風量均為500m3/h，總風量為15000m3/h。圖23風管單線平面圖 進行圖面數(shù)據(jù)提取操作，提取后的結(jié)果入下圖：圖24從圖面提取的風管數(shù)據(jù) 設(shè)定計算參數(shù)：圖25靜壓復(fù)得法參數(shù)設(shè)置1. 先假設(shè)干管末端出口風速為5m/s，出口風速為3m/s，系統(tǒng)平衡計算迭代次數(shù)為1。經(jīng)過計算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 2 3 4 37 42 環(huán)路的阻力損失：167.36Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22 環(huán)路的阻力損失：146.43Pa 不平衡率

13、為：(167.36-146.43)/167.36=0.13圖26靜壓復(fù)得法計算結(jié)果2. 我們再增加系統(tǒng)平衡迭代次數(shù)參數(shù)為5次，其他假設(shè)條件不變：經(jīng)過計算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 10 11 17環(huán)路的阻力損失：126.41Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22環(huán)路的阻力損失：117.75Pa 不平衡率為：(126.41-117.75)/ 126.41=0.07這樣系統(tǒng)就達到較好的平衡性能。圖27靜壓復(fù)得法計算結(jié)果3. 為了使風系統(tǒng)管道更加美觀，可以假定主管和支管的固定高度，假定主管固定高度為320，支管固定高度為250，在這種假設(shè)情況下，系統(tǒng)不平衡性能要做出一些犧牲。圖28靜壓復(fù)得法計算結(jié)果經(jīng)過計算后，系統(tǒng)最不利環(huán)路為：0 1 2 3 4 37 42環(huán)路的阻力損失：173.68Pa系統(tǒng)最不平衡環(huán)路為：0 1 2 19 20 21 22環(huán)路的阻力損失：151.39Pa 不平衡率為：(173.68-151.