用Excel进行空调通风管道阻力计算
风道阻力计算表
2
0.05
0.05
0.06
0.12
0.18
0.24
4
0.05
0.04
0.07
0.17
0.27
0.35
6
0.05
0.04
0.07
0.18
0.28
0.36
10
0.05
0.05
0.08
0.19
0.29
0.37
使用说明：
一、 若计 算方 风 管， 将圆 风管 的直 径填 为 0； 若计 算圆 风 管， 将方 风管 宽度 、高 度填 为0 。
矩形风 管2面扩 散管ζ
扩散角度
大小管面积比
14
20
30
45
60
90
2
0.09
0.12
0.2
0.34
0.37
0.38
4
0.16
0.25
0.42
0.6
0.68
0.7
6
0.19
0.3
0.48
0.65
0.76
0.83
圆形风管和矩形风管的渐缩管
扩散角度
大小管面积比
10
15—40 50—60
90
120
150
#DIV/0! #DIV/0!
0.07
0.12
0.23
0.27
0.27
0.15-0.21 0.18-0.28 0.36-0.52 0.55-0.76 0.59-0.87
0.64-0.88 0.27
0.59-0.87
0.63-0.88 0.27
0.57-0.87
0.05 0.07
0.12
实用管道压降计算程序EXCEL版
3.07
4.80 6.91 9.40 12.28 15.54 19.18 23.21 27.62 32.42 37.60
2.02
3.16 4.55 6.20 8.09 10.24 12.65 15.30 18.21 21.37 24.79
1.73
2.70 3.89 5.29 6.91 8.74 10.79 13.06 15.54 18.24 21.15
20.5779 15.404 9.37461 6.93369 28.4314 14.95708 28.05718 6.806622
4193858 1632928 248443 156767 3767392 4529028 1585895 197228.6
完全湍 完全湍 过渡湍 过渡湍
流
流
流
流
完全湍流 完全湍流 完全湍流 过渡湍流
2.540737 3.693081 16.13613 3.192615 13.91671 4.540309 7.550516 7.932009
2.540737 3.693081 16.13613 3.192615 13.91671 4.540309 7.550516 7.932009
0
0
0
0
0
0
0
0
0.39
0.61 0.88 1.20 1.57 1.98 2.45 2.96 3.52 4.13 4.79
0.57
0.89 1.29 1.75 2.29 2.90 3.58 4.33 5.15 6.05 7.01
2.54
3.97 5.71 7.78 10.16 12.86 15.87 19.21 22.86 26.83 31.11
单位
实用管道压降计算程序EXCEL版
输入结束输入数据 :项目单位GG GG GG FG-ng FG FG-ng PG 1 管线号-7001001 7001002 7001002 7001007 7001007 7001003 7001001介质HCl1 气体流量 kg/h 63 10674 406 406 30783 29605 10268 3902 气体密度 kg/m3 1.639 6.13 6.13 3.2375 6.13 17.51 3.23758.11 3 气体粘度 cp 0.01426 0.01157 0.01157 0.01146 0.01157 0.01157 0.011460.014 4 气体 Cp/Cv - 1.334 1.3264 1.3264 1.3173 1.3264 1.19 1.3173 1.156 5初始压力 kPa(a)80 800 800 450 800800 450450 6kPa/100最大允许压力降m2020202020202020管道1 管道长度 m 100 100 100 100 100 100 100 1002 初选管径 mm 40 150 50 50 250 200 150 503 绝对粗糙度mm 0.20.20.20.20.20.20.20.2管件 Le/D 1 45度弯头 15 2 90度弯头 35 3 180度弯头 75 4 三通（分流） 40 5 三通（合流） 60 6 闸阀（全开） 7 7 截止阀（全开） 300 8 蝶阀（全开） 20 9 止回阀（全开） 135 10 容器入管口 2011 其它管件输出数据1 最终计算管径mm300 200 50 80 250 200 200 502 管道内截面积 m 2 0.07065 0.0314 0.00196 0.00502 0.049063 0.0314 0.0314 0.0019623 介质流速 m/s 20.5779 15.404 9.37461 6.93369 28.4314 14.95708 28.05718 6.806622 4 雷诺数- 4193858 1632928 248443 156767 3767392 4529028 1585895 197228.65- 完全湍 完全湍 过渡湍 过渡湍流动状态 流 流 流 流完全湍流 完全湍流 完全湍流 过渡湍流 6 摩擦系数- 0.01783 0.01964 0.02887 0.025840.018611 0.019635 0.019635 0.028987 管件当量长度m0 0 0 00 0 0 0管道压降1 100m 管道压降 kPa9.89416 7.12242 15.5121 2.54074 18.39795 19.18129 12.64617 11.00683 2 直管段压降 kPa 9.89416 7.1224215.51212.54074 18.39795 19.18129 12.64617 11.006833 局部阻力降 kPa 0 00 0 0 0 04 总压降 kPa 9.89416 7.12242 15.5121 2.54074 18.39795 19.18129 12.64617 11.00683 5 压降 % %0.89947 0.8903 1.93901 0.56461 2.299744 2.397661 2.81026 2.445961 6 末端马赫数0.04802 0.037190.022750.01625 0.069135 0.064929 0.06651 0.02721流量核算流量百米压降 (kPa) 40% 1.58 1.14 2.44 0.39 2.94 3.07 2.02 1.73 50% 2.47 1.78 3.82 0.61 4.60 4.80 3.16 2.70 60% 3.56 2.56 5.50 0.88 6.62 6.91 4.55 3.89 70% 4.85 3.49 7.48 1.20 9.01 9.40 6.20 5.29 80% 6.33 4.56 9.77 1.57 11.77 12.28 8.09 6.91 90% 8.01 5.77 12.37 1.98 14.90 15.54 10.24 8.74 100% 9.89 7.12 15.27 2.45 18.40 19.18 12.65 10.79 110% 11.97 8.62 18.48 2.96 22.26 23.21 15.30 13.06 120% 14.25 10.26 21.99 3.52 26.49 27.62 18.21 15.54 130% 16.72 12.04 25.81 4.13 31.09 32.42 21.37 18.24140%19.39 13.96 29.934.7936.0637.60 24.79 21.15150%22.2616.0334.36 5.5041.4043.1628.4524.28输入结束输入数据 :项目单位PG-ng1 管线号-7001001 PS-ngPSSM-ngSMAN-ngANMMA-ng介质1 气体流量 kg/h 406 491 473 456 439 6102 58681152 气体密度 kg/m3 3.2375 3.2375 8.11 3.2375 8.11 3.23758.11 3.23753 气体粘度 cp 0.01146 0.01146 0.014 0.01146 0.014 0.01146 0.014 0.01146 4 气体 Cp/Cv - 1.3173 1.3173 1.156 1.3173 1.156 1.3173 1.156 1.3173 5初始压力 kPa(a)450 450450450450 450450 450 6kPa/1002020 20202020 2020 最大允许压力降m管道1 管道长度 m100 100 100 100 100 100 100 100 2 初选管径 mm 50 25 25 25 25 150 100 25 3 绝对粗糙度mm 0.20.20.20.20.20.20.20.2管件 Le/D 1 45度弯头 15 2 90度弯头 35 3 180度弯头 75 4 三通（分流） 40 5 三通（合流） 60 6 闸阀（全开） 7 7 截止阀（全开） 300 8 蝶阀（全开） 20 9 止回阀（全开） 135 10 容器入管口 2011 其它管件输出数据1 最终计算管径mm80 80 50 80 50 200 150 402 管道内截面积 m 2 0.005024 0.005024 0.001962 0.005024 0.001962 0.0314 0.017662 0.0012563 介质流速 m/s 6.933685 8.385319 8.255211 7.787588 7.661813 16.67364 11.37928 7.8559 4 雷诺数 - 156767 189587.7 239202.8 176073.3 222008.6 942455.5 989177.1 88808.91 5 流动状态 - 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流6 摩擦系数- 0.025838 0.025679 0.028883 0.025738 0.028918 0.019962 0.021339 0.0314197 管件当量长度m0 0 0 0 0 0 0 0管道压降1 100m 管道压降 kPa2.5407373.693081 16.13613 3.192615 13.916714.540309 7.550516 7.932009 2 直管段压降 kPa 2.540737 3.69308116.136133.192615 13.916714.5403097.550516 7.9320093 局部阻力降 kPa 0 00 00 04 总压降 kPa 2.540737 3.693081 16.13613 3.192615 13.91671 4.540309 7.550516 7.932009 5 压降 % %0.564608 0.820685 3.585806 0.70947 3.092603 1.008958 1.677893 1.762669 6 末端马赫数0.01625 0.0196770.0331960.018264 0.0307310.0391640.045312 0.018523流量核算流量百米压降 (kPa) 40% 0.39 0.57 2.54 0.49 2.19 0.71 1.19 1.23 50% 0.61 0.89 3.97 0.77 3.42 1.12 1.87 1.92 60% 0.88 1.29 5.71 1.11 4.92 1.61 2.69 2.76 70% 1.20 1.75 7.78 1.51 6.70 2.19 3.66 3.76 80% 1.57 2.29 10.16 1.97 8.75 2.86 4.78 4.91 90% 1.98 2.90 12.86 2.50 11.08 3.62 6.04 6.21 100% 2.45 3.58 15.87 3.09 13.67 4.47 7.46 7.67 110% 2.96 4.33 19.21 3.73 16.55 5.40 9.03 9.28 120% 3.52 5.15 22.86 4.44 19.69 6.43 10.74 11.04 130% 4.13 6.05 26.83 5.21 23.11 7.55 12.61 12.96140%4.79 7.01 31.116.0526.808.75 14.62 15.03150% 5.508.0535.72 6.9430.7710.0516.7917.25输入结束输入数据 :项目单位FG-CH4 LS LS LS 1 管线号-MMASAR-ngSAR7001001 7001002 7001001 7001002 7001003介质1 气体流量 kg/h 100 1533 1475 7969 9864 6128 2108 1002 气体密度 kg/m3 8.11 3.2375 8.11 2.27 8.11 2.37 2.37 2.37 3 气体粘度 cp 0.014 0.01146 0.014 0.0118 0.014 0.014 0.014 0.014 4 气体 Cp/Cv - 1.156 1.3173 1.156 1.3247 1.156 1.3477 1.34771.3477 5初始压力 kPa(a)450 450 450 450450 4504504506kPa/1002020201220202020 最大允许压力降m管道1 管道长度 m100 100 100 100 100 100 100 100 2 初选管径 mm 25 80 50 200 25 150 100 25 3 绝对粗糙度mm 0.20.20.20.20.20.20.20.2管件 Le/D 1 45度弯头 15 2 90度弯头 35 3 180度弯头 75 4 三通（分流） 40 5 三通（合流） 60 6 闸阀（全开） 7 7 截止阀（全开） 300 8 蝶阀（全开） 20 9 止回阀（全开） 135 10 容器入管口 2011 其它管件输出数据1 最终计算管径mm40 100 80 200 200 200 150 402 管道内截面积 m 2 0.001256 0.00785 0.005024 0.0314 0.0314 0.0314 0.017662 0.0012563 介质流速 m/s 2.727012 16.75561 10.05586 31.05602 10.7597 22.8738 13.98839 9.331674 4 雷诺数 - 63214.29 473544.5 466205.3 1195350 1247091 774754.3 355348.6 63214.29 5 流动状态 - 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流 6 摩擦系数- 0.031819 0.023809 0.025211 0.019894 0.019884 0.02003 0.021766 0.0318197 管件当量长度m0 0 0 0 0 0 0 0管道压降1 100m 管道压降 kPa2.424777 10.93737 13.06199 10.873984.717752 6.276539 3.401037 8.297442 2 直管段压降 kPa 2.42477710.9373713.0619910.873984.7177526.2765393.401037 8.2974433 局部阻力降 kPa 00 04 总压降 kPa 2.424777 10.93737 13.06199 10.87398 4.717752 6.276539 3.401037 8.2974435 压降 % %0.538839 2.430527 2.902664 2.41644 1.048389 1.394786 0.755786 1.843876 6 末端马赫数0.0107970.0396420.0402940.0613490.0427080.0455360.027758 0.01862流量核算流量百米压降 (kPa) 40% 0.37 1.72 2.06 1.72 0.75 0.98 0.53 1.27 50% 0.58 2.69 3.22 2.68 1.16 1.54 0.82 1.98 60% 0.83 3.87 4.64 3.86 1.68 2.22 1.19 2.85 70% 1.13 5.27 6.31 5.26 2.28 3.01 1.61 3.88 80% 1.48 6.89 8.25 6.87 2.98 3.94 2.11 5.07 90% 1.87 8.71 10.44 8.69 3.77 4.98 2.67 6.41 100% 2.31 10.76 12.89 10.73 4.66 6.15 3.29 7.92 110% 2.80 13.02 15.59 12.99 5.64 7.45 3.99 9.58 120% 3.33 15.49 18.56 15.46 6.71 8.86 4.74 11.40 130% 3.91 18.18 21.78 18.14 7.87 10.40 5.57 13.38140%4.54 21.09 25.2621.049.1312.06 6.46 15.52150% 5.2124.2129.0024.1510.4813.847.4117.82输入结束输入数据 :项目单位LS LS MS 1 管线号-7001004 70010051101介质HCl 1 气体流量 kg/h 2086 100 3915632 气体密度 kg/m3 2.37 2.37 2.37 1.639 3 气体粘度 cp 0.014 0.014 0.014 0.01426 4 气体 Cp/Cv - 1.3477 1.34771.3477 1.334 5初始压力 kPa(a)450450450 806kPa/1002020 2020 最大允许压力降m管道1 管道长度 m 100 100 200 1002 初选管径 mm 100 25 100 403 绝对粗糙度mm 0.20.20.20.2管件 Le/D 1 45度弯头 15 2 90度弯头 35 3 180度弯头 75 4 三通（分流） 40 5 三通（合流） 60 6 闸阀（全开） 7 7 截止阀（全开） 300 8 蝶阀（全开） 20 9 止回阀（全开） 135 10 容器入管口 2011 其它管件输出数据1 最终计算管径mm150 40 1502 管道内截面积 m 2 0.017662 0.001256 0.0176623 介质流速 m/s 13.8424 9.331674 25.97938 4 雷诺数 - 351640 63214.29 659957.15 流动状态 - 过渡湍流 过渡湍流 过渡湍流6 摩擦系数- 0.021772 0.031819 0.0214617 管件当量长度m0 0 0管道压降1 100m 管道压降 kPa3.331457 8.297442 11.93118 2 直管段压降 kPa 3.331457 8.29744323.862363 局部阻力降 kPa 0 04 总压降 kPa 3.331457 8.297443 23.862365 压降 % %0.740324 1.843876 5.302747 6 末端马赫数0.027466 0.018620.052775流量核算流量百米压降 (kPa) 40% 0.52 1.27 1.77 50% 0.81 1.98 2.78 60% 1.16 2.85 4.02 70% 1.58 3.88 5.50 80% 2.06 5.07 7.22 90% 2.61 6.41 9.50 100% 3.23 7.92 11.72 110% 3.90 9.58 14.18 120% 4.65 11.40 16.88 130% 5.45 13.38 19.81140%6.32 15.5222.98150%7.2617.8226.38。
最详细的中央空调设计选型计算EXCEL表格
1.流量：2.扬程：式中：注：水泵台数流量流量的增加值1100/h d / h f 值：小型住宅建筑在1-1.5之间大型高层建筑在0.5-1之间。
开式水系统：Hp=h f +h d +h m +h s闭式水系统 ：Hp=h f +h d +h mh f －水系统总磨阻力损失，Pah d －水系统总局部阻力损失，Pah m －设备阻力损失，Pah s －开式水系统的静水压力，Pa水泵选型及附表通常选用比转数n s 在30～150的离心式清水泵。
水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍水系统（冷、热水）的水泵扬程Hp(m)按下式计算：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。
故强烈建1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。
2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。
冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。
补水泵一般的原则选取。
与单台泵运行比较流量的减少强烈建议：过三台。
泵一般按照一用一备•冷冻水泵扬程的组成• 1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）• 2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O； （据体值可参看产品样本）• 3.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；• 4.分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；• 5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为7~10mH2O；• 综上所述，冷冻水泵扬程为26~35mH2O，一般为32~36mH2O。
•冷却水泵扬程的组成• 1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）• 2.冷却塔喷头喷水压力：一般为2~3mH2O• 3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为2~3mH2O• 4.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；• 5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为5~8mH2O/100m；• 综上所述，冷冻水泵扬程为17~26mH2O，一般为21~25mH2O。
Excel在通风测试数据处理中的应用
第30卷增 刊 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2011年5月V ol.30 Suppl. Journalof Liaoning Technical University （Natural Science ） May 2011 收稿日期：2011-01-20作者简介：吉红对（1972-），男，山西 闻喜人，助理工程师，主要从事通风安全及管理方面的工作。
本文编校：于永江文章编号：1008-0562(2011)增刊Ⅰ-0043-03Excel 在通风测试数据处理中的应用吉红对，马文芳（山西霍州煤电集团有限公司 白龙煤矿，山西 霍州 031400）摘 要：为了处理矿井通风阻力测试中得到的大量基础性参数，提出了利用Microsoft Excel 软件进行相关的数据整理与计算的方法，同时详细的介绍了利用Microsoft Excel 软件进行曲线拟合的方法。
结果表明，Excel 软件可以准确快速地对矿井通风阻力测试基础性参数进行处理，并可以对主要通风机特性曲线进行拟合。
该方法对矿井通风阻力测试及矿井通风管理、系统优化等具有理论与实际意义。
关键词：通风阻力测试；数据处理；Excel 应用；曲线拟合 中图分类号：TD 75 文献标识码：AApplication of excel in data processing of mine ventilation resistance testingJI Hongdui ，MA Wenfang(Huozhou coal electricity group co., ltd, Bailong mine, Shanxi, Huozhou 031400, China)Abstract ：To deal with a large number of basic parameters from the mine ventilation resistance test. We proposed a method to use Microsoft Excel software to process the parameters, and introduced a method to use Microsoft Excel software to curve fitting. The result shows Microsoft Excel software can process a large number of basic parameters fast and reliably, and fit characteristic curve to the main fan. The method has important theoretical and practical significance in Mine ventilation resistance test, mine ventilation management and system optimization.Key words ：ventilation resistance testing; data processing; application of Microsoft excel software; curve fitting0 引 言 在矿井通风阻力测试结束之后，会得到大量的、繁琐的原始数据（例如：风速、干湿球温度、巷道两端压差、测试时间等[1]）。
空调风管水力计算表
20.22 0 0 0
简略法(见
陆耀庆《实 风管压力损失ΔP=Pm*L*(1+k) Pa；Pm-比摩阻 Pa/m； k-局部压力损失与摩擦压力损失比值；L-管长
Pm
L
(pa/m) (m)
k
ΔP (pa)
系数
高效
ΔP (pa)
1.40 76.0 4.50
##### #### 350 935.20
环路编号 AHU3-1
24.15 0 1 0
13-14 8665 800 500 615 3.8
0.400 0.62 6.02
22.99 0 1 0
14-15 11842 800 630 705 16.2
0.504 0.61 6.53
27.05 0 1 1
15-16 21700 800 1000 889 8.0
0.800 0.60 7.53
0.504 0.73 7.14
32.37 0 0 0
7-8
17098 1000 630 773 25.8
0.630 0.72 7.54
回风管最不 利管段56m
9-10
960 320 200 246 7.7 0.0 ###### 0.064 0.99 4.17
36.09 0 0 2 11.02 0 1 2
Pm
L
(pa/m) (m)
k
ΔP (pa)
系数
高效
ΔP (pa)
1.50 50.0 5.00
##### #### 350 800.00
800
环路编号 AHU1-2
管段 流量
矩型 矩型 直径
风管
风管
或当 量直 管长L
尺寸a 尺寸b 径D
管道压力降计算表格EXCEL
在工程计 算中，计算 结果取小数 后两位有效 数字为宜。 对用当量长 度计算压力 降的各项计 算中，最后 结果所取的 有效数字仍 不超过小数 后两位
（1）压力 降的计算
由Re准数判 断流型 输入：
u: d:
μ:
w: Vf: ρ:
0.74 m/s 40 mm
0.19 mPa.s 2096.4 Kg/h 3.328 m³/h
22.80728176 Kpa
ε/D≧ 15/Re
Pf
(L K) u2 103
d
2
Pf u2 103 6.26104 W2 6.26104 Vf 2
L D2
d5
d5
Pk
(K
K
V
)
u
2 2
10 3
Le的计算详 见工艺系统 工程设计规 定p174
ΔPfb=Δ Pf/L× （L+Le)
c 突然缩小 或扩大产生 的压力降
单相流 （可压缩 流体）
注意事项 1 压力较 低，压力降 较小的气体 管道，按等 温流动一般 计算式或不 可压缩流体 流动公式计 算，计算时 密度用平均 密度，对高 压
气体首先 要分析气体 是否处在临 界流动
Ps (Z2 Z1)g 103
Pn
u 22
u12 210来自3ΔP=ΔPf+ ΔPs+ΔPn
（3）为简 化计算，在 一般情况 下，采用等 温流动公式 计算压力 降，误差在 5%范围以内
1 采用等温 式计算摩擦 压力降ΔP
气体平均密 度ρm 输入： P1： P2: T:
440 Kpa 147 Kpa 298 K
M: ρ1: ρ2: ρm:
16 Kg/mol 2.842859335 Kg/m³
用Excel进行空调通风管道阻力计算
表５ 矩形风管阻力计算对照表
ｆ）在 Ｇ３ 单元格输入雷诺数计算式：
Ｂ３＊Ｄ３＊０．００１／（１５．０６＊１０∧（－６））
ｇ）在Ｈ３单元格输入 计算式 ：
ＬＯＧ１０（（０．１５／（３．７１＊Ｄ３）＋２．５１／ Ｇ３＊Ｈ３）∧（－２））
ｈ）在Ｉ３单元格输入通过 求λ算式 ：Ｈ３ ∧ （－２）
关键词： Ｅｘｃｅｌ软件； 空调； 管道阻力计算； 阻力平衡； 数据库 中图分类号： ＴＵ８３ 文献标识码： Ｂ 文章编号：１００６－８４４９（２００２）０４－００３９－０５
K — 局阻／摩阻。三通、弯头少，K ＝１￣２；三通、弯头 多， K ＝３￣５（ 本例题采用K＝３）。
３．１．２．３ 若局部阻力采用详细算法（见例题二），应叠加各部 件的局部阻力值。为了便于查表，可将局阻当量长度表（或 局部阻力系数表）编制在同一工作簿中，采用Ｅｘｃｅｌ的数据库
Ｎｏ．４／２００２ ４ １
计算机应用与信息技术
制冷空调
与电力机械
用 Ｅｘｃｅｌ 进行空调通风管道阻力计算
肖光兴
（江西省建筑设计研究总院， 江西 南昌 ３３００４６）
摘要：介绍用Ｅｘｃｅｌ软件编制钢板通风管道计算表的步骤和要点，在此基础上说明编制空调管路阻力 计算表、建立风（水）系统阻力计算书的方法，演示了风管阻力计算、阻力平衡的实例。
２．４．１ Ｄ３单元格相对引用了多层嵌套ＩＦ函数，是由于D（当量） 功能进行设定，步骤如下：
系指管内径，它是由不同系列的外径减去不同的壁厚得到的。
ａ）单击“工具”菜单的选项命令，出现如图 ２ 所示“选
４ ０ Ｎｏ．４／２００２
总第 ８８ 期 第 ２３ 卷
计算机应用与信息技术
制冷空调
与电机械
用EXCEL计算阻力系数和泵的工作点
第 )* 卷第 + 期 )!!+ 年 [ 月建 筑 热 能 通 风 空 调^240<456 #58:6J ‘ #5I4:;5A853a;0T )* b ;T +N26T )!!+T ,-c ,,文章编号：(!!*’!*+（+ )!!+）!+’,-’*用 #$%#& 计算阻力系数和泵的工作点周传辉 ( 韩卫 )（ ( 武汉科技大学城建学院；) 武汉天河机场）摘 要：通过对流体力学中沿程阻力系数和泵与风机工作点等问题的求解，介绍了 #$%#& 单变量求解器和曲线拟合的方法。
关键词：阻力系数 泵工作点 曲线拟合#$%#& %/0120 /3456 378 9:4134;5 9/13;: /5< =>8:/3456 ?;453 ;@ ?2A> B437 #$%#&!"#$ %"$&’"$(( &’) *&’ + ,()C ( %;00868 ;@ D:E/5 %;5F 3:2134;5G H27/5D 54I 8:F 43J ;@ K148518 /5< L8175;0;6J M) H27/5 L4/578 N4:@480<ON EF 3:/13 P L7:;267 1/0120/3456 @:4134;5 @/13;: /5< ;>8:/3456 >;453 ;@ >2A> ;: @25 ;@ 3B; 8Q/A>08F ;5 @024< A817/541F R A837;<F 2F456 F;0I8: /5< 12:I8S@433456 45 #$%#& B8:8 453:;<218<TU8JB;:<F P @:4134;5 @/13;:R ;>8:/3456 >;453 ;@ >2A>R #$%#&R 12:I8S@433456前言在 #$%#& 中所有的单元格都可以通过地址设置 为相互关联，形成关联的单元只要自变量的数据发生 变化就可以计算因变量的值。
excel迭代风道阻力-流动阻力计算软件
0.22 M 0.038 M2 25 m/s 3421 m3/h 12220 m3/h 11638 m3/h
输送管压力损失计算 Pm = [λa·L/D + n·ζab + µ·( ζsa + λzx· LH/D + λzy· Lv/D + n·ζsb)]·γ·V2/(2g) Pm : 输送管压力损失 λa : 管内摩擦系数 L : 输送管全长 LH : 输送管水平长 LV : 输送管垂直长 D : 输送管内径 n : 月弯个数 ζab : 月弯损失系数 ζsa : 加速损失系数 λzx : 水平附加损失系数 λzy : 垂直附加损失系数 ζsb : 月弯损失系数 µ : 固气比 (Gs/Ga) γ : 输送空气比重 V : 输送空气速度 g : 重力加速度 Pm = 50.1 mmH2O mmH2O 0.02 M M M M 个 40 35 5 1.530 4 0.15 1.6 0.0062 0.0110 1 0 1.2 27 9.807 输送量 : 流量 : 空气比重 : u : 2000 kg/h 3400 m3/h 1 kg/m3 0.589 管道直径1 : 管道直径2 : 管道直径3 : 0.500 M 0.500 M 0.707 M 输送量 : 空气比重 : u : 流量 : 风速 : 面积 : 管道直径 : 3500 kg/h 1.1 kg/m3 0.7 4545 m3/h 26 m/s 0.049 M2 0.249 M
速 : 流量 : 管道直径 : 流量 : 风速 : 面积 : 管道直径 :
0.86 M 1.6 M 1.376 M2 18 m/s 89164.8 m3/h 1.324 M 180000 m3/h 20 m/s 2.500 M2 1.785 M
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表６ 风管阻力平衡计算表（一）
ｄ）进行各并联支路间阻力平衡计算，调整各并联管段截 面尺寸，保证其不平衡率小于± １５％，如表 ７。
表７ 风管阻力平衡计算表（二）
３．１．２ 注意事项 ３．１．２．１ 为保证风管阻力计算按预设定条件顺利进行，画计 算草图时，对管段编号规则约定：编号从最不利环路末端开 始。编完最不利环路后，再编并联支路号。 ３．１．２．２ 表６风系统计算局部阻力采用了简略算法，据文献［７］， 风管压力损失由下式确定：ΔP ＝ Pｍ L （１＋K） 式中Pｍ —比摩阻，Ｐ ａ／ｍ； L —最不利环路总长，ｍ ；
表１ 圆形风管阻力计算表
管路设计过程中，设计人员工作步骤为：ａ）根据管内流 量，定流速，查表选管径；ｂ）在绘制管路完毕后，平衡各支 路管道阻力，调整管道截面。因此本文主要介绍：建立根据 现行设计手册的风管、水管计算表的电子表格；建立实用的 阻力计算电子表格。不当之处，请批评指正。
２ 用 Ｅｘｃｅｌ 编制钢板通风管道计算表
２．１ 编制数据取值 为了便于与文献［２］对比数据，用Ｅｘｃｅｌ编制的通风管道计
算表采用国家法定计量单位，按文献［２］制表条件取值： ａ）空气参数大气压力 P ＝１０１３２５Ｐａ，温度t ＝２０℃，密度
ρ＝１．２０４ ｋｇ／ｍ３，运动粘度ν＝１５．０６×１０－ ６ ｍ２／ｓ ； ｂ） 风道内表面的平均绝对粗糙度，钢板取 K ＝ ０．１５ｍｍ； ｃ） 风道断面尺寸和壁厚，采用文献［１］的标准尺寸，制表
２．４．３ 在 Ａ３，Ｄ３，Ｅ３，Ｆ３，Ｇ３，Ｈ３，Ｉ３ 单元格定义好算式 后，通过拖曳填充柄方式，可以复制任意行数的计算表格。 ２．４．４ 将风速（Ｂ列）和外径（Ｃ列）数据输入后，自动生成 圆形风管计算表。 ２．４．５ 矩形风管阻力计算表、空调水管阻力计算表的编制方 法与圆形风管阻力计算表大致相同，矩形风管采用流速当量 直径 D ＝２ab ／（a ＋ b）计算比摩阻。表 ２ 计算条件：计算水温 ２０℃，闭式系统水管K值取０．２ｍｍ， 开式系统水管K值取０．５ｍｍ， λ值采用Ｃｏｌｅｂｒｏｏｋ－Ｗｈｉｔｅ公式，式中Re数的运动粘滞系数与 水温有关 ν＝１．００４×１０－６ ｍ２／ｓ，其他步骤不赘述。 ２．４．６ 不同风管材的K值，可以在表１中当量绝对粗糙度Ｋ 值表中选取，据此可以编制不同材质的风管计算表。 ２．４．７ 水管计算数据和查表数据对比见表２、表３。水管查表 数据摘自文献［３］。
总第 ８８ 期 第 ２３ 卷
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清单方法处理。 ３．１．２．４ 表 ６中管段编号分Ａ，Ｂ，Ｃ三列 处理，Ｏ３，Ｏ４单元格 设定了不同的算式，以保证风管的串联计算按此要求顺利进行。 ３．１．２．５ 表６中并联支路阻力计～１６ 行、第 １８～２０ 行、第 ２２～２３ 行等），其计算 结果“累计总阻力”（图中 Ｎ１２，Ｎ１６，Ｎ２０，Ｎ２３ 单元格）用 Ｆ４键将相对引用转换为绝对引用。 ３．１．２．６ 表７中，在最不利管路各平衡阻力管段后插入新行（表 ７ 中第 ６，８，１０，１１ 行），把各并联支路的计算结果（表６中 第 １２，１６，２０，２３ 行）复制至表７ 对应的新行中，参与最不 利管路系统的平衡阻力计算。此时表７中不平衡率单元格Ｐ６， Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１１ 自动计算，显示其不平衡数值。若不平衡率 大于或等于±１５％，可人为调整各并联支路管段截面尺寸。电 子表格自动计算各并联支路阻力值和不平衡率，直到各并联 支路单元格数值相应自动调整到不平衡率 小于±１５％止。表 ７ 显示了不平衡率 小于± １５％的调整结果。 ３．１．３ 编制步骤
表 ４ 圆形风管计算数据和查表数据基本一致，仅 Ｄ１１单 元格风量查表值８６７８ｍ３／ｈ，计算值８６７９ ｍ３／ｈ；Ｄ１５单元格风量 查表值３００４０ｍ３／ｈ，计算值３００３９ ｍ３／ｈ。
表 ５ 矩形风管计算数据和查表数据完全一致，风管查表 数据均摘自文献［２］表１８ －１２，１８ －１３。
产生水管数据误差的原因： ａ）由于流速小数点后保留位数不同，取近似值的舍入误差 ； ｂ）水管的壁厚与文献［３］取值（小数点后保留位数）不尽 一致。 若计算误差不大于３．１％，数据精度能满足工程使用。
表５ 矩形风管阻力计算对照表
ｆ）在 Ｇ３ 单元格输入雷诺数计算式：
Ｂ３＊Ｄ３＊０．００１／（１５．０６＊１０∧（－６））
ｇ）在Ｈ３单元格输入 计算式 ：
ＬＯＧ１０（（０．１５／（３．７１＊Ｄ３）＋２．５１／ Ｇ３＊Ｈ３）∧（－２））
ｈ）在Ｉ３单元格输入通过 求λ算式 ：Ｈ３ ∧ （－２）
Ｇ３ ＊ Ｖ３ ＊ ０．００１／（１５．０６ ＊ １０） ∧ （－６））
在Ｒ３单元格键入 计算式：
ＬＯＧ１０（（０．１５（／ ３．７１ ＊ Ｖ３）＋２．５１／Ｑ３ ＊ Ｒ３） ∧ （－２））
至此，仿文献［２］ 的电子表格算式已输入完毕。用户在Ｂ３
单元格输入风速（可打开表１下方的风管风速表查询推荐风
速），在Ｃ３单元格输入管径，就可以自动生成动压、风量、比 摩阻等数据。改变管径或风速，其他数据可自动相应改变。 ２．４ 几点说明
在的单元格，即公式的循环引用。公式输入之后，屏幕上可 能出现如图１所示的提示信息：“Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ不能计算此公 式”。如果出现了上述信息，可以通过对Ｅｘｃｅｌ的“重新计算”
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图１ 迭代报错信息
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２．４．２ Ｈ３单元格输入的Ｃｏｌｅｂｒｏｏｋ－Ｗｈｉｔｅ公式，引用了自身所
表２ 空调水管阻力计算表
表３ 空调水管阻力计算对照表
图１ 迭代选项对话框
２．３ 编制步骤
在Ｅｘｃｅｌ中建立仿文献［２］表１８ －１２的电子表格见表１。从
３ 建立实用的阻力计算表
３．１ 例题一 采用Ｅｘｃｅｌ进行风管阻力计
算，其步骤和手算过程相似。 ３．１．１ 计算步骤
ａ） 布置送回风口，确定 其必要风量；
ｂ） 划分空调区域，布置 管线，画出计算草图，在管线
图３ 风管阻力平衡计算图
上标示风量、管长（括号内数字），如图 ３； ｃ）根据各管段风量，试选风管断面尺寸，以保证流速在
ａ）在 Ａ３、Ｂ３、Ｃ３ 单元格填入管段编号，在 Ｄ３ 单元格填 入风量值，在 Ｅ３、Ｆ３ 单元格填入风管截面宽和高。
ｂ）在 Ｇ３ 单元格填入风速算式： ＩＦ（ Ｔ３＜ ＞＂ ＂，Ｄ３／（３６００ ＊ Ｔ３ ＊ ０．００１＊ Ｕ３ ＊ ０．００１），＂ ＂）； 在Ｈ３单 元格键入比摩阻算式：Ｓ３／（Ｖ３ ＊ ０．００１） ＊ Ｊ３（表６、表７ Ｑ￣Ｖ列 未展开）。 ｃ） 在Ｉ ３单元格键入风管实长，在Ｊ３单元格键入动压算式 ： Ｇ３ ∧２ ＊ １．２０４／２；在Ｋ３单元格键入摩阻算式：Ｈ３＊ Ｉ３。 ｄ） 局阻系数在概略计算时采用局阻与摩阻的比值K ，本 例题取K ＝ ３，据文献［３］。在Ｌ ３单元格中填入３。 在Ｍ３单元格键入局部阻力算式：Ｋ３ ＊ Ｌ ３；在Ｎ３单元格 键入总阻力算式：Ｋ３ ＋ Ｍ３ ；在Ｏ３单元格键入累计总阻力算 式：Ｎ３；在Ｏ４单元格键入累计总阻力算式： Ｎ４ ＋ Ｏ３ ｅ）在 Ｐ３ 单元格键入计算各并联支路管道全程阻力不平 衡率计算式： ＩＦ（Ｃ１＝Ｃ３， （（Ｏ３－Ｏ１）／Ｏ１）＊１００， ＩＦ（Ｃ２＝Ｃ３， （（Ｏ３－Ｏ２）／Ｏ２） ＊ １００，＂ ＂）） 在 Ｑ３ 单元格键入雷诺数计算式：
时风管壁厚的取舍，按文献［２］的规定，风道的外边长减去外 边长允许偏差的一半再减去壁厚值。 ２．２ 制表公式（圆管）
ａ）动压： P＝V ２ ρ／２
ｂ）风量： L＝ （πD２／４ ） ． （ ３６００ V）
式中π／４取０．７８５４， D指圆管内径。
ｃ）比摩阻： Pｍ＝（λ／D） ． （V ２ρ／２） ｄ）雷诺数：R e ＝V． d／ν
圆管外径转内径计算式：
ＩＦ （Ｃ３＞＝１２５０，（ Ｃ３－２ ．５０），ＩＦ （Ｃ３＞＝５６０， （Ｃ３－２），
ＩＦ （Ｃ３＞＝２２０， （Ｃ３－１．５），（Ｃ３－１））））
ｄ）在 Ｅ３ 单元格输入风量计算式：
３６００＊０．７８５４＊（Ｄ３＊０．００１）∧２＊Ｂ３
ｅ）在Ｆ３单元格输入比摩阻计算式：Ｉ３／（Ｄ３＊０．００１）＊Ａ３
ｅ）采用Ｃｏｌｅｂｒｏｏｋ－Ｗｈｉｔｅ公式：
１ ＝ －２Ｌｇ （ K ＋ ２ ． ５ １ ）
λ
３．７１D Re λ
式中D为 （当量）直径，圆管指内径。该公式λ表达为Re
和相对粗糙度 K / D的隐函数，采用迭代法计算。
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总第 ８８ 期 第 ２３ 卷
２．４．１ Ｄ３单元格相对引用了多层嵌套ＩＦ函数，是由于D（当量） 功能进行设定，步骤如下：
系指管内径，它是由不同系列的外径减去不同的壁厚得到的。
ａ）单击“工具”菜单的选项命令，出现如图 ２ 所示“选
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项”对话框； ｂ）单击“重新计算 ＂ 选项卡； ｃ）勾选“反复操作”选项； ｄ）设定“最多迭代次数”和“最大误差值”；单击确定。 设置好的“重新计算 ＂应能满足我们的计算精度要求。
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用 Ｅｘｃｅｌ 进行空调通风管道阻力计算
肖光兴
（江西省建筑设计研究总院， 江西 南昌 ３３００４６）
摘要：介绍用Ｅｘｃｅｌ软件编制钢板通风管道计算表的步骤和要点，在此基础上说明编制空调管路阻力 计算表、建立风（水）系统阻力计算书的方法，演示了风管阻力计算、阻力平衡的实例。
１ 引言
风（水）系统管道设计，是空调工程设计的重要组成部 分。其工作量占整个设计工作很大比重。国内已有多种二次 开发的 ＣＡＤ 软件中集成了此项计算功能，但由于诸多原因， 目前空调管路的阻力计算方式，相当多的设计人员仍采用套 指标估算或查图表手算，费时费力，重复计算，很不方便。笔 者近年来尝试将ＡｕｔｏＣＡＤ和Ｏｆｆｉｃｅ下的集成软件Ｅｘｃｅｌ搭配使 用，感到用Ｅｘｃｅｌ进行工程计算，仅在建立电子表格的过程中 比平时计算要多耗费一些时间和精力，电子表格一旦建成， 设计者只要输入一些条件数据，进行少量的人工干预，一切 计算都是自动进行的。在设计过程中，同时运行 ＡｕｔｏＣＡＤ 和 Ｅｘｃｅｌ软件，通过Ａｌｔ ＋ Ｔａｂ键，两种软件自动切换，进退自如， 使在设计中作多方案比较、多工况分析和优化成为可能。随 着计算结果精确度的提高，使设计工作带来的社会效益和经 济效益也得到提高。计算结果以表格形式表示，符合手算习 惯，也满足了校审、归档管理的要求。