風管管件損失計算

1、風管管件損失計算風管管件損失計算風管系統(tǒng)標準風速風管風速標準分為低速與高速兩種，風速在15m/s以下屬低速風管，以上則為高速風管。前者用于大樓之通風及空調(diào)，后者則應用于工業(yè)及生產(chǎn)作業(yè)方面。風速之大小與風管之噪音、震動、及成本均有相當大的關系。而風管出口及吸氣口之風速亦會影人體之舒適與安寧。低速風管之風速標準位置標準風速 m/s最高風速 m/s住宅公共建筑工廠住宅公共建筑工場風機吸氣口3.54.05.04.55.07.0風機排氣口5-86.5-108-128.57.5-118.5-14主風管3.5-4.55-6.56-94-65.5-86.5-11支風管33-4.54-53.5-54-6.55-

2、9垂直支管(上行)2.53-3.543.25-44-65-8過濾器1.251.51.51.51.751.75加熱器2.252.53.02.53.03.5洗氣室2.52.52.52.52.52.5高速風管內(nèi)之風速標準風量 m3/h最大風速 m3/s5,000-10,00012.510,000-17,00017.517,000-25,0002025,000-40,00022.540,000-70,0002570,000-100,00030風機出風口及吸風口之風速標準場所出風口風速 m/s地點吸風口風速 m/s播音室1.5-2.5房間上方4.0住宅、公寓2.5-3.5房間下方2.0-4.0戲院、旅館

3、房間2.5-3.5室門或氣窗2.5-5.0私人辦公室4.0室門之地面空隙3.0電影院5.0工場4.0公共事務室5.0-6.25住宅2.0商店7.5?百貨公司10.0?風管材料制造風管之材料通常多為黑鐵鋅或鍍鋅鐵板。后者耐銹蝕，使用較為普遍。設計上亦有采用鋁板者，但價格較高，故仍少見。工場類之建筑中，其排風及回風亦有采用混凝土結(jié)構者，但大多建于地下。有關圓形風管使用鐵板之厚度及號 如下列所視圓形低速風管使用之鐵板標準管徑 mm150-500510-750760-1,0001,010-1,250 1,260鐵板厚度mm0.50.60.81.01.2鐵板號數(shù)2624222018圓形高速風管使用之鐵板

4、標準管徑 mm760鐵板厚度mm0.60.80.91.2鐵板號數(shù)24222018矩形低速風管使用之鐵板標準尺寸尺寸 mmmm150-150-300300310-750310-750760-1,500760-1,5001,510-1,510-2,2502,250 2,260 2,260鐵板厚度鐵板厚度mmmm0.50.50.60.60.80.81.01.01.21.2鐵板號數(shù)鐵板號數(shù)26262424222220201818矩形高速風管使用之鐵板標準尺寸尺寸 mmmm 450 450460-1,200460-1,2001,210-2,2501,210-2,250鐵板厚度鐵板厚度mmmm0.80.8

5、1.01.01.21.2鐵板號數(shù)鐵板號數(shù)222220201818矩形低速風管使用之鋁板標準尺寸 mm 300330-750780-1,3701,400-2,1402,160-2,450鐵板厚度mm0.510.630.811.021.3鐵板號數(shù)2624222018風管接合用法蘭(Flange)管鐵板厚度 mm法蘭角鐵尺寸 mm最大間隔 m0.525 x 25 x 33.60.625 x 25 x 33.60.830 x 30 x 32.71.040 x 40 x 31.81.240 x 40 x 51.8圓形風管之吊架標準管徑 mm束鐵吊桿 (鐵) mm最大間隔 m 1,51030 x 330

6、x 3 或 12.03.0矩形風管之支(吊)架標準鐵板厚度鐵板厚度mmmm吊架吊架( (鐵鐵) )支架支架( (鐵鐵) )橫撐橫撐mmmm吊桿吊桿 mmmm 最大間隔最大間隔mm撐架撐架mmmm最大間最大間隔隔mm0.50.525 25 x 25 x x 25 x 3 39 93.03.025 25 x 25 x x 25 x 3 33.63.60.60.625 25 x 25 x x 25 x 3 39 93.03.025 25 x 25 x x 25 x 3 33.63.60.80.830 30 x 30 x x 30 x 3 39 93.03.030 30 x 30 x x 30 x 3

7、 33.63.61.01.040 40 x 40 x x 40 x 3 39 93.03.040 40 x 40 x x 40 x 3 33.63.61.21.240 40 x 40 x x 40 x 5 59 93.03.040 40 x 40 x x 40 x 5 53.63.6管路中之損失管路中之損失在管路中，要使空氣流體經(jīng)過管路，必須克服相當?shù)淖枇?，這阻力以壓力表示，可分為管路直線部份之損失及局部彎管、分岐管、網(wǎng)關等之壓力損失，其主要原因包括來自：(1)摩擦(2)彎曲(3)分岐或匯合(4)斷面積或形狀之變化在管道中亦有許多存在之障礙物，均會造成管流之阻力，這些項目包括：(1)風量控制器

8、(2)阻水板(3)空氣過濾器(4)加熱器或冷卻器(5)測量及控制儀器(6)防火活門靜壓與動壓之損失送風設備所產(chǎn)生之阻力可分為動與靜兩種。與風速平方成比例變化的是動阻力，與風速無關的靜阻力。動阻力與靜阻力合成即為為送風系統(tǒng)之全阻力。若管路中有存在靜壓存在，則全壓亦須包括達到靜壓所需之壓力。氣流在風管內(nèi)所損失之壓力可用下式表示：PT = PL + PD式中，PT為全部壓損，PL為管長之壓損，而PD則為各種彎管、分岐管、閘門等之壓損。前文已述，動壓與風速間有一個確定的關系。就空氣而言，其關系如下式：Pv = V2/2g x = V2/16.3 = ( V/4.03 ) 2 mmAq式中，V的單位為

9、m/s。直線風管之阻力損失直線風管之阻力損失PL = xx d2gL-V2- =0.0055 1 + ( 20,000)+)1/3 dR-106-Q =x d2 x V x 3,600 4-PL直線風管長度L m，直徑m 之損失 mmAq摩擦系數(shù)V管路風速 m/s流體之密度 kg/m3Q風速V，直徑m 下之風量 m3/h 風管內(nèi)表面凹凸粗糙度(鐵板=0.18mm)R雷諾數(shù)(Reynolds number)，正常值2,500以下矩形風管之換算若想換算成同樣單位阻力之矩形風管時，可利用下式換算之：d = 1.3 d = 1.3 -(6.4)-(6.4)( ( a + b )a + b )1/41/

10、4( ( a b )a b )5/85/8a、b分別為矩形風管之寬與高。其值亦可利用圓形面積與矩形面積相等之方式進行粗略估計。矩形風管外圍寬與高之比又稱為縱橫比(Aspect Ratio)，此值最高可為8:1。但自1:1至8:1時，鐵板面積要增加70%，其重量亦會增加3.5倍。故設計風管時，除非特殊情況，此比值應愈趨近1:1時為佳，以節(jié)省其制造與安裝成本。風管局部管道之阻力一個完整的風管系統(tǒng)中，除風管本身外，尚有直管,彎管、分岐管閘門(damper)大小頭,三通管,等其它組件。此部份因形狀之改變會使風道產(chǎn)生渦流，并消耗部份能量。在這部份所產(chǎn)生之摩擦及壓力損失，統(tǒng)稱為局部管道之阻力，其計算方式如

11、下：PD = xx = x () 2-(6.5)2g4.03V2-V-PD局部元件之之損失 mmAq 局部阻力係數(shù)V 管路風速 m/s 流體之密度 kg/m3風管局部管道之阻力局部管道之損失也可以換算為等長管所造成之損失，以簡化計算全系統(tǒng)風管阻力之過程。亦即：PD = x= xx 2gd2gV2-L-V2-等效長度與直徑之比=dL若局部管道為矩形風管，則L/d可改以L/a代替，其中a為矩形風管之長邊。風管局部阻力系矩形彎管風管局部阻力系矩形彎管(90(90度度) )H/Wr/W=0.50.751.01.50.25L/W=251273.50.53316941.04519114.54.090351

12、76PD=(L/W) (V2/2g)矩形角管(90度)H/WL/W0.25250.5491.0754.0110 PD =(L/W) (V2/2g)矩形彎管(整流片)R/WR1/WR2/W0.50.20.40.450.750.40.70.121.00.71.00.101.51.31.60.15 PD = (V2/2g) 矩形彎管附小型整流片整流片形狀A. 單片型0.35B. 流線型0.10 PD = (V2/2g) 圓型彎管R/dL/d0.75231.0171.5122.010PD =(L/d) (V2/2g)圓形管接制彎管R/d0.51.01.52.0二段L/d=65656565三段49211

13、717四段 191412五段 17129.7PD =(L/d) (V2/2g)急擴大管A1/A20.10.20.40.60.80.810.640.360.160.04PD = (V2/2g)急縮小管A2/A10.10.20.40.6 0.340.320.250.16 PD = (V2/2g)漸大管5102030400.170.280.450.590.73PD = (V2/2g) x (v1-v2) 2漸小管304560 0.020.040.07 PD = (V22/2g)變形 14=0.15圓形管三通管直通管部份(1-2)V2/V10.30.50.80.9 0.090.0750.030 PD

14、= (V12/2g)分岐管部份(1-3)V3/V10.20.40.60.81.01.228.07.503.72.41.81.5PD = (V32/2g)圓形管三通管(支管鉗形縮小)直通管部份(1-2)V2/V10.30.50.80.90.090.0750.030PD = (V12/2g)分岐管部份(1-3)V3/V10.60.81.01.21.961.270.970.500.37PD = (V32/2g)分流(支斜管) 45度角直通管部份(1-2) =0.05-0.06PD = (V12/2g)分岐管部份(1-3)V3/V10.40.60.81.01.2A1/A3=13.21.020.520.

15、47-3.03.71.40.750.510.428.2-0.790.570.47PD = (V32/2g)矩形風管分岐管直通管(1-2)V2/V1 1.0時，=0.46-1.24+0.932=(V2/V1) x (a/b)1/4PD = (V12/2g)分岐管(1-3)0.250.50.751.01.2510.30.20.30.40.65=(V3/V1) x (a/b)1/4PD = (V32/2g)矩形風管合流直通管(1-3)V2/V10.40.60.81.01.21.5A1/A2=0.75-1.2-0.30.350.81.1-0.67-1.7-0.9-0.30.10.450.70.60-2

16、.1-1.3-0.8-0.40.10.2PD = (V12/2g)合流管(2-3)V2/V30.40.60.81.01.21.5-1.30-0.90-0.50.10.551.4PD = (V32/2g)金屬網(wǎng)線徑mm0.270.270.660.721.561.72間隔mm1.672.083.575.011.116.7開口比%7076677472810.800.700.700.650.510.50PD = (V2/2g)V為通過網(wǎng)面時之風速管內(nèi)氣孔A2/A10.20.40.60.81.047.87.81.800.290PD = (V2/2g)管出口(漸擴大形)A2/A1=102030400.7=

17、0.640.720.790.860.60.550.640.740.830.50.480.580.700.790.40.400.530.650.760.30.340.480.620.73PD = (V12/2g)多孔型出風口 自由面積比V0.20.40.60.80.5306.02.301.0336.82.701.5367.43.0-2.0397.83.2-2.5408.33.4-3.0418.63.7-PD = (V12/2g)自由面積=孔面積/(a x b)風管設計實例風管之設計方法有：減速法(Relocity reduction)、定阻法(Equal Friction)、靜壓重獲法(Stat

18、ic pressure regain, SPR)等三種，減速法設計時較難獲得準確的答案，故較少人采用。目前僅介紹定阻法。工廠之風管布置圖為例。經(jīng)過風機之后，總風量為18000m3/h，經(jīng)過A點后分出兩條管路，主管維持10,800 m3/h，支管則為7,200 m3/h。共有B、C、D、E、F等五個點出口，每個出口之風量為3,600 m3/h。(1)決定風速：由表6.1中先選定風量標準。就工廠之環(huán)境而言，其標準風速為6-9m/s。茲以最大值9m/s作為此次設計之風管風速。(2)主管部份之損失：在18,000 m3/h之風量下，若以風速9m/s為基準，由圖6.1可知，主管之損失率每米為0.092m

19、mAq，設本例以0.1 mmAq/m為損失標準。(3)求ZA間之直徑：Q=18,000 m3/h，R=0.1 mmAq/m時，覆由圖6.1得其直徑為83cm，修正后其風速變?yōu)?.3 m/s，應屬合理之范圍內(nèi)。(4)直徑83 cm為圓管，但風管仍以矩形管為多，若換算為矩形管，則可由表6.13b中查出接近于76x76之尺寸。若以此為主風管之口徑，則風速將變?yōu)?.7 m/s，更適合標準范圍。(5)重復第(3)及第(4)項，可以求出AB、BE、CD、AE、EF等區(qū)段之直徑、矩形尺寸及其相對應之風速(如表6.14)。在ZD間，A處之分岐管及CD間之90度彎管，均會產(chǎn)生損失。A處之詳細結(jié)構如圖6.6。風管

20、系統(tǒng)設計之數(shù)據(jù)區(qū)域長度 m風量 m3/h計算之直徑 cm查表之矩形尺寸cm a x b覆算之風速 m/sZA2018,0008376 x768.7AB510,8006864 x 607.8BC107,2005854 x 527.1CD203,6004440 x 406.3AE157,2005854 x 526.9EF103,6004440 x 406.3分岐管之設計空氣由A處流向BC方向時，其阻力可以不計。CD間之彎管則由第1例可以先查出H/W=1.0，r/W=1.5(假設值)時，其L/W=4.5。故等效長度應為L = 4.5 x 0.40 = 1.8 m故ZD間之風管總長度應為： ( 5 + 10 + 1