風路系統水力計算

1、風路系統水力計算1 水力計算方法簡述目前，風管常用的的水力計算方法有壓損平均法、假定流速法、靜壓復得法等幾種。1. 壓損平均法（又稱等摩阻法）是以單位長度風管具有相等的摩擦壓力損失為前提的，其特點是，將已知總的作用壓力按干管長度平均分配給每一管段，再根據每一管段的風量和分配到的作用壓力，確定風管的尺寸，并結合各環(huán)路間壓力損失的平衡進行調整，以保證各環(huán)路間的壓力損失的差額小于設計規(guī)范的規(guī)定值。這種方法對于系統所用的風機壓頭已定，或對分支管路進行壓力損失平衡時，使用起來比較方便。2. 假定流速法是以風管內空氣流速作為控制指標，這個空氣流速應按照噪聲控制、風管本身的強度，并考慮運行費用等因素來進行設

2、定。根據風管的風量和選定的流速，確定風管的斷面尺寸，進而計算壓力損失，再按各環(huán)路的壓力損失進行調整，以達到平衡。各并聯環(huán)路壓力損失的相對差額，不宜超過15%。當通過調整管徑仍無法達到要求時，應設置調節(jié)裝置。3. 靜壓復得法（略，具體詳見實用供熱空調設計手冊之11.6.3）對于低速機械送（排）風系統和空調風系統的水力計算，大多采用假定流速法和壓損平均法；對于高速送風系統或變風量空調系統風管的水力計算宜采用靜壓復得法。工程上為了計算方便，在將管段的沿程（摩擦）阻力損失和局部阻力損失這兩項進行疊加時，可歸納為下表的3種方法。 將與進行疊加時所采用的計算方法 計算方法名稱基本關系式備注單位管長壓力損失

3、法（比摩阻法）管段的全壓損失 管段全壓損失，Pa；單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m用于通風、空調的送（回）風和排風系統的壓力損失計算，是最常用的方法當量長度法風管配件的當量長度管段的全壓損失 Pa常見用靜壓復得法計算高速風管或低速風管系統的壓力損失。提供各類常用風管配件的當量長度值當量局部阻力法（動壓法）直管段的當量局部阻力系數管段的全壓損失 Pa常見用于計算除塵風管系統的壓力損失，計算表中給出長度l=1m時的和動壓值2 通風、防排煙、空調系統風管內的空氣流速2.1 通風與空調系統風管內的空氣流速宜按表2-1采用 風管內的空氣流速（低速風管） 表2-1風管類別住宅（m/s）公共建筑（m/s）干管

4、支管從支管上接出的風管通風機入口通風機出口注：1 表列值的分子為推薦流速，分母為最大流速。2.2 有消聲要求的通風與空調系統，其風管內的空氣流速宜按表2-2選用風管內的空氣流速（m/s） 表2-2室內允許噪聲級dB（A)主管風速支管風速253534235504723注：通風機與消聲裝置之間的風管，其風速可采用810m/s。2.3 機械通風系統的進排風口風速宜按表2-3 機械通風系統的進排風口空氣流速（m/s） 表2-3部位新風入口風機出口空氣流速住宅和公共建筑3.54.55.010.5機房、庫房4.55.08.014.02.4暖通空調部件的典型設計風速，按表2-4采用。 暖通空調部件的典型設計

5、風速（m/s） 表2-4部件名稱迎面風速部件名稱迎面風速 加熱盤管冷卻減濕盤管2.03.0 1.蒸汽和熱水盤管2.55.0空氣噴淋室（最小1.0，最大8.0） 噴水型參見生產廠家資料 2.電加熱器 填料型參見生產廠家資料 裸線式參見生產廠家資料 高速噴水型6.09.0 肋片管式參見生產廠家資料冷卻減濕盤管2.03.0空氣過濾器1.板式過濾器 1）粘性慮料1.04.0 2）干式帶擴展表面， 平板型（粗效）同風管風速 3）褶疊式（中效）3.8 4）高效過濾器（HEPA）1.32.可更換慮料的過濾器 1）卷繞型黏性慮料2.5 2）卷繞型干式慮料1.03.電子空氣過濾器 電離式0.81.8 2.5送風

6、口的出口風速，應根據建筑物的使用性質、對噪聲的要求、送風口形式及安裝高度和位置等確定，可參照表2-5及表2-6的數值。 表2-5 各類送風口的出口風速送風口形式場所示例出口風速（m/s）備注側送百葉公寓、客房、別墅、會堂、劇場、展廳2.53.8送風口位置高、工作區(qū)允許風速高和噪聲標準低時取較大值一般辦公室5.06.0高級辦公室2.54.0電影院5.06.0錄音、廣播室1.52.5商店5.07.5醫(yī)院病房2.54.0條縫風口頂送24孔板頂送35送風均勻性要求高或送熱風時，取較大值噴口48空調區(qū)域內噪聲要求不高時，最大值可取10m/s地板下送2置換通風下送0.20.5 表2-6 散流器頸部最大風速

7、（m/s）建筑物類別允許噪聲dB(A)吊頂高度（m）3456廣播室323.94.154.254.35住宅、劇場33394.354.654.855.00公寓、旅館大堂、辦公室40465.155.405.755.85餐廳、商店47536.156.657.007.15公共建筑物54606.506.807.107.502.6 回風口的風速，可按表2-7選用；當房間內噪聲標準要求較高時，回風口風速應適當降低。 表2-7 回風口吸風速度回風口位置位于人的活動區(qū)之上在人的活動區(qū)內離座位較遠在人的活動區(qū)內離座位較近門上格柵或墻上回風口門下端縫隙走廊回風斷面吸風速度（m/s）4.03.04.01.52.02.5

8、5.53.01.01.5 2.7高速送風系統中風管內的最大允許風速，按表2-5采用。 高速送風系統中風管內的最大允許風速 表2-8風量范圍（m3/h）最大允許風速（m/s）風量范圍（m3/h）最大允許風速（m/s）1000006800030225001700020.5680004250025170001000017.5425002250022.5100005050152.8 機械加壓送風系統、機械排煙系統及機械補風系統采用金屬管道時，風速不宜大于20m/s；采用非金屬管道時，風速不宜大于15m/s；機械排煙口風速不宜大于10m/s；機械加壓送風系統送風口風速不宜大于7m/s。2.9 自然通風的

9、進排風口風速宜按表2-6采用。自然通風的風道風速宜按表2-7采用。自然通風系統的進排風口空氣流速（m/s） 表2-9部位進風百葉排風口地面出風口頂棚出風口風速0.51.00.51.00.20.50.51.0 自然進排風系統的風道空氣流速（m/s） 表2-10部位進風豎井水平干管通風豎井排風道風速1.01.20.51.00.51.01.01.53 風管管網總壓力損失的估算法3.1 通風空調系統的壓力損失（包括摩擦損失和局部阻力損失）應通過計算確定。一般的通風和空調系統，管網總壓力損失，可按下式進行估算： （3-1）式中 單位長度風管沿程壓力損失，當系統風量L10000m3/h時， Pa/m；風量

10、10000m3/h時，按照選定的風速查風 管計算表確定。 l風管總長度，是指到最遠送風口的送風管總長度加上到最遠回風口的回風 管總長度，m； k整個管網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=1.02.0； 彎頭、三通等配件較多時，k=3.05.0。 3.2.通風、空調系統送風機靜壓的估算 送風機的靜壓應等于管網的總壓力損失加上空氣通過過濾器、噴水室（或表冷器）、加熱器等空氣處理設備的壓力損失之和，可按表3-1給出的推薦值采用。 推薦的送風機靜壓值 表3-1類 型風機靜壓值（Pa)送、排風系統小型系統100250一般系統300400空調系統小型（空調面積300m2以內）

11、400500中型（空調面積2000m2以內）600750大型（空調面積大于2000m2）6501100高速系統（中型）10001500高速系統（大型）15002500 3.3 機械加壓送風系統管網的總阻力損失應包括防煙樓梯間、前室、消防前室、合用前室、封閉避難層的正壓值。其中防煙樓梯間正壓值為4050Pa；前室、消防前室、合用前室、封閉避難層的正壓值為2530 Pa。 4 沿程壓力損失的計算4.1 通過公式計算沿程壓力損失4.1.1 風量4.1.1.1通過圓形風管的風量通過圓形風管的風量L（m3/h）按下式計算：L=900d2V （4-1）式中d風管內徑，m；V管內風速，m/s。4.1.1.2

12、通過矩形風管的風量通過矩形風管的風量L（m3/h）按下式計算： L=3600abV （4-2）式中 a，b風管斷面的凈寬和凈高，m。4.1. 2 風管沿程壓力損失風管沿程摩擦損失（Pa），可按下式計算： （4-3）式中 單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m； l風管長度，m。4.1.3 單位管長沿程摩擦阻力單位管長沿程摩擦阻力，可按下式計算： （4-4）式中 摩擦阻力系數； 空氣密度，kg/m3； 風管當量直徑，m； 對于圓形風管： 對于非圓形風管： (4-5) 例如，對于矩形風管： 對于扁圓風管： F風管的凈斷面積，m2；P風管斷面的濕周，m；a矩形風管的一邊，m；b矩形風管的另一邊，m；A扁圓風

13、管的短軸，m；B扁圓風管的長軸，m。4.1.4摩擦阻力系數摩擦阻力系數，可按下式計算： （4-6）式中 K風管內壁的絕對粗糙度，m； 雷諾數： （4-7） 運動粘度，。4.2 通過查表計算沿程壓力損失查表計算：可以按規(guī)定的制表條件事先算就單位管長沿程摩擦阻力，并編成表格供隨時查用，當已知風管的計算長度為時，即可使用式（4-3）算出該段風管的沿程壓力損失（Pa）了。下面介紹與計算表有關的內容。4.2.1制表條件4.2.1.1風管斷面尺寸 風管規(guī)格取自國家標準通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范（GB 50243-2002) 。注：矩形風管的長、短邊之比不宜大于4，最大不應超過10。4.2.1.2空氣參

14、數 設空氣處于標準狀態(tài)，即大氣壓力為101.325kPa，溫度為20，密度，運動粘度。 4.2.1.3風管內壁的絕對粗糙度 以作為鋼板風管內壁絕對粗糙度的標準。其他風管的內壁絕對粗糙度見表4-1。風管內壁的絕對粗糙度 4-1絕對粗糙度K（mm）粗糙等級典型風管材料及構造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1200mm0.15一般鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長760mm0.90中等粗糙鍍鋅鋼板螺旋咬口；玻璃鋼風管3.00粗糙內表面噴涂的玻璃鋼風管；金屬軟管；混凝土 4.2.2單位長度沿程壓力損失的標準計算表詳見實用供熱空調設計手冊表11.2-2、11.

15、2-3。 4.2.3.標準計算表的套用 4.2.3.1異形斷面風管的套用 非標準斷面的金屬風管，使用標準計算表的步驟如下： 4.2.3.1.1.算出風管的凈斷面積F（m2）； 4.2.3.1.2根據風管的凈斷面積F和風管的計算風量，算出風速V（m/s）； 4.2.3.1.3按公式（4-5）求出風管當量直徑de（m）； 4.2.3.1.4最后，根據風速V和當量直徑de查圓形風管標準計算表，得出該非標準斷面風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壁的當量絕對粗糙度的風管，其單位長度摩擦阻力值，可以先查風管標準計算表，之后乘以表4-2給出的修正系數。絕對粗糙度的修正系數 表4-

16、2風速（m/s）下列絕對粗糙度（mm）時的修正系數0.030.090.150.93.020.95111.201.5030.951.251.6040.901.301.70571.351.808120.851.401.85131.451.9014160.800.901.95 4.2.3.3空氣狀態(tài)的修正當風管內的空氣處于非標準狀態(tài)時，風管單位長度摩擦阻力實際值的確定方法是：先由計算表查出的風管單位長度摩擦阻力的標準值，然后再乘以的修正系數，其中為實際狀態(tài)下的空氣密度，可近似按下式確定： （4-8）式中 Pb實際大氣壓，kPa； t風管內的空氣溫度，。5 風管的局部壓力損失計算5.1 局部壓力損失

17、當空氣流經風管系統的配件及設備時，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渦流時產生了局部阻力，為克服局部阻力而引起的能量損失，成為局部阻力損失，并按下式計算： （5-1）式中 局部阻力系數； V風管內部局部壓力損失發(fā)生處的空氣流速，m/s； 空氣密度，kg/m3。通風、空調風管系統中產生局部阻力的配件，主要包括空氣進口、彎管、變徑管、三（四）通管、風量調節(jié)閥和空氣出口等。大多數配件的局部阻力系數值是通過實驗確定的。選用局部阻力系數計算局部壓力損失時，必須采用實驗時所對應的流速和動壓（）。需要說明的是，局部壓力損失沿著風管長度上產生，不能將它從摩擦損失中分離出來。為了簡化計算，假定局部壓力損失集中在配件的一個斷面上，不考慮摩擦損失。只有對長度相當長的配