第二章 空氣流動(dòng)基本理論

1、Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院1 1第二章第二章 空氣流動(dòng)空氣流動(dòng) 基本理論基本理論Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院2本章主要內(nèi)容框架：本章主要內(nèi)容框架：風(fēng)壓計(jì)算及測(cè)試風(fēng)壓計(jì)算及測(cè)試通風(fēng)基通風(fēng)基礎(chǔ)理論礎(chǔ)理論干濕空氣密度計(jì)算干濕空氣密度計(jì)算連續(xù)方程及風(fēng)速測(cè)定連續(xù)方程及風(fēng)速測(cè)定能量方程及應(yīng)用能量方程及應(yīng)用通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院3 通風(fēng)基礎(chǔ)理論通風(fēng)基礎(chǔ)理論本部分主要討論以下問(wèn)題：本部分主要討論以下問(wèn)題：1、干、濕空氣密度的計(jì)算；、干、濕空氣密

2、度的計(jì)算；2、風(fēng)壓、風(fēng)壓(靜壓、動(dòng)壓和全壓靜壓、動(dòng)壓和全壓)的計(jì)算及測(cè)定；的計(jì)算及測(cè)定；3、通風(fēng)連續(xù)方程及其應(yīng)用；、通風(fēng)連續(xù)方程及其應(yīng)用；4、通風(fēng)風(fēng)流型式、風(fēng)流結(jié)構(gòu)及風(fēng)速分布與風(fēng)速測(cè)定；、通風(fēng)風(fēng)流型式、風(fēng)流結(jié)構(gòu)及風(fēng)速分布與風(fēng)速測(cè)定； 5、通風(fēng)能量方程及其應(yīng)用；、通風(fēng)能量方程及其應(yīng)用； 6、（通風(fēng)阻力及其計(jì)算）。、（通風(fēng)阻力及其計(jì)算）。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院4第二章第二章 空氣流動(dòng)基礎(chǔ)理論空氣流動(dòng)基礎(chǔ)理論2.1 通風(fēng)空氣參數(shù)通風(fēng)空氣參數(shù)2.2 風(fēng)流流動(dòng)特性風(fēng)流流動(dòng)特性2.3 空氣流動(dòng)過(guò)程的基本方程空氣流動(dòng)過(guò)程的基本方程2.4 風(fēng)流參數(shù)的測(cè)定風(fēng)流參

3、數(shù)的測(cè)定2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院5一、干、濕空氣密度的計(jì)算一、干、濕空氣密度的計(jì)算密度定義式：?jiǎn)挝惑w積空氣所具有的質(zhì)量。密度定義式：?jiǎn)挝惑w積空氣所具有的質(zhì)量。kg/m3 ， 用符號(hào)用符號(hào)表示：表示：式中式中 M空氣的質(zhì)量，空氣的質(zhì)量，kg； V空氣的體積，空氣的體積，m3?？諝饷芏入S空氣壓力、溫度及濕度而變化?？諝饷芏入S空氣壓力、溫度及濕度而變化。實(shí)際空氣密度計(jì)算式由氣態(tài)方程求得。實(shí)際空氣密度計(jì)算式由氣態(tài)方程求得。VM2.1 通風(fēng)空氣參數(shù)通風(fēng)空氣參數(shù)Anhui University of Technology建

4、筑工程學(xué)院6一、干、濕空氣密度的計(jì)算一、干、濕空氣密度的計(jì)算氣態(tài)方程：氣態(tài)方程：式中：式中：干空氣實(shí)際密度，干空氣實(shí)際密度，kg/m3； 0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干空氣的密度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干空氣的密度，kg/m3； P、P0分別為實(shí)際狀態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣分別為實(shí)際狀態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣 壓力，千帕（壓力，千帕（kpa）；）； T、T0分別為實(shí)際狀態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的分別為實(shí)際狀態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的熱力學(xué)溫度，熱力學(xué)溫度，K。TPPT000Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院7 一、干、濕空氣密度的計(jì)算一、干、濕空氣密度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：T0=273K，P0=101.

5、3kPa,干空干空氣密度氣密度0=1.293 kg/m3。干空氣密度計(jì)算干空氣密度計(jì)算式式：！注意！注意！式中式中P為空氣的絕對(duì)壓力，單位為為空氣的絕對(duì)壓力，單位為kPa；T為空氣的熱力學(xué)溫度（為空氣的熱力學(xué)溫度（K），），T=273+t, t為空氣的攝氏溫度（為空氣的攝氏溫度（）。）。 TP48. 3Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院8一、干、濕空氣密度的計(jì)算一、干、濕空氣密度的計(jì)算濕空氣濕空氣：濕空氣壓力等于干空氣分壓與水蒸：濕空氣壓力等于干空氣分壓與水蒸汽分壓之和。汽分壓之和。 干空氣干空氣 P水蒸汽水蒸汽干空氣干空氣 濕空氣濕空氣 P干空氣干空氣

6、PdPs道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律: P=Pd+Ps , Ps=PbAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院9一、干、濕空氣密度的計(jì)算一、干、濕空氣密度的計(jì)算根據(jù)道爾頓分壓定律即可推導(dǎo)出濕空氣密度計(jì)算根據(jù)道爾頓分壓定律即可推導(dǎo)出濕空氣密度計(jì)算式：式：式中：式中： w 濕空氣密度濕空氣密度, kg/m3； 空氣相對(duì)濕度，空氣相對(duì)濕度，%； Pb飽和水蒸汽壓力，飽和水蒸汽壓力，kPa)378. 01 (48. 3PPTPbwAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院10二、空氣壓力二、空氣壓力靜壓靜壓風(fēng)壓風(fēng)壓：通風(fēng)中空氣壓力也叫風(fēng)流壓

7、力（簡(jiǎn)稱為風(fēng)壓：通風(fēng)中空氣壓力也叫風(fēng)流壓力（簡(jiǎn)稱為風(fēng)壓），它是表示運(yùn)動(dòng)空氣所具有的能量），它是表示運(yùn)動(dòng)空氣所具有的能量, 它包括靜壓它包括靜壓、動(dòng)壓和全壓。、動(dòng)壓和全壓。靜壓靜壓：氣體分子對(duì)容器壁所施加的壓力。：氣體分子對(duì)容器壁所施加的壓力?；拘再|(zhì)基本性質(zhì)：靜壓總是垂直并指向作用面；靜壓各向：靜壓總是垂直并指向作用面；靜壓各向同值。同值。表示形式表示形式：絕對(duì)靜壓絕對(duì)靜壓以絕對(duì)零壓作為基準(zhǔn)的靜壓以絕對(duì)零壓作為基準(zhǔn)的靜壓, 用用Pk表示；表示；相對(duì)靜壓相對(duì)靜壓以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)的靜以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)的靜壓壓, 用用Pr表示表示。 Anhui University of Technology

8、建筑工程學(xué)院11二、空氣壓力二、空氣壓力靜壓靜壓絕對(duì)靜壓和相對(duì)靜壓的關(guān)系：絕對(duì)靜壓和相對(duì)靜壓的關(guān)系：關(guān)系式關(guān)系式: : r r = = k k - -0 0 絕對(duì)真空絕對(duì)真空當(dāng)?shù)卮髿鈮寒?dāng)?shù)卮髿鈮篜k kPr rP0 0Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院12二、二、空氣壓力空氣壓力靜壓靜壓不同標(biāo)高靜壓計(jì)算不同標(biāo)高靜壓計(jì)算：流體力學(xué)歐拉方程流體力學(xué)歐拉方程: dp =g dz 積分即得靜壓計(jì)算式積分即得靜壓計(jì)算式： P =P0 -g z 式中式中z相對(duì)于基準(zhǔn)的高度相對(duì)于基準(zhǔn)的高度, m； p0z = 0基準(zhǔn)處的空氣靜壓基準(zhǔn)處的空氣靜壓,Pa( N/m2)； p

9、 高度為高度為z處的空氣靜壓，處的空氣靜壓，Pa(N/m2)； 空氣密度，空氣密度，kg/m3 ； g重力加速度，重力加速度，m/s2。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院13二、二、空氣壓力空氣壓力靜壓靜壓 可壓縮空氣可壓縮空氣：近似按等溫過(guò)程處理，即多變：近似按等溫過(guò)程處理，即多變指數(shù)指數(shù)n=1，由氣態(tài)方程（，由氣態(tài)方程（P=RT）和歐拉方）和歐拉方程得：程得：式中式中 T空氣的熱力學(xué)溫度，空氣的熱力學(xué)溫度，K； R空氣的氣體常數(shù)，空氣的氣體常數(shù)，R=287J/kgK。 簡(jiǎn)化計(jì)算式：展開(kāi)成級(jí)數(shù)，略去高階小項(xiàng)。簡(jiǎn)化計(jì)算式：展開(kāi)成級(jí)數(shù)，略去高階小項(xiàng)。RTgz

10、ePP0)1(0RTgzPPAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院14二、二、空氣壓力空氣壓力動(dòng)壓，全壓動(dòng)壓，全壓動(dòng)壓：動(dòng)壓：動(dòng)壓動(dòng)壓?jiǎn)挝惑w積風(fēng)流運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。它恒為正，單位體積風(fēng)流運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。它恒為正，具有方向性，它的方向就是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的方向。單位具有方向性，它的方向就是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的方向。單位體積空氣的質(zhì)量為體積空氣的質(zhì)量為 （kg/mkg/m3 3），風(fēng)流速度為），風(fēng)流速度為(m/s)(m/s)，由動(dòng)能公式即得風(fēng)流動(dòng)壓，由動(dòng)能公式即得風(fēng)流動(dòng)壓Hu(Pa)Hu(Pa)計(jì)算式：計(jì)算式： Hu =Hu =2 2/ 2 / 2 全壓：全壓： 全壓全壓PtPt

11、等于靜壓等于靜壓PsPs與動(dòng)壓與動(dòng)壓HuHu之和，即之和，即 Pt = Ps + HuPt = Ps + Hu Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院15二、空氣壓力二、空氣壓力動(dòng)壓、靜壓、全壓關(guān)系動(dòng)壓、靜壓、全壓關(guān)系A(chǔ)nhui University of Technology建筑工程學(xué)院16 二、空氣壓力二、空氣壓力動(dòng)壓、靜壓、全壓關(guān)系動(dòng)壓、靜壓、全壓關(guān)系A(chǔ)nhui University of Technology建筑工程學(xué)院17二、空氣壓力二、空氣壓力單位單位空氣壓力的國(guó)際單位為帕（空氣壓力的國(guó)際單位為帕（Pa）、牛頓）、牛頓/米米2（N/m2）。）。1P

12、a=1 N/m2。我國(guó)法定計(jì)量單。我國(guó)法定計(jì)量單位制規(guī)定，空氣壓力（壓強(qiáng)）的單位為帕。位制規(guī)定，空氣壓力（壓強(qiáng)）的單位為帕。帕（帕（Pa）單位比較小，還可用百帕（）單位比較小，還可用百帕（hPa）、）、千帕（千帕（kPa）表示）表示 1hPa=100Pa；1kPa=1000Pa。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院18二、空氣壓力二、空氣壓力測(cè)定測(cè)定分為：分為：空氣絕對(duì)壓力測(cè)定空氣絕對(duì)壓力測(cè)定空氣相對(duì)壓力測(cè)定空氣相對(duì)壓力測(cè)定Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院19三、粘三、粘 度度粘度粘度：表示空氣粘性大小的指標(biāo)，分為動(dòng)力

13、粘度和運(yùn)：表示空氣粘性大小的指標(biāo)，分為動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度。動(dòng)粘度。動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度：一般用：一般用 表示表示, , 其單位為其單位為NS/mNS/m2 2 (Pas), (Pas), 受氣溫影響受氣溫影響, , 與壓力無(wú)關(guān)。與壓力無(wú)關(guān)。運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度：一般用：一般用 表示，其單位為表示，其單位為mm2 2 /s /s，受溫度，受溫度和壓力影響。和壓力影響。 與與 之間的關(guān)系之間的關(guān)系：=/=/，其中，其中 為空氣的密度（為空氣的密度（kg/mkg/m3 3）。計(jì)算中）。計(jì)算中, , 和和 可直接通過(guò)查表獲得?？芍苯油ㄟ^(guò)查表獲得。Anhui University of Technology建筑

14、工程學(xué)院20流態(tài)判據(jù)流態(tài)判據(jù)：雷諾數(shù)：雷諾數(shù)Re，當(dāng)，當(dāng)Re2300時(shí)為紊流，反之為時(shí)為紊流，反之為層流。層流。Re值計(jì)算式：值計(jì)算式：m流道流體平均速度，流道流體平均速度，m/s; 空氣運(yùn)動(dòng)粘度，空氣運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s; D流道直徑，流道直徑，m。非圓流道非圓流道：用等效直徑：用等效直徑 De=4S/Px 取代直徑取代直徑D 。其中。其中S為流道的斷面積（為流道的斷面積（m2），），Px為流道斷面周長(zhǎng)（為流道斷面周長(zhǎng)（m）。）。一、一、 風(fēng)流流態(tài)風(fēng)流流態(tài)meUDR2.2 風(fēng)流流動(dòng)特性風(fēng)流流動(dòng)特性Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院21二、風(fēng)流型式及風(fēng)速二、

15、風(fēng)流型式及風(fēng)速管道的體積風(fēng)量管道的體積風(fēng)量： Q=s ui ds ui管管道橫斷面上任一點(diǎn)的風(fēng)速，道橫斷面上任一點(diǎn)的風(fēng)速，m/s; S管管道橫斷面積，道橫斷面積，m2;Q管管道橫斷面上通過(guò)的體積風(fēng)量，道橫斷面上通過(guò)的體積風(fēng)量，m3/s。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院22二、風(fēng)流型式及風(fēng)速二、風(fēng)流型式及風(fēng)速射流射流分為自由射流和有限射流分為自由射流和有限射流Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院23二、風(fēng)流型式及風(fēng)速二、風(fēng)流型式及風(fēng)速射流射流自由射流風(fēng)流結(jié)構(gòu)主要參數(shù)自由射流風(fēng)流結(jié)構(gòu)主要參數(shù): 擴(kuò)張角擴(kuò)張角和射流邊界層和射

16、流邊界層寬度寬度R, 它們的計(jì)算式為它們的計(jì)算式為: tg(/2)=3.4a R = X tg(/2) = 3.4 a X a射流風(fēng)流結(jié)構(gòu)系數(shù)射流風(fēng)流結(jié)構(gòu)系數(shù), 圓管圓管a = 0.060.08 ;X離射流極點(diǎn)的距離。離射流極點(diǎn)的距離。射流體風(fēng)速分布：射流體風(fēng)速分布：un射流體軸線的風(fēng)速，射流體軸線的風(fēng)速，m/s;ur射流體內(nèi)距軸線射流體內(nèi)距軸線r距離處的風(fēng)速距離處的風(fēng)速,m/s。25 . 1)/(1 RruunrAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院24二、風(fēng)流型式及風(fēng)速二、風(fēng)流型式及風(fēng)速匯流匯流分自由匯流分自由匯流(如空間點(diǎn)匯如空間點(diǎn)匯)和有限匯流和有限匯

17、流(如實(shí)際風(fēng)管、吸如實(shí)際風(fēng)管、吸氣罩入口的匯流氣罩入口的匯流)?？臻g點(diǎn)匯風(fēng)速計(jì)算：?？臻g點(diǎn)匯風(fēng)速計(jì)算：Q匯流體積風(fēng)量，匯流體積風(fēng)量，m3/s； r距點(diǎn)匯的距離，距點(diǎn)匯的距離，m；rr點(diǎn)處的風(fēng)速，點(diǎn)處的風(fēng)速，m/s。風(fēng)速與距離風(fēng)速與距離r的平方成反比的平方成反比, 即距離增大即距離增大, 風(fēng)速急劇降風(fēng)速急劇降低。低。24rQurrAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院25一、連續(xù)方程計(jì)算一、連續(xù)方程計(jì)算 流體力學(xué)連續(xù)方程流體力學(xué)連續(xù)方程: 一維流道：一維流道： s u ds = 常數(shù)常數(shù) 穩(wěn)定一維流動(dòng)，流經(jīng)流道各斷面的空氣質(zhì)量穩(wěn)定一維流動(dòng)，流經(jīng)流道各斷面的空氣質(zhì)

18、量相等。相等。平均速度平均速度Um： 0)(udivtSdsUsm2.3 空氣流動(dòng)過(guò)程的基本方程空氣流動(dòng)過(guò)程的基本方程Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院26 一、連續(xù)方程計(jì)算一、連續(xù)方程計(jì)算一維流道風(fēng)流質(zhì)量連續(xù)方程一維流道風(fēng)流質(zhì)量連續(xù)方程： UmUm1 1S S1 1 1 1=Um=Um2 2S S2 2 2 2 式中：式中： UmUm1 1、UmUm2 2流道流道1 1、2 2斷面的平均風(fēng)速斷面的平均風(fēng)速，m/sm/s； S S1 1、S S2 2流道流道1 1、2 2斷面的斷面積，斷面的斷面積，mm2 2； 1 1、 2 2流道流道1 1、2 2斷面的

19、空氣密度，斷面的空氣密度，kg/mkg/m3 3。等密度等密度：即即 1 1=2 2時(shí)：時(shí)： UmUm1 1S S1 1 = Um= Um2 2S S2 2 Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院27一、連續(xù)方程計(jì)算一、連續(xù)方程計(jì)算多支管道連續(xù)方程：多支管道連續(xù)方程：節(jié)點(diǎn)分析法原理：流入、流出節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量流量的代節(jié)點(diǎn)分析法原理：流入、流出節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量流量的代數(shù)和為零。數(shù)和為零。 式中下標(biāo)式中下標(biāo)i表示節(jié)點(diǎn)處的第表示節(jié)點(diǎn)處的第i分支；分支；n表示節(jié)點(diǎn)處總的分支數(shù)；表示節(jié)點(diǎn)處總的分支數(shù)；“”表示風(fēng)流的流動(dòng)方向。表示風(fēng)流的流動(dòng)方向。01inimiSUAnhui Univ

20、ersity of Technology建筑工程學(xué)院28二、能量方程二、能量方程能量方程是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)中能量守恒的數(shù)學(xué)表達(dá)式。能量方程是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)中能量守恒的數(shù)學(xué)表達(dá)式。流體運(yùn)動(dòng)所具有的能量包括流體運(yùn)動(dòng)所具有的能量包括內(nèi)能內(nèi)能U U和和機(jī)械能機(jī)械能E E，而機(jī)械，而機(jī)械能包括流體的靜壓能能包括流體的靜壓能P P，動(dòng)壓能，動(dòng)壓能2 2/2/2和位勢(shì)能和位勢(shì)能ZgZg，即，即E = P + Zg +E = P + Zg +2 2/2 /2 如圖所示的流體微束，流體從斷面如圖所示的流體微束，流體從斷面1 1運(yùn)動(dòng)到斷面運(yùn)動(dòng)到斷面2 2的過(guò)的過(guò)程，由于與外界發(fā)生熱交換及對(duì)外界做功，其能量程，由于與外界發(fā)生熱交

21、換及對(duì)外界做功，其能量就要發(fā)生變化。就要發(fā)生變化。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院29二、能量方程二、能量方程Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院30二、能量方程二、能量方程根據(jù)熱力學(xué)第一定律有根據(jù)熱力學(xué)第一定律有（U1 + E1U1 + E1）- -（U2 + E2U2 + E2）= q + h = q + h 式中：式中：U1、U2分別為斷面分別為斷面1、2流體的內(nèi)能；流體的內(nèi)能；E1、E2分別為斷面分別為斷面l、2流體的機(jī)械能；流體的機(jī)械能；q流體與外界交換的熱量；流體與外界交換的熱量；h流體對(duì)外界所做的功。流體

22、對(duì)外界所做的功。對(duì)于絕熱過(guò)程對(duì)于絕熱過(guò)程q = 0；對(duì)于等溫過(guò)程；對(duì)于等溫過(guò)程U1=U2。則不可壓縮流。則不可壓縮流體絕熱、等溫的穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的能量方程為：體絕熱、等溫的穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的能量方程為：12222221112P2P hvgZvgZAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院31二、能量方程應(yīng)用二、能量方程應(yīng)用有風(fēng)機(jī)能量方程：有風(fēng)機(jī)能量方程： 水平管道，進(jìn)口與出口均為大氣壓時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)水平管道，進(jìn)口與出口均為大氣壓時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓壓H與風(fēng)流阻力與風(fēng)流阻力h12之間的計(jì)算式：之間的計(jì)算式： H = 2 2/2 + h12 12222221112P2P hvgZHvg

23、ZAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院32 一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定絕對(duì)壓力：絕對(duì)壓力：水銀氣壓計(jì)水銀氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)水銀氣壓計(jì)水銀氣壓計(jì)2.4 風(fēng)流參數(shù)的測(cè)定風(fēng)流參數(shù)的測(cè)定Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院33一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定水銀氣壓計(jì)水銀氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院34一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定空盒氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院35一、空氣壓力一、空氣

24、壓力測(cè)定測(cè)定相對(duì)壓力測(cè)定方法：相對(duì)壓力測(cè)定方法：U U型壓力計(jì)型壓力計(jì)傾斜壓力計(jì)傾斜壓力計(jì)補(bǔ)償微壓計(jì)補(bǔ)償微壓計(jì)壓力傳感器型直讀壓力計(jì)壓力傳感器型直讀壓力計(jì)Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院36一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定U U型壓力計(jì)型壓力計(jì)Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院37一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定 原原 理理P=gP=g（h1+ h2h1+ h2） =g=g（1+ F2/F11+ F2/F1）h2h2 =g =g（1+ F2/F11+ F2/F1）LsinLsin =KgL =KgL K K儀器校正系

25、數(shù)；儀器校正系數(shù)；uLL傾斜管的始末讀數(shù)差，傾斜管的始末讀數(shù)差，mmmm；u液體的密度，液體的密度，kg/m3kg/m3Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院38一、空氣壓力一、空氣壓力測(cè)定測(cè)定補(bǔ)償式微壓計(jì)補(bǔ)償式微壓計(jì)Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院39二、風(fēng)速測(cè)定方法二、風(fēng)速測(cè)定方法Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院40PIVAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院41二、風(fēng)速測(cè)定方法二、風(fēng)速測(cè)定方法機(jī)械風(fēng)表機(jī)械風(fēng)表類型：杯式和翼式兩種。類型：杯式和

26、翼式兩種。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院42二、風(fēng)速測(cè)定方法二、風(fēng)速測(cè)定方法機(jī)械風(fēng)表機(jī)械風(fēng)表輕便型磁感風(fēng)向風(fēng)速表 數(shù)字風(fēng)速表數(shù)字風(fēng)速表 Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院43二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定機(jī)械風(fēng)表機(jī)械風(fēng)表杯式：用于杯式：用于10m/s10m/s的高風(fēng)速測(cè)定；的高風(fēng)速測(cè)定；翼式：用于翼式：用于0.10.110m/s10m/s的中等風(fēng)速測(cè)定，高敏度翼的中等風(fēng)速測(cè)定，高敏度翼式風(fēng)表可測(cè)定式風(fēng)表可測(cè)定0.10.10.5m/s0.5m/s的低風(fēng)速。的低風(fēng)速。測(cè)定計(jì)算：風(fēng)表指示表速測(cè)定計(jì)算：風(fēng)表指示表速N N（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)

27、/s/s或或m/sm/s） N=(Nt-N0) / tN=(Nt-N0) / t 實(shí)際風(fēng)速實(shí)際風(fēng)速u u換算：換算： u = aN+bu = aN+b N0 N0、 NtNt風(fēng)表的初始和最終讀數(shù)，轉(zhuǎn)；風(fēng)表的初始和最終讀數(shù)，轉(zhuǎn)； tt測(cè)定時(shí)間，測(cè)定時(shí)間，s s； a a、bb常數(shù)；常數(shù)； uu測(cè)定的實(shí)際風(fēng)速，測(cè)定的實(shí)際風(fēng)速，m/sm/s。Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院44二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定機(jī)械風(fēng)表機(jī)械風(fēng)表Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院45二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定熱球風(fēng)速儀熱球風(fēng)速儀熱球風(fēng)速儀熱球風(fēng)速儀Anh

28、ui University of Technology建筑工程學(xué)院46 二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定熱球風(fēng)速儀熱球風(fēng)速儀熱式風(fēng)速計(jì)熱式風(fēng)速計(jì) Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院47二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定動(dòng)壓法動(dòng)壓法測(cè)出風(fēng)流動(dòng)壓測(cè)出風(fēng)流動(dòng)壓Hu，后按下式計(jì)算出風(fēng)速：，后按下式計(jì)算出風(fēng)速：Hu為斷面風(fēng)流平均動(dòng)壓為斷面風(fēng)流平均動(dòng)壓(Pa)，為空氣密度為空氣密度(kg/m3)平均動(dòng)壓平均動(dòng)壓Hu確定：確定：圓管等環(huán)面積法：測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑計(jì)算圓管等環(huán)面積法：測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑計(jì)算uH2niRRi212 Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院4

29、8 二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定動(dòng)壓法動(dòng)壓法Ri第第I個(gè)測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑，個(gè)測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑，m；R管道半徑，管道半徑，m；i從管道中心算起圓環(huán)序號(hào)；從管道中心算起圓環(huán)序號(hào)；n測(cè)點(diǎn)圓環(huán)數(shù)。測(cè)點(diǎn)圓環(huán)數(shù)。一般直徑為一般直徑為300600mm時(shí)，時(shí)，n取取3，直徑為，直徑為7001000mm時(shí)，時(shí)，n取取4。 管道斷面平均動(dòng)壓管道斷面平均動(dòng)壓Hu（Pa）計(jì)算式：）計(jì)算式：221)(mHHHHumuuuAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院49二、風(fēng)速測(cè)定二、風(fēng)速測(cè)定動(dòng)壓法動(dòng)壓法Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院502.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)

30、阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力 當(dāng)空氣沿風(fēng)道運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于風(fēng)流的粘性和慣性以及風(fēng)道壁面等對(duì)風(fēng)流的當(dāng)空氣沿風(fēng)道運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于風(fēng)流的粘性和慣性以及風(fēng)道壁面等對(duì)風(fēng)流的阻滯、擾動(dòng)作用而形成通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的原因。風(fēng)道阻滯、擾動(dòng)作用而形成通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的原因。風(fēng)道通風(fēng)阻力可分為兩類：摩擦阻力通風(fēng)阻力可分為兩類：摩擦阻力( (也稱為沿程阻力也稱為沿程阻力) )和局部阻力。和局部阻力。一、摩擦阻力計(jì)算式一、摩擦阻力計(jì)算式 （1 1）風(fēng)流在風(fēng)道中作沿程流動(dòng)時(shí)，由于流體層間的摩）風(fēng)流在風(fēng)道中作沿程流動(dòng)時(shí)，由于流體層間的摩擦和流體與風(fēng)道壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為擦和流體與風(fēng)道壁面之間的

31、摩擦所形成的阻力稱為摩摩擦阻力擦阻力( (也叫沿程阻力也叫沿程阻力) )。 由流體力學(xué)可知，無(wú)論層流還是湍流，以風(fēng)流壓能損由流體力學(xué)可知，無(wú)論層流還是湍流，以風(fēng)流壓能損失來(lái)反映的摩擦阻力可用下式來(lái)計(jì)算：失來(lái)反映的摩擦阻力可用下式來(lái)計(jì)算： PaPa 無(wú)因次系數(shù)，即摩擦阻力系數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。無(wú)因次系數(shù)，即摩擦阻力系數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。 d d圓形風(fēng)管直徑，非圓形管用當(dāng)量直徑；圓形風(fēng)管直徑，非圓形管用當(dāng)量直徑；2 2vdLhfAnhui University of Technology建筑工程學(xué)院51uP1dFFP21122l232dlupAF由哈根方程：由哈根方程：則能量損失：則能量損失：22Re

32、64264322222)()(udludludldlupfduh式中：式中： 沿程阻力系數(shù)，沿程阻力系數(shù)， =64/Re=64/Re磨擦阻力計(jì)算式磨擦阻力計(jì)算式2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院52（）當(dāng)量直徑（）當(dāng)量直徑 對(duì)于非圓形斷面的風(fēng)道，管道直徑對(duì)于非圓形斷面的風(fēng)道，管道直徑d d應(yīng)以風(fēng)道斷面的當(dāng)量直徑應(yīng)以風(fēng)道斷面的當(dāng)量直徑dede來(lái)表來(lái)表示：示： 因此，非圓形斷面風(fēng)道的雷諾數(shù)可用下式表示：因此，非圓形斷面風(fēng)道的雷諾數(shù)可用下式表示： 對(duì)于不同形狀的風(fēng)道斷面，其周長(zhǎng)對(duì)于不同形狀的風(fēng)道斷面，其周長(zhǎng)U

33、 U與斷面積與斷面積S S的關(guān)系，可用下式表的關(guān)系，可用下式表示：示： 式中：式中：C C斷面形狀系數(shù)：斷面形狀系數(shù)：梯形梯形C C=4.16=4.16；三心拱；三心拱C C=3.85=3.85；半圓拱；半圓拱C C=3.90=3.90。USde4UvSRe4SCU 2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院53（3 3）磨擦阻力系數(shù)）磨擦阻力系數(shù)- -尼古拉茲實(shí)驗(yàn)?zāi)峁爬潓?shí)驗(yàn) 實(shí)際流體在流動(dòng)過(guò)程中，沿程能量損失一方面（實(shí)際流體在流動(dòng)過(guò)程中，沿程能量損失一方面（內(nèi)因內(nèi)因）取決于粘滯力和慣性力的比值，用雷諾數(shù)）取

34、決于粘滯力和慣性力的比值，用雷諾數(shù)ReRe來(lái)衡量；另來(lái)衡量；另一方面（一方面（外因外因）是固體壁面對(duì)流體流動(dòng)的阻礙作用，故沿）是固體壁面對(duì)流體流動(dòng)的阻礙作用，故沿程能量損失又與管道長(zhǎng)度、斷面形狀及大小、壁面粗糙度程能量損失又與管道長(zhǎng)度、斷面形狀及大小、壁面粗糙度有關(guān)。其中壁面粗糙度的影響通過(guò)有關(guān)。其中壁面粗糙度的影響通過(guò)值來(lái)反映。值來(lái)反映。 q絕對(duì)粗糙度絕對(duì)粗糙度K： 管壁粗糙部分的平均高度。管壁粗糙部分的平均高度。q相對(duì)粗糙度相對(duì)粗糙度K /D：du2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院54材料與加工精度

35、；材料與加工精度；光滑管：玻璃管，銅管等；光滑管：玻璃管，銅管等；粗糙管：鋼管、鑄鐵管等。粗糙管：鋼管、鑄鐵管等。使用時(shí)間；使用時(shí)間；絕對(duì)粗糙度可查表或相關(guān)手冊(cè)。絕對(duì)粗糙度可查表或相關(guān)手冊(cè)。p 粗糙度的產(chǎn)生粗糙度的產(chǎn)生2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院55 1932193219331933年間，尼古拉茲把經(jīng)過(guò)篩分、粒徑為年間，尼古拉茲把經(jīng)過(guò)篩分、粒徑為K K的砂粒均勻粘的砂粒均勻粘貼于管壁。砂粒的直徑貼于管壁。砂粒的直徑K K就是管壁凸起的高度，稱為就是管壁凸起的高度，稱為絕對(duì)粗糙度絕對(duì)粗糙度；絕對(duì)粗糙

36、度；絕對(duì)粗糙度K K與管徑與管徑D D的比值的比值K/DK/D稱為稱為相對(duì)粗糙度相對(duì)粗糙度。以水作為流。以水作為流動(dòng)介質(zhì)、對(duì)動(dòng)介質(zhì)、對(duì)相對(duì)粗糙度相對(duì)粗糙度不同的六種管道進(jìn)行試驗(yàn)研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)不同的六種管道進(jìn)行試驗(yàn)研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，畫出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，畫出與與ReRe的關(guān)系曲線，如圖所示。的關(guān)系曲線，如圖所示。 結(jié)論分析：結(jié)論分析： 區(qū)區(qū)層流區(qū)層流區(qū)。當(dāng)。當(dāng)ReRe23202320時(shí)，不論管道粗糙度如何，其實(shí)時(shí)，不論管道粗糙度如何，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果都集中分布于直線驗(yàn)結(jié)果都集中分布于直線上。這表明上。這表明與相對(duì)粗糙度與相對(duì)粗糙度K/DK/D無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)，只與，只與ReRe有關(guān)，且有關(guān)，且=64

37、/=64/ReRe。2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院56摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、相對(duì)粗糙度的關(guān)系摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、相對(duì)粗糙度的關(guān)系A(chǔ)nhui University of Technology建筑工程學(xué)院57區(qū)區(qū)過(guò)渡流區(qū)過(guò)渡流區(qū)。23202320ReRe40004000，在此區(qū)間內(nèi)，不同相對(duì)，在此區(qū)間內(nèi)，不同相對(duì)粗糙度的管內(nèi)流體的流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?。所有的?shí)驗(yàn)粗糙度的管內(nèi)流體的流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?。所有的?shí)驗(yàn)點(diǎn)幾乎都集中在線段點(diǎn)幾乎都集中在線段上。上。隨隨ReRe增大而增大，與相對(duì)粗增大而增大，與相對(duì)粗

38、糙度無(wú)明顯關(guān)系。糙度無(wú)明顯關(guān)系。區(qū)區(qū)水力光滑管區(qū)水力光滑管區(qū)。在此區(qū)段內(nèi)，管內(nèi)流動(dòng)雖然都已處于。在此區(qū)段內(nèi)，管內(nèi)流動(dòng)雖然都已處于湍流狀態(tài)湍流狀態(tài)( (ReRe4000)4000)，但，但在一定的雷諾數(shù)下，在一定的雷諾數(shù)下，當(dāng)層流邊層當(dāng)層流邊層的厚度的厚度大于管道的絕對(duì)粗糙度大于管道的絕對(duì)粗糙度K K（稱為水力光滑管）時(shí)，（稱為水力光滑管）時(shí)，其實(shí)驗(yàn)點(diǎn)均集中在直線其實(shí)驗(yàn)點(diǎn)均集中在直線上，表明上，表明與與K K仍然無(wú)關(guān)，而只與仍然無(wú)關(guān)，而只與ReRe有關(guān)有關(guān)。隨著。隨著ReRe的增大，相對(duì)粗糙度大的管道，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)在的增大，相對(duì)粗糙度大的管道，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)在較低較低ReRe時(shí)就偏離直線時(shí)就偏離直線，而相對(duì)粗

39、糙度小的管道要在，而相對(duì)粗糙度小的管道要在ReRe較較大時(shí)才偏離直線大時(shí)才偏離直線。2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院58區(qū)區(qū)水力粗糙管區(qū)水力粗糙管區(qū)。在該區(qū)段，。在該區(qū)段，ReRe值較大，管內(nèi)液流值較大，管內(nèi)液流的層流邊層已變得極薄，有的層流邊層已變得極薄，有KK，砂粒凸起高度幾乎，砂粒凸起高度幾乎全暴露在湍流核心中，故全暴露在湍流核心中，故ReRe對(duì)對(duì)值的影響極小值的影響極小，略去不，略去不計(jì)，相對(duì)糙度成為計(jì)，相對(duì)糙度成為的唯一影響因素。故在該區(qū)段，的唯一影響因素。故在該區(qū)段，與與ReRe無(wú)關(guān)，而只

40、與相對(duì)糙度有關(guān)。摩擦阻力與流速平方無(wú)關(guān)，而只與相對(duì)糙度有關(guān)。摩擦阻力與流速平方成正比，故稱為阻力平方區(qū)，尼古拉茲公式：成正比，故稱為阻力平方區(qū)，尼古拉茲公式：22lg274. 11KD區(qū)區(qū)湍流過(guò)渡區(qū)湍流過(guò)渡區(qū)，即圖中，即圖中所示區(qū)段。在這個(gè)區(qū)段內(nèi)所示區(qū)段。在這個(gè)區(qū)段內(nèi)，各種不同相對(duì)粗糙度的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各自分散呈一波狀曲線，各種不同相對(duì)粗糙度的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各自分散呈一波狀曲線，值既與值既與Re有關(guān)，也與有關(guān)，也與K/D有關(guān)有關(guān)。2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院59(4)(4)湍流摩擦阻力湍流摩擦阻力 對(duì)于湍流運(yùn)動(dòng)，

41、對(duì)于湍流運(yùn)動(dòng)，=f (Re=f (Re，K/D)K/D)，關(guān)系比較復(fù)雜。，關(guān)系比較復(fù)雜。用當(dāng)量直徑用當(dāng)量直徑dede=4=4S S/ /U U代替代替d d，代入阻力通式，則得，代入阻力通式，則得到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式：到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式：23288QSLUvSLUhf2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院60二、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻二、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻1 1摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù) 如果風(fēng)道風(fēng)流的如果風(fēng)道風(fēng)流的ReRe值已進(jìn)入阻力平方區(qū)，值已進(jìn)入阻力平方區(qū)，值只與相對(duì)粗糙度

42、有關(guān)值只與相對(duì)粗糙度有關(guān)，對(duì)于已定型的風(fēng)道，相對(duì)粗糙度一定，則，對(duì)于已定型的風(fēng)道，相對(duì)粗糙度一定，則可視為定值；在可視為定值；在2020狀態(tài)下空氣密度狀態(tài)下空氣密度=1.2kg/m=1.2kg/m3 3。 對(duì)上式，對(duì)上式， 令：令： 稱為摩擦阻力系數(shù)稱為摩擦阻力系數(shù)，單位為，單位為 kg/mkg/m3 3 或或 N.sN.s2 2/m/m4 4。 則得到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式寫為：則得到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式寫為： 標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù)： 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)所得的、在通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)所得的、在2020狀態(tài)（狀態(tài)（0 0=1.2kg/m=1.2kg/m3 3）條件

43、下的）條件下的風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)，風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)，即所謂標(biāo)準(zhǔn)值即所謂標(biāo)準(zhǔn)值0 0值值，當(dāng)風(fēng)道中空氣密度，當(dāng)風(fēng)道中空氣密度1.2kg/m1.2kg/m3 3時(shí)，其時(shí)，其值應(yīng)按上式修正。值應(yīng)按上式修正。823QSLUhf2.10Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院612 2摩擦風(fēng)阻摩擦風(fēng)阻R Rf f 對(duì)于已給定的風(fēng)道，對(duì)于已給定的風(fēng)道，L L、U U、S S都為已知數(shù)，故可把上式中的都為已知數(shù)，故可把上式中的、L L、U U、S S 歸結(jié)為一個(gè)參數(shù)歸結(jié)為一個(gè)參數(shù)R Rf f： R Rf f 稱為風(fēng)道的摩擦風(fēng)阻，其單位為：稱為風(fēng)道的摩擦風(fēng)阻，其單位為：kg/

44、mkg/m7 7 或或 N.sN.s2 2/m/m8 8。 工程單位：工程單位：kgf .skgf .s2 2/m/m8 8 R Rf ff ( ,S,U,L)f ( ,S,U,L) 。在正常條件下當(dāng)某一段風(fēng)道中的空氣密度。在正常條件下當(dāng)某一段風(fēng)道中的空氣密度一般變化不大時(shí)，可將一般變化不大時(shí)，可將R R f f 看作是反映風(fēng)道幾何特征的參數(shù)。看作是反映風(fēng)道幾何特征的參數(shù)。 則得到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式寫為：則得到湍流狀態(tài)下風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式寫為： 此式就是完全湍流此式就是完全湍流( (進(jìn)入阻力平方區(qū)進(jìn)入阻力平方區(qū)) )下的摩擦阻力定律。下的摩擦阻力定律。 3SLURf2QRhff2

45、.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院62三、減小通風(fēng)摩擦阻力措施三、減小通風(fēng)摩擦阻力措施（1）選用斷面周長(zhǎng)較小的風(fēng)道。在風(fēng)道斷面相同的條件下，圓）選用斷面周長(zhǎng)較小的風(fēng)道。在風(fēng)道斷面相同的條件下，圓形斷面的周長(zhǎng)最小，拱形斷面次之，矩形、梯形斷面的周長(zhǎng)形斷面的周長(zhǎng)最小，拱形斷面次之，矩形、梯形斷面的周長(zhǎng)較大。較大。（2）減小相對(duì)粗糙度，即減小了磨擦阻力系數(shù)。要求盡可能使）減小相對(duì)粗糙度，即減小了磨擦阻力系數(shù)。要求盡可能使風(fēng)道壁面平整光滑。風(fēng)道壁面平整光滑。（3）保證有足夠大的風(fēng)道斷面，可減小通風(fēng)阻力和能耗，應(yīng)盡

46、）保證有足夠大的風(fēng)道斷面，可減小通風(fēng)阻力和能耗，應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)斷面。量采用經(jīng)濟(jì)斷面。（4）避免風(fēng)道風(fēng)量過(guò)于集中，磨擦阻力與風(fēng)量的平方成正比。）避免風(fēng)道風(fēng)量過(guò)于集中，磨擦阻力與風(fēng)量的平方成正比。（5）減小風(fēng)道長(zhǎng)度。）減小風(fēng)道長(zhǎng)度。2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-摩擦阻力摩擦阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院63由于風(fēng)道斷面、方向變化以及分叉或匯合等原因，使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受由于風(fēng)道斷面、方向變化以及分叉或匯合等原因，使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受到影響而破壞，從而引起風(fēng)流速度場(chǎng)分布變化和產(chǎn)生渦流等，造成風(fēng)流到影響而破壞，從而引起風(fēng)流速度場(chǎng)分布變化和產(chǎn)生渦

47、流等，造成風(fēng)流的能量損失，這種阻力稱為的能量損失，這種阻力稱為局部阻力局部阻力。 由于局部阻力所產(chǎn)生風(fēng)流速度場(chǎng)由于局部阻力所產(chǎn)生風(fēng)流速度場(chǎng)分布的變化比較復(fù)雜，對(duì)局部阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。分布的變化比較復(fù)雜，對(duì)局部阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。一、局部阻力及其計(jì)算一、局部阻力及其計(jì)算 和摩擦阻力類似，局部阻力和摩擦阻力類似，局部阻力h hl l一般也用動(dòng)壓的倍數(shù)來(lái)表示：一般也用動(dòng)壓的倍數(shù)來(lái)表示： 式中：式中：局部阻力系數(shù)，無(wú)因次。局部阻力系數(shù)，無(wú)因次。 計(jì)算局部阻力計(jì)算局部阻力，關(guān)鍵是局部阻力系數(shù)確定，因，關(guān)鍵是局部阻力系數(shù)確定，因v=Q/S,v=Q/S,當(dāng)當(dāng)確定后，便可用確定后，便可用 2

48、2vhl222QShl2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院64 幾種常見(jiàn)的局部阻力產(chǎn)生的類型：幾種常見(jiàn)的局部阻力產(chǎn)生的類型：、突變、突變 湍流通過(guò)突變部分時(shí)，由于慣性作用，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)湍流通過(guò)突變部分時(shí)，由于慣性作用，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁之間形成渦流區(qū)，從而增加能量損失。象，在主流與邊壁之間形成渦流區(qū)，從而增加能量損失。、漸變、漸變 主要是由于沿流動(dòng)方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象，在邊壁附近產(chǎn)生渦流主要是由于沿流動(dòng)方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象，在邊壁附近產(chǎn)生渦流。因?yàn)?。因?yàn)?V hV hv v

49、p p ，壓差的作用方，壓差的作用方向與流動(dòng)方向相反，邊壁附近，流速本來(lái)就小，趨于向與流動(dòng)方向相反，邊壁附近，流速本來(lái)就小，趨于0, 0, 在這些在這些地方主流與邊壁面脫離，出現(xiàn)與主流相反的流動(dòng)，渦流。地方主流與邊壁面脫離，出現(xiàn)與主流相反的流動(dòng)，渦流。 2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院65、轉(zhuǎn)彎處、轉(zhuǎn)彎處 流體質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎處受到離心力作用，在外側(cè)出現(xiàn)減速增壓，流體質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎處受到離心力作用，在外側(cè)出現(xiàn)減速增壓，出現(xiàn)渦流。出現(xiàn)渦流。過(guò)了拐彎處，如流速較大且轉(zhuǎn)彎曲率半徑較小，過(guò)了拐彎處，如流速較大且轉(zhuǎn)彎曲率

50、半徑較小，則由于慣性作用，可在內(nèi)側(cè)又出現(xiàn)渦流區(qū)，它的大小和強(qiáng)度則由于慣性作用，可在內(nèi)側(cè)又出現(xiàn)渦流區(qū)，它的大小和強(qiáng)度都比外側(cè)的渦流區(qū)大，是能量損失的主要部分。都比外側(cè)的渦流區(qū)大，是能量損失的主要部分。 、分岔與會(huì)合、分岔與會(huì)合 上述的綜合。上述的綜合。 局部阻力的產(chǎn)生主要是與渦流區(qū)有關(guān)，渦流區(qū)愈大，能量局部阻力的產(chǎn)生主要是與渦流區(qū)有關(guān)，渦流區(qū)愈大，能量損失愈多，局部阻力愈大。損失愈多，局部阻力愈大。2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院66二、減小局部通風(fēng)阻力措施二、減小局部通風(fēng)阻力措施1、盡量避免風(fēng)流急轉(zhuǎn)彎

51、、盡量避免風(fēng)流急轉(zhuǎn)彎2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院672、風(fēng)流分叉或匯合處連接合理、風(fēng)流分叉或匯合處連接合理 減小分支風(fēng)道的夾角，匯合點(diǎn)不要在減小分支風(fēng)道的夾角，匯合點(diǎn)不要在同一斷面上同一斷面上2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of Technology建筑工程學(xué)院683、盡量避免風(fēng)道斷面的突然變化、盡量避免風(fēng)道斷面的突然變化 用漸縮或漸擴(kuò)風(fēng)道代替突然縮小或突然用漸縮或漸擴(kuò)風(fēng)道代替突然縮小或突然擴(kuò)大擴(kuò)大2.5 通風(fēng)阻力及計(jì)算通風(fēng)阻力及計(jì)算-局部阻力局部阻力Anhui University of T