空调系统的风道设计、压力分布和计算
风管风速参数
风管与风速的确定风管计算三种方法：静压复得法假定风速法等摩阻法空调风系统的管道设计（一）风管机在设计管道时首先必须从产品资料上了解三个参数：风量、风压、噪声。
1．风量：为了确定送风管道大小。
2．风压：也叫机外静压。
为了计算在送风过程中克服阻力所需的参数。
简单不确切地说，就是能将风送多大距离的动力。
3．噪声：其产品技术资料所标的噪声只是相对的，因为噪声是随不同条件而相应的变动的。
可能产生噪声的渠道有：机器本身的风机、机器运行振动、送风风压过大等。
（二）风系统设计包括的主要内容有：合理采用管内的空气流速以确定风管截面尺寸，计算风系统的阻力及选择风机，平衡各支风路的阻力以保证各支风路的风量达到设计值。
那么管内风速如何选择风管尺寸如何来确定呢※管内风速的选取决定了风管截面的尺寸，两者之间的关系如下：F=a×b=L/(3600＆#8226;V) （公式1-1）式中：F：风管断面积（㎡）a、b：风管断面长、宽（m）L：风管风量（m³/h）V：风速（m/s）以上各取值受到以下几个方面的影响：①建筑空间：在现代的建筑中，无论是多层建筑或高层建筑，还是高档别墅，建筑空间都是相当紧张的，因此要求我们尽可能提高风速以减少风管的截面。
（管内风速与风管截面积成反比，即是风速越高，则风管截面积越小，反之，风速越低，则风管截面积越大。
）②风机压力及能耗：风速越高，则风阻力越大，风机的能耗也就越大，从此点来说又要求降低风速。
③噪音要求：风速对噪音的影响表现在三个方面：首先，随着风速的提高，风机风压的要求较高而引起风机的运行噪声加大；第二，风速加大至一定程度时，在通过风管部件时将产生气流噪声；第三，随着风速的提高，风管消声的消声能力下降。
总的来说，风管内的风速越高，则所产生的噪声就越大。
因此,管内风速的选取是综合平衡各种因素的一个结果.通过查阅相关资料和有关手册以及根据实际工程的体会,建议空调通风系统中的各种风道内的推荐风速见下表所示:（表1）场合以合宜噪声为主导主风管的风速V（m/s）以合宜风管阻力为主导的风速V（m/s）送风风速标准逗留区之最大允许流速m/s送风口之最大允许流速m/s逗留区流速与人体感觉的关系空调房间允许之最大送风温差℃不同送风方式的送风量指标和室内平均流速低速风管系统的最大允许流速m/s推荐的送风口流速m/s低速风管系统的推荐和最大流速m/s以噪音标准控制的允许送风流速m/s回风格棚的推荐流速m/s通风系统之流速m/s百叶窗的推荐流速m/s打印本页 || 关闭窗口规范中干管，支管等风速的范围是多少（1）采用金属风道时，不应大于20m/s；（2）采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风管时不应大于15 m/s；（3）送风口的风速不宜大于7 m/s；排烟口的风速不宜大于10 m/s。
风道系统压力分布与风机关系的探讨
能量 损失称 为 摩擦 阻力 损 失 或摩 擦 压 力 损失 ； 当
收稿 日期 ：０ １ ９２ 修 订 日期 ：０ １１ －１ ２ １ － －０； ０ ２ １ ．１０
通 风 中全压 值 也 以大 气 压 为零 点 ， 因此 全 压 可 以 为正 值也可 以为负值 。
作者简介： 杜雅兰（９ 一）女， １ ４ ， 北京人， 研究员， ６ 副 主要从事
述 目的。
空气 垂直 作用 于 管 道壁 面 的压 力 ， 以绝 对 真
空为 零点计 算 的静压 ， 通常称 为绝 对静 压 ， 以大气
压力 为零点 计算 的静 压为相 对静 压 。在通 风管道 中所 说 的空气 静 压 均指 相 对 静压 （ ； ， 压 高 于 Ｐ） 静 大气压 力 的（ 在风 机 的压 出管 段 中 ） 正值 ； 于 为 低
组 成部 分 。在 用 于 排 风 （ 送 风 ） 排 毒 、 尘 等 或 、 排 不 同用 途 时 ， 有着 不 同 的设 计要 求 ， 但其 共 同点都 需 要把 一定 量 的空气 按设计 要求 的速 度通 过风道 输 送到 指定 地 点 。一 般 风道 的形 状 有 圆形 、 形 矩 及 配合建 筑 空 间要 求 而确定 的其 它异 型管件 。 由于流 动 的空 气本 身有粘 滞性 并与 通风 管壁 有摩 擦 ， 因而产 生摩 擦 阻力 ， 服摩 擦阻 力引起 的 克
其全 压值 应 为 Ｐ Ｐ 一 ， 静 压值 应 为 Ｐ ＝ ＝ Ｐ 其 ｊＰ
一
Ｐ ＝ Ｐ 一 。 Ｐ Ｐ 一 以。 当 风 机 的 进 口 和 出 口 的 风
力， 也就 是空 气在风 道 中流动 时 的压 力损 失 ， 等 它
节 能技术 在 风道 系统 的应 用 ， 变 了 以往 通 改 于摩擦 阻力 和 局部 阻力 之 和 。风道 的 阻力 ， 供 是
风量风压风速的计算方法
风量风压风速的计算方法一、测定点位置的选择：通风管道内风速及风量的测定，是通过测量压力再换算取得的。
要得到管道中气体的真实压力值，除了正确使用测压仪器外，合理选择测量断面，减少气流扰动对测量结果的影响，也很重要。
测量断面应选择在气流平稳的直管段上。
由于速度分布的不均匀性，压力分布也是不均匀的，因此必须在同一断面上多点测量，然后求出平均值。
圆形风道在同一断面设两个互相垂直的测孔，并将管道断面分成一定数量的等面积同心环。
矩形风道可将风道断面分成若干等面积的小矩形，测点布置在每个小矩形的中心。
二、风道内压力的测定。
测试中需测定气体的静压、动压和全压。
测全压的孔应迎着气流的方向，测静压的孔应垂直于气流的方向，全压和静压之差即为动压。
气体压力的测量通常是用插入风道中的测压管将压力信号取出，常用的仪器是皮托管和压力计。
标准皮托管是一个弯成90°的双层同心圆管。
压力计有U形压力计和倾斜式微型压力计。
皮托管和压力计相配合测出压力。
三、风速的测定。
常用的测定管道内风速的方法有间接式和直读式。
间接式先测得管内某点动压，再算出该点风速。
此法虽然繁琐，由于精度高，在通风测试系统中得到广泛应用。
直读式测速仪是热球式热电风速仪，测头会受到周围空气流速的影响，根据温升的大小即可测出气流的速度。
四、局部吸排风口风速的测定：1，匀速移动法：使用叶轮式风速仪，沿风口断面匀速移动，测得风口平均风速。
2，定点测定法：使用热球式热电风速仪，按风口断面大小，分成若干面积相等的小方块，在小方块的中心测定风速，取其平均值。
五、局部吸排风口风量的测定：1，用动压法测定断面动压，计算出风速，算出风量。
2，用动压法不易找到稳定的测压断面时，使用静压法求得风量。
空调风道风速计算方法与风口选择
空调风道风速计算方法与风口选择风管，是用于空气输送和分布的管道系统。
有复合风管和无机风管两种。
风管可按截面形状和材质分类。
中央空调风口是中央空调系统中用于送风和回风的末端设备，是一种空气分配设备。
送风口将制冷或者加热后的空气送到室内，而回风口则将室内污浊的空气吸回去，两者形成一整个空气循环，在保证室内制冷采暖效果的同时，也保证了室内空气的制冷及舒适度。
风口的大小取决于室内机容量的大小，如果出风口过大，风管过长，则气流速度就会下降，从而影响空调使用效果；如果出风口选择过小，则气流速度会变大，从而导致风直吹人体上引起的不适感，还有可能导致噪音过大。
1、风管内的风速：一般空调房间对空调系统的限定的噪音允许值控制在40 ～50dB（A）之间，即相应NR（或NC）数为35 ～45dB（A）。
根据设计规范，满足这一范围内噪音允许值的主管风速为4 ～7m/s，支管风速为2 ～3m/s。
通风机与消声装置之间的风管，其风速可采用8 ～10m/s。
2、出风口尺寸的计算：为防止风口噪音，送风口的出风风速宜采用2 ～5m/s。
风口的尺寸计算与风管道尺寸的计算基本相同，一般当层高在3 ～4米的房间大约取风速在2 ～2.5m/s。
3、回风口的吸风速度：回风口位于房间上部时，吸风速度取 4 ～5m/s，回风口位于房间下部时，若不靠近人员经常停留的地点，取 3 ～4m/s，若靠近人员经常停留的地点，取1.5 ～2m/s，若用于走廊回风时，取1 ～1.5m/s。
4、风管安装注意事项及风管计算：在风管设计尽量小的情况下保证主管风速5m/s，支管风速3m/s。
（1）风管计算公式：所选设备风量÷3600÷风速=风管截面积；同时注意保证风管：长边÷短边≤4，一般不要＞4，特殊情况特殊对待；（2）风口的选择：所选房间风量÷3600÷风速=散流器喉部截面积；注意：双百叶风口截面积为以上公式所得面积÷0.7。
通风管道系统的设计计算
通风管道系统的设计计算首先，通风管道系统的设计需要根据建筑物的用途和面积确定通风需求。
通风需求的计算通常基于建筑物的使用人数、通风目标、空气质量要求等因素。
其次，需要确定通风系统的工作参数，包括通风风量、通风速度和压力损失。
通风风量与通风需求密切相关，可以根据通风需求进行估算。
通风速度则根据通风风量和通风管道的截面积来计算。
压力损失与通风管道材料、直径、长度、弯头、分支等因素有关，可以通过计算或查表确定。
然后，根据通风系统的工作参数，选择合适的通风管道材料和规格。
通风管道材料常见的有金属材料如钢板、镀锌板、铁皮等以及非金属材料如塑料管、玻璃钢管等。
在选择时，需要考虑通风系统中的气流特性、耐腐蚀性、机械强度等因素。
接下来，需要进行管道系统的布置和分支计算。
通风管道系统应合理布置，避免管道的交叉和弯曲，减少阻力和压力损失。
分支计算时需要考虑分支管道的长度、直径和弯头数量，保证通风风量的平衡和均匀分布。
最后，进行管道系统的稳定性计算和支撑设计。
通风管道系统在运行过程中需要承受气流的冲击和压力变化，因此需要进行稳定性计算，确保管道系统的结构稳定和安全。
同时，还需要设计合适的支撑结构，保证管道的固定和支撑，防止因振动或外力导致的破坏。
综上所述，通风管道系统的设计计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过合理的设计和计算，可以确保通风系统的正常运行，提供良好的室内空气质量。
同时，还需要对通风管道系统的运行进行监测和维护，及时发现和解决问题，保持通风系统的稳定性和效率。
风量的计算方法_风压和风速的关系
风量的计算方法_风压和风速的关系在通风、空调、工业通风等领域，风量的计算是一项非常重要的工作。
风量的准确计算对于保证系统的正常运行、达到预期的效果以及节能都具有关键意义。
而风压和风速又与风量密切相关，理解它们之间的关系对于风量的计算至关重要。
首先，我们来了解一下风量的概念。
风量是指单位时间内通过某一截面的空气体积，通常用立方米每秒（m³/s）或立方米每小时（m³/h）来表示。
常见的风量计算方法有以下几种：1、基于风速的计算如果我们能够直接测量或估算出通过某一截面的风速，那么风量就可以通过风速与截面面积的乘积来计算。
假设风速为 v（m/s），截面面积为 A（m²），则风量 Q（m³/s）可以表示为：Q ＝ v × A 。
例如，一个风道的截面为矩形，长为 2 米，宽为 1 米，测得风速为 5 m/s，那么风量 Q ＝ 5 × 2 × 1 ＝ 10 m³/s 。
2、基于流量系数的计算在一些特定的设备或风道中，由于存在阻力和流动特性的影响，不能简单地使用风速乘以面积来计算风量。
此时，会引入流量系数 K 来进行修正。
风量 Q ＝ K × v × A 。
流量系数需要通过实验或厂家提供的数据来确定。
接下来，我们探讨一下风压和风速的关系。
风压是指空气在流动过程中，垂直作用于物体表面的压力。
风速则是空气流动的速度。
它们之间存在着一定的数学关系。
根据伯努利方程，在忽略空气的粘性和可压缩性的理想情况下，风压 P（Pa）与风速 v（m/s）的关系可以表示为：P ＝05 × ρ × v² ，其中ρ 是空气的密度（kg/m³），在标准大气压和常温下，约为 12 kg/m³。
从这个公式可以看出，风压与风速的平方成正比。
也就是说，风速增加一倍，风压将增加四倍。
在实际应用中，我们可以利用风压和风速的关系来计算风量。
空调制作各个计算公式
空调制作各个计算公式在空调制作过程中，我们需要用到一些计算公式来帮助我们确定空调的制冷量、风量、能耗等参数。
本文将介绍空调制作过程中常用的各个计算公式，帮助大家更好地理解空调制作的原理和方法。
1. 制冷量计算公式。
空调的制冷量是指空调在单位时间内从室内空气中吸收的热量，通常用单位为千瓦（kW）来表示。
制冷量的计算公式为：Q = m c Δt。
其中，Q为制冷量，单位为千瓦；m为空气的质量，单位为千克；c为空气的比热容，单位为kJ/(kg·℃)；Δt为空气的温度变化，单位为℃。
2. 风量计算公式。
空调的风量是指空调在单位时间内送风的体积，通常用单位为立方米/小时（m³/h）来表示。
风量的计算公式为：V = A v。
其中，V为风量，单位为m³/h；A为送风口的面积，单位为平方米；v为送风口的风速，单位为米/秒。
3. 能耗计算公式。
空调的能耗是指空调在工作过程中消耗的电能，通常用单位为千瓦时（kWh）来表示。
能耗的计算公式为：E = P t。
其中，E为能耗，单位为kWh；P为空调的功率，单位为千瓦；t为空调的运行时间，单位为小时。
4. 制冷剂流量计算公式。
在空调制作过程中，需要确定制冷剂的流量，以确保空调的制冷效果。
制冷剂流量的计算公式为：m = Q / (h1 h2)。
其中，m为制冷剂的流量，单位为千克/小时；Q为制冷量，单位为千瓦；h1为制冷剂的入口焓值，单位为kJ/kg；h2为制冷剂的出口焓值，单位为kJ/kg。
5. 制冷剂冷凝量计算公式。
制冷剂冷凝量是指制冷剂在冷凝器中冷凝的量，通常用单位为千克/小时（kg/h）来表示。
制冷剂冷凝量的计算公式为：G = m x。
其中，G为制冷剂冷凝量，单位为kg/h；m为制冷剂的流量，单位为千克/小时；x为制冷剂的干度，为无量纲。
通过以上介绍，我们可以看到在空调制作过程中，需要用到各种计算公式来确定空调的制冷量、风量、能耗等参数。
这些计算公式不仅可以帮助我们更好地理解空调的制作原理，还可以指导我们在实际操作中进行准确的计算和设计。
通风管道系统的设计计算
风管水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法 等几种，目前常用的是假定流速法。
假定流速法，先按照技术经济要求选定风管的流速，再根据 风管的风量的断面尺寸和阻力，然后对各之路的压力损失进行调34 整，使其平衡。
三、 风道设计的步骤 下面以假定流速法为例介绍风管水力计算的步骤。 （1）绘制通风或空调系统轴测图 （2）确定合理的空气流速 （3）根据各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计 算最不利环路的摩擦阻力和局部阻力
流体经过这些管件时，由于边壁或流量的变化，均匀流在这一 局部地区遭到破坏，引起流速的大小，方向或分布的变化，或者气 流的合流与分流，使得气流中出现涡流区，由此产生了局部损失。 局部阻力一般按下面公式确定：
υ2ρ Zζ
2
局部阻力系数也不能从理论上求得，一般用实验方法确定。在
附录5中列出了部分常见管件的局部阻力系数。
L3 1.94m3 / s 7000 m3 / h ,D3 560 mm, v3 7.9m / s
分支管中心夹角 3，00求此三同的局部阻力。
28
[解] 按附录2列出的条件，计算以下各值
L2 0.78 2800 0.4 L3 1.94 7000
F2 F3
D2 D3
2
250 2 560
0.01 0.1
0.63
100
Rm(Pa/m)
19
2）用流量当量直径求矩形风管单位长度摩擦阻力。 矩形风道的流量当量直径
ab 0.625
0.5 0.32 0.625
DL 1.3 a b 0.25 1.3 0.5 0.32 0.25 m 0.434m
200
200
空气量 m3/s
客车空调送风风道设计
客车空调送风风道设计1、评价客车空调使用效果的指标（1）降温能力——从一定的车内高温环境降低到乘员舒适性温度环境所用的时间，时间越短，空调使用效果越好。
（2）车内温度场的均匀性——即在同一时间车内任意两点的温差，一般要求不能超过3℃2、降温能力决定因素（1）空调名义制冷量Q1不同的车长，不同车型空调的空调名义制冷量选择要由该车空调制冷负荷的决定。
通常需要通过计算整车的空调制冷负荷，工程上按车型有不同的标准来确定旅游车、团体车——ＪＴ/T２１６《客车空调系统技术条件》按人均制冷量选取公交车、校车、机场摆渡车——CJ-T134《城市公交空调客车空调技术条件》按车厢容积选取。
（2）冷气在风道内的热损失Q2冷气在风道内的热损失Q2由空调风道的设计来决定。
通常与风道的长度，风道的气流阻力，风道的隔热保温能力有关。
（3）整车的实际制冷量Q3Q3=Q1-Q2同等条件下整车的实际制冷量Q3越大，降温能力越强，空调的使用效果越好。
3、 车内温度场的均匀性车内温度场的均匀性由空调风道的设计来决定，通常涉及如下几个因素：（1） 空调的布置——决定了风道的截面积和风道的长度，影响了风道内压力分布，进而影响风道上每个出风口的风量。
（2） 风道出风口布置—由于车箱内不同处热负荷不同，要确保车内温度场的均匀性，风道出风口的数量和布置要依据此处的制冷负荷设计。
4、 风道设计重要性由此可见，风道的设计不仅影响整车降温能力，而且影响车内温度的均匀性，在整个空调布置设计中占据重要的位置由于整车布置的原因，空调布置型式多变————风道外型和设计发生变化；由于整车不同位置热负荷不同——风道出风口设计发生变化5、 风道设计计算（1）风道截面面积计算风道总的送风截面面积 0003600v L F m2式中：0L —蒸发器的送风量，m3/h 。
0v —风道内冷空气的流速，一般取为5～8m/s 。
风道的截面面积 n F S 0= m2式中：n —对双侧前后送风风道，其值为4；对双侧单方向送风风道，其值为2。
中央空调基础的知识点整理
目录第一部分中央空调基础知识一、有关空调的基础知识1、空调的基本概念2、空调的分类3、有关空调的常用术语4、常用空调计量单位及换算5、几种常见空调主机形式6、中央空调机组分类二、中央空调工作原理1、空调的制冷工作原理2、空调的制热工作原理3、空调系统的组成部分第二部分中央空调方案设计基础知识介绍一、各类建筑物空调负荷估算值二、空调方案比较确定三、制冷主机选型四、末端设备选型1、风机盘管选型2、空调机组选型五、空调水系统设计1、空调水系统的设计原则2、各种空调水系统的优缺点比较3、冷却水系统设计4、冷冻水系统设计5、冷凝水系统设计六、空调风系统设计1、空调风系统设计原则2、空调气流组织分布3、空调风管管径及风口尺寸计算第三部分中央空调工程造价第四部分中央空调施工简介第五部分净化空调简介第六部分采暖工程简介第七部分部分经典案例介绍第一部分中央空调基础知识一、有关中央空调的基础知识1、空调的基本概念1.1什么是空调？答：对空气进行适当的处理，使室内空气的温度、相对湿度、压力、洁净度和气流速度等参数能保持在一定范围内。
这种制造室内气候环境的技术措施，称为空气调节，简称空调。
1.2空气调节的任务？答：在一定的范围内保持室内的温度和相对湿度，是空调最基本的任务。
空调环境要求的最佳温度和最佳相对湿度，分别称为温度基数和相对湿度基数。
空调环境允许的温度和相对湿度的波动值，称为空调精度。
舒适性空调对空调精度无严格的规定，工艺性空调、净化性空调对空调精度则有明确规定。
1.3什么是制冷剂，其工作原理是什么？答：在被冷却对象和环境介质之间传递热量，并最终把热量从被冷却对象传给环境介质的制冷机中进行制冷循环的工作物质。
其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。
1.4什么是载冷剂，其工作原理是什么？答：将制冷装置的制冷量传递给被冷却介质的媒介物质。
风管风速参数
风管与风速的确定风管计算三种方法：静压复得法假定风速法等摩阻法空调风系统的管道设计（一）风管机在设计管道时首先必须从产品资料上了解三个参数：风量、风压、噪声。
1．风量：为了确定送风管道大小。
2．风压：也叫机外静压。
为了计算在送风过程中克服阻力所需的参数。
简单不确切地说，就是能将风送多大距离的动力。
3．噪声：其产品技术资料所标的噪声只是相对的，因为噪声是随不同条件而相应的变动的。
可能产生噪声的渠道有：机器本身的风机、机器运行振动、送风风压过大等。
（二）风系统设计包括的主要内容有：合理采用管内的空气流速以确定风管截面尺寸，计算风系统的阻力及选择风机，平衡各支风路的阻力以保证各支风路的风量达到设计值。
那么管内风速如何选择？风管尺寸如何来确定呢？※管内风速的选取决定了风管截面的尺寸，两者之间的关系如下：F=a×b=L/(3600＆#8226;V) （公式1-1）式中：F：风管断面积（㎡）a、b：风管断面长、宽（m）L：风管风量（m³/h）V：风速（m/s）以上各取值受到以下几个方面的影响：①建筑空间：在现代的建筑中，无论是多层建筑或高层建筑，还是高档别墅，建筑空间都是相当紧张的，因此要求我们尽可能提高风速以减少风管的截面。
（管内风速与风管截面积成反比，即是风速越高，则风管截面积越小，反之，风速越低，则风管截面积越大。
）②风机压力及能耗：风速越高，则风阻力越大，风机的能耗也就越大，从此点来说又要求降低风速。
③噪音要求：风速对噪音的影响表现在三个方面：首先，随着风速的提高，风机风压的要求较高而引起风机的运行噪声加大；第二，风速加大至一定程度时，在通过风管部件时将产生气流噪声；第三，随着风速的提高，风管消声的消声能力下降。
总的来说，风管内的风速越高，则所产生的噪声就越大。
因此,管内风速的选取是综合平衡各种因素的一个结果.通过查阅相关资料和有关手册以及根据实际工程的体会,建议空调通风系统中的各种风道内的推荐风速见下表所示:（表1）场合以合宜噪声为主导主风管的风速V（m/s）以合宜风管阻力为主导的风速V（m/s）送风风速标准逗留区之最大允许流速m/s送风口之最大允许流速m/s逗留区流速与人体感觉的关系空调房间允许之最大送风温差℃不同送风方式的送风量指标和室内平均流速低速风管系统的最大允许流速m/s推荐的送风口流速m/s低速风管系统的推荐和最大流速m/s以噪音标准控制的允许送风流速m/s回风格棚的推荐流速m/s通风系统之流速m/s百叶窗的推荐流速m/s打印本页 || 关闭窗口规范中干管，支管等风速的范围是多少？（1）采用金属风道时，不应大于20m/s；（2）采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风管时不应大于15 m/s；（3）送风口的风速不宜大于7 m/s；排烟口的风速不宜大于10 m/s。
空调系统风道的流场分析与优化研究
空调系统风道的流场分析与优化研究空调系统是现代建筑中不可或缺的设备，而空调系统中的风道对其性能至关重要。
风道的设计和优化可以直接影响空调系统的运行效率，能耗和室内空气质量。
因此，对空调系统风道的流场进行分析与优化研究具有重要意义。
一、风道流场分析风道流场分析是研究空气在风道中流动和传热过程的方法。
在分析风道流场时，可以采用计算流体力学（CFD）模拟方法来模拟空气的流动，了解风速、温度和压力等参数的分布情况，从而评估风道的设计是否合理。
在风道流场分析中，首先需要对建筑的结构和房间布局进行准确的建模。
然后，通过设置适当的边界条件，模拟室外和室内的温度、湿度和风速等参数，再根据空气的流动性质，建立相应的数值模型。
通过求解相应的方程，可以得到在风道中空气的速度、温度和压力等分布情况。
通过对风道流场进行分析，可以评估空调系统的运行效果。
例如，在室内中央空调系统中，通过分析风道的流场，可以确定供风和回风的位置，优化风速和温度分布，从而提高室内空气的均匀度和舒适度。
二、风道优化研究风道的优化研究旨在通过改善风道的结构和布局，进一步提高空调系统的性能。
以下是一些常见的风道优化技术。
1. 风道设计：合理的风道设计可以降低空气阻力，减少能耗。
例如，通过合理选择风道的形状和尺寸，在改善空气流通的同时，减少湍流和压力损失。
2. 风道材料：选择合适的风道材料可以减少风道的摩擦阻力，提高空调系统的效能。
例如，采用光滑表面的材料，可以减少摩擦阻力，提高空气流动性能。
3. 风道布局：合理的风道布局可以提高空气的均匀度和舒适度。
例如，在供风段和回风段之间设置屏障，可以避免短路效应，改善室内空气的分布。
4. 风道调节：通过风道调节，可以根据实际需求调整不同房间的送风量和回风量，实现能耗的最优化。
例如，采用变风量系统，根据房间的不同负荷需求，调整送风量的大小，提高空调系统的效能。
通过风道优化研究，可以进一步提高空调系统的性能。
合理的风道设计和布局，不仅可以提高空调系统的效能和能耗，还可以改善室内空气质量，提高室内环境的舒适度。
风道设计原理
风道设计原理风道设计原理是指在建筑物空调系统中，通过合理设计和安装风道，使空气能够顺畅地流动，达到室内舒适的空气分布效果。
风道设计原理的关键在于保证风道的流线型，减少风阻，提高空气流通效率。
风道设计原理要考虑空气流动的方向和速度。
根据不同的空调系统和建筑物结构，确定风道的布置方式，使空气能够从送风口均匀地分布到各个房间。
风道的设计应该避免直角弯曲和过长的直线段，以减少阻力和压力损失。
此外，风道内部的面积和高度也要根据空气流动的需求进行合理调整，以保证空气能够顺畅地流动。
风道设计原理还要考虑空气的净化和调湿功能。
在风道中设置过滤器和加湿器等设备，可以净化空气、调节湿度，提高室内空气质量。
过滤器能够去除空气中的灰尘和细菌等污染物，保证室内空气的清洁；加湿器能够增加室内空气的湿度，改善干燥的环境。
这些设备的设置位置和数量应该根据实际情况进行合理安排，以达到最佳的净化和调湿效果。
风道设计原理还要考虑噪音和能耗的控制。
在风道的设计和材料选择上，要尽量减少风道与建筑物的接触面积，以避免传递噪音。
同时，风道的材料也要选择密封性好、隔音效果好的材料，以减少空气流动时产生的噪音。
在能耗方面，风道的设计要尽量减少风阻和压力损失，以降低空调系统的能耗，提高能源利用效率。
风道设计原理还要考虑风道的维护和清洁。
风道内部应该定期清洁，防止灰尘和污物积聚，影响空气流通和质量。
同时，风道的维护也包括定期检查和维修，以确保风道的正常运行和使用寿命。
风道设计原理是实现空调系统舒适空气分布的关键。
通过合理设计风道的流线型、考虑空气流动方向和速度、净化和调湿功能、噪音和能耗控制以及维护和清洁等因素，可以达到良好的空气分布效果，提高室内环境的舒适度。
因此，在建筑物空调系统设计中，风道设计原理是不可忽视的重要因素之一。
5通风管道的设计计算
29
图5-7 管件制作和连接的优劣比较
30
5）通风机的进口和出口
要尽量避免在接管处产生局部涡流，通风 机的进口和出口风管布置方法可采用图58所示。
图5-8 风机进出口的管道连接
21
表5-2 几种罩口的局部阻力系数和流量系数
22Βιβλιοθήκη 风管系统的出口处，气流排入大气。当空气由 风管出口排出时，气流在排出前具有的能量将 全部损失掉。
对于出口无阻挡的风管，这个能量消耗就等于 动压，所以出口局部阻力系数ζ =1；
若在出口处设有风帽或其它构件时，ζ >1，风 管出口的局部阻力大小等于ζ >1的部分的数值。
2）流量当量直径
设某一圆形风管中的气体流量与矩形风管的气 体流量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等， 则该圆形风管的直径就称为此矩形风管的流量 当量直径，以DL表示。
根据推导，流量当量直径可近似按下式计算。
DL 1.275
a3 b3 ab
在常用的矩形风管的宽、高比条件下，其误差在5%左右。
在通风空调工程中，常采用不同材料制作风管， 各种材料的粗糙度K见下表所示
风管材料
薄钢板或镀锌钢板
塑料板 矿渣石膏料 矿渣混凝土板
绝对粗糙度 (mm)
0.15～0.18 0.01～0.05
1.0 1.5
风管材料
胶合板 砖砌体 混凝土 木板
绝对粗糙度 (mm)
1.0 3.0～6.0 1.0～3.0 0.2～1.0
如果受到安装位置的限制，需要在风机出口处 直接安装弯管时，弯管的转向应与风机叶轮的 旋转方向一致。
通风与空调工程第二版 习题答案第9-11章
第九章 空调风系统1. 答：空调风系统风道设计计算的目的是，在保证要求的风量分配前提下，合理确定风管布置和截面尺寸，并计算系统的阻力，使系统的初投资和运行费用综合最优。
2. 答：由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力或沿程阻力，克服摩擦阻力而引起的能量损失称为沿程压力损失，简称沿程损失。
空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力，克服局部阻力而引起的能量损失，称为局部压力损失，简称局部损失。
3. 【解】方法一：利用附录9-1，在横坐标上找到L ＝10000 m 3/h 的点，画平行于纵坐标的直线和风道直径800 mm 的斜线相交，从交点水平向左，在K ＝0.15 mm 纵坐标上查到：R m ＝0.45 Pa/m ，从交点处也可得出风速v ＝6 m/s ，动压头P d ＝21 Pa 。
方法二：利用附录9-2查得R m ＝0.43 Pa/m ，也可得出风速v ＝6 m/s ，动压头P d ＝21.60 Pa 。
4. 【解】方法一：风管内空气流速54.05.0360036003600=⨯⨯==F L v m/s 流速当量直径44.04.05.04.05.022=+⨯⨯=+=b a ab D v m 根据v = 5 m/s ，D v = 0.44 m ，K = 3 mm 查附录9-1得R m ＝1.2 Pa/m 。
温度修正系数923.0)50273293()27320273(825.0825.0t =+=++=t ε 所以，14.12.1923.0m t m =⨯=='R R ε Pa/m方法二：流量当量直径49.04.05.04.05.0265.1265.151335133L =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=b a b a D m根据L ＝3600 m 3/h ，D L = 0.49 m ，K = 3 mm 查附录9-1得R m ＝1.2 Pa/m 。
HVAC空调系统的风管设计
风速选择
空调系统中的空气流速
用流速控制法进行管道设计计算
画管路系统图（各管长、风量） 确定最不利环路（标注管段） 选流速，定管道断面尺寸 按实际V (和 Dv) 查定 Rm 计算各管段阻力，系统总阻力 确定其余管道尺寸，检查平衡性
例题7-3 设计计算
5.风管系统压力分布（单风机）
集中式全空气空调系统设计风管水力 风管系统压力分布（单风机） 非标准的风管断面尺寸比最好不超过 4 ：1 管道布置方案确定后，根据管道长度、各 集中式全空气空调系统设计风管水力 力求简洁，节省材料，降低能耗 风管系统压力分布（单风机） 静压复得法：分支较多的风管，均匀送风管 管道布置方案确定后，根据管道长度、各 集中式全空气空调系统设计风管水力 集中式全空气空调系统设计风管水力 计算各管段阻力，系统总阻力 确定最不利环路（标注管段） 用流速控制法进行管道设计计算 合理确定流速，避免气流噪声 按实际V (和 Dv) 查定 Rm 摩檫阻力（沿程阻力）； 摩檫阻力（沿程阻力）； 4 ：1
按《全国通用通风管道计算表》； 非标准的风管断面尺寸比最好不超过
4 ：1
4. 风管水力计算
设计性计算： 管道布置方案确定后，根据管道长度、各 管段流量，计算确定管道尺寸和选风机。
校核性计算： 已知管道长度、各管段尺寸和风机参数， 校核各管段流量是否达到要求。
4. 风管水力计算
流速控制法
集中式全空气空调系统设计风管水力 计算一般都用流速控制法 最不利环路----选流速----定尺寸----总阻力---选风机 等压损法：总压力以定，作分支风管压损平衡 静压复得法：分支较多的风管，均匀送风管
HVAC空调系统的风管设计
几个术语概念
摩檫阻力（沿程阻力）； 局部阻力 水力半径 流速当量直径 Dv = 2ab/(a+b) 流量当量直径 ?
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弯头内空气的流动 渐扩管内空气的流 合流三通内空气的流
状态
动状态
动
三、风道内空气流动阻力 风道内空气流动阻力，等于摩擦阻力和局部
阻力总和，即：
P ( P m Z ) ( lR m Z )
l 4Rs
v2
2
式中:λ-摩擦阻力系数
Rs-风道水力半径，m; l-风道长度，m;
v-风道内空气平均流速，m/s;
ρ-空气密度，kg/m3.
(一）摩擦阻力系数λ的确定
对于层流，λ只与Re数有关；对于紊流，λ与 Re数及壁面粗糙度都有关。根据实验研究结果， 通常按流态、分区域给出不同的计算λ公式。
2.变径管
空气流经变径管时，由于过流断面的变化而引 起流速变化，在减速增压区产生边界层脱离并 形成旋涡，造成局部阻力损失。过流断面变化 愈大，损失也愈大，要想减小阻力损失，就必 须减小过流断面的变化，可以用渐变管来代替 突然扩大和突然缩小管。
3. 三通
三通形状是由总流与支流的夹角α及其面积比 F1/F3，F2/F3这几个几何参数确定的。但三通 的特征是它的流量前后有变化，因此，三通局 部阻力系数不仅与几何形状有关，而且与流量 比L1/L3，L2/L3有关。
若按水力粗糙管推导，得到：
DL
=1.265
a3b3 ab
0.2
若按水力光滑管推导，得到：
DL=1.31(aa3bb)31.25
0.21
在运用当量直径时，有两点需要注意。
第一，当量直径概念用于紊流流动是合适的， 用于层流则会产生较大误差。条缝行风道运用 当量直径时也会产生较大误差。
第二，在利用线算图查摩擦阻力时，一定要注 意对应关系。如采用Dv时，必须用矩形风道中 流速去查，如采用Dl时，必须用矩形风道中流 量去查。但是，无论用哪种当量直径去查，其 单位长度摩擦阻力Rm都是相等的。
摩擦阻力主要发生在流动边界层内。空气在风 道内流动时，由于边壁上流体质点无滑动，故 而从边壁开始形成一个边界层。边界层内存在 较大的流速梯度，所以在流体流动时，就产生 了阻碍流体流动的内摩擦力。
空气在风道中的流动阻力，通常以单位体积流 体的能量损失ΔP表示。
摩擦阻力Δpm的数学表达式为:
pm
由v=5m/s，Dv=0.44m,以及K=0.15mm,从图7-2查得 Rm=0.9Pa/m
二、局部阻力
在风道系统中，总要安装一些管件用以控制或 调节风道内空气的流动。比较典型的管件有： 弯头，三通及变径管。当空气流经管件时，由 于流量大小和流动方向的改变，引起了流速的 重新分布并产生涡流。由此产生的阻力，称为 局部阻力。
（二）风道的水力半径和矩形风道当量直径的计 算
水力半径Rs：过流断面A与湿周P之比。
Rs
A P
定义
定义式
1.流速当量直径
设定某一圆形风道中的空气流速与矩形风道中 的流速相等，并且单位长度摩擦阻力也相等， 则该圆形风道直径就称为此矩形风道的流速当 量直径。用Dv表示。
根据定义，有下式成立：
2 2
空调系统的风道设计、压力分布和计算
第一节 风道内空气流动阻力； 第二节 风道内的压力分布； 第三节 风道的水力计算； 第四节 均匀送风管道的设计计算；
第一节 风道内空气流动阻力
空气粘性及风道内 流体的相对运动
内摩擦力 次要地位
空气流动惯性及风 道边壁扰动
局部阻力
主要地位
空气流动阻力
一、摩擦阻力
一、仅有摩擦阻力的风道内压力分布线的绘制：
1
2 2′
3
v
v
l1-2
l2′-3
pd pq2′ pj2′
pq2 pj2
pd
0 大气压力线
0
断面1：
p d1
pq1v120大气压 2
（三）摩擦阻力的温度修正
空气密度ρ，运动粘性系数v都与温度有关， 故而摩擦阻力与温度有关。计算摩擦阻力的线 算图，通常是按20℃制作的，所以对于其他温 度条件，需要进行温度校正。
（四）单位长度摩擦阻力线算图
为了避免繁琐计算，常将单位长度摩擦阻力Rm 制成线算图。制作该图的条件是：圆风道，空 气温度20℃，按照紊流过渡区公式计算。
式中的单位长度摩擦阻力可查线解图，局部 阻力系数可查附录7-1。
第二节 风道内的压力分布
风道内的压力是指风道内空气所具有的全压。全压包 括动压和静压两部分。即：
pq pd pj
式中pq,pd和pj分别为全压、动压和静压。空气在流动 过程中要损失能量，所以风道内的空气总是从全压高 的地方流向全压低的地方，即全压随着流动过程在变 化。同时，当风道的过流断面或流量发生变化时，会 引起动压和静压之间的相互转化。因此在整个风道系 统中，形成了压力分布。
P219 例7-1
有一薄钢板风道断面尺寸为500mm×400mm， 风量L=3600m3/h,求单位长度摩擦阻力Rm.粗糙 度K=0.15mm.
解 矩形风道内空气流速为：
v L 3600 5m /s 3600F36000.50.4
矩形风道的流速当量直径Dv：
D va 2 ab b20 .0 5. 5 0.0 4 .40.44m
局部阻力按下式计算：
Z 2
2
式中，ξ—局部阻力系数。
v—ξ与之对应的断面流速。
影响局部阻力系数ξ的主要因素有:管件形 状，壁面粗糙度及雷诺数。由于通风空调系
统的空气流动大都处于非层流区，故可认为
ξ仅仅和管件形状有关。
1.弯头
空气流经弯头时，流向发生变化。由于气流惯 性，则在边壁的尖角处发生边界层脱离而形成 涡流，同时因离心力作用，外侧力大于内侧， 外侧流速小于内侧，在外侧的减速增压区内也 会发生边界层脱离形成旋涡。可见，要减小弯 头的局部阻力，就必须设法减小形成旋涡的原 因。为此，可采取加大曲率半径以减小曲率， 也可在弯头内加设导流叶片。
Rm4Rs
2 圆 形=4Rs
2
矩 形
又因为λ,v及ρ均相等
Rs圆形=Rs矩形
根据定义：
Rs圆形=
PA圆形=π π 4DD2
=D 4
Rs矩形=PA矩形=2(aabb)
故有：
D
2ab ab
2.流量当量直径
设定某一圆形风道中空气流量与矩形风量中流 量相等，并且单位长度摩擦阻力也相等，则该 圆风道直径就称为此矩形风道的流量当量直径， 用DL表示。