通风管道局部损失(WK).
通风管道设计基本知识与计算
1
目录
风管设计基本知识 风管的沿程压力损失 风管的局部压力损失 风管内的压力分布 风管的设计方法
2
风管设计基本知识
风管设计的基本任务:确定风管形状、选择风管 的尺寸 ,计算风管的压力损失。
风管压力损失= 沿程损失 + 局部损失 风管有圆形风管与矩形风管。
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风管内的压力分布(单风机系统)
单风机系统风管内压力的变化
37
风管内的压力分布(单风机系统)
风管断面不变时,全压和静压的损失是相等的 风管扩张时,动压减小,全压减小,静压可能增大
所增加的静压值就是静压复得。 风管收缩时,动压加大,全压和静压都减小
但它们减小得值是不相等的。 风管出口处,全压损失取决于出风口的形状和流动特性
标准状态:大气压力为101325Pa,温度为20ºC, 密度为1.2Kg/m³,运动粘度
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目录
风管设计基本知识 风管的沿程压力损失 风管的局部压力损失 风管内的压力分布 风管的设计方法
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风管的局部压力损失
局部压力损失按下式计算:
局部阻力系数通常由查表获得
26
风管的局部压力损失
19
风管的沿程压力损失
风量:通过圆形风管的风量(m³/h)按下式计算 通过矩形风管的风量按下式计算
20
风管的沿程压力损失
长度为l(m)的风管的沿程压力损失按下式计算 单位管长的沿程压力损失按下式计算
21
风管的沿程压力损失
摩擦阻力系数按下式计算
沿程压力损失可以按上式计算,也可以查表计算
Δ Pj = 0.3× 6²×1.2 / 2 = 6.48Pa
Δ Pj = 0.3× 12²×1.2 / 2 = 25.92Pa
通风管道阻力如何计算
通风管道阻力如何计算(圆形风管/矩形风管)发布:2012-08-09 10:50:45通风管道阻力如何计算?通风管道是通风系统、通风工程中很重要的一个环节,通风管道的好与坏关系到通风工程的成败与否,关系到通风系统运转的优良与低劣,所以说通风管道设计是否合理是整个通风空调工程中不可不做为重中之重的一部分,通风管道设计的各种问题我们都要认真对待。
当空气在通风管道内流动,通风管道内阻力可分两种:Ⅰ摩擦阻力(沿程阻力):空气本身粘滞性以及与管壁间摩擦产生的沿程能量损失Ⅱ局部阻力:空气流经通风管道中管件及设备时,因为流速大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失一、摩擦阻力(沿程阻力)根据流体力学原理,空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下面公式计算:ΔPm=λν2ρl/8Rs圆形风管摩擦阻力计算公式可写为:ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力(比摩阻)为:Rs=λν2ρ/2D以上公式中:λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速,m/sρ————空气的密度,Kg/m3l ————风管长度,mRs————风管的水力半径,mf————管道中充满流体部分的横断面积,m2P————湿周,在通风、空调系统中既为风管的周长,mD————圆形风管直径,m特别注意的是矩形风管的摩擦阻力计算:日常使用的风阻线图是根据圆形风管得出,首先我们要把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管得出,即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种流速当量直径:Dv=2ab/(a+b)流量当量直径:DL=1.3(ab)0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算时,应注意其对应关系:采用流速当量直径时,必须用矩形中的空气流速去查出阻力;采用流量当量直径时,必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件(如各种变径管、风管进出口、阀门)、流向变化的管件(弯头)流量变化的管件(如三通、四通、风管的侧面送、排风口)都会产生局部阻力。
通风管道沿程损失(WK).
F ab R .......(6.14) P 2(a b)
// s
v、Rm相等,Rs一定相等
矩形风管的流速当量直径
D ab R R 4 2(a b)
/ s // s
2ab D Dv ......(6.15) ab
2、流量当量直径 假设某一圆形风管中空气的流量与 矩形风管中空气的流量相等,且两风管 的单位长度沿程损失也相等,此时圆形 风管直径就称为该矩形风管流量当量直 径DL。
三、矩形风管的沿程损失 当量直径就是与矩形风管有相同单 位长度沿程损失的圆形风管直径,它分 为流速当量直径和流量当量直径两种。 1、流速当量直径 假设某一圆形风管中空气的流速与 矩形风管中空气的流速相等,且两风管 的单位长度沿程损失相等,此时圆形风 管直径就称为该矩形风管流速当量直径。
Pm 1 v 2 Rm l 4 Rs 2
为方便起见,表6.3列出了标准尺 寸的钢板矩形风管计算表。制表条件 同图6.2、表6.1,这样即可直接查出 对应矩形风管的单位管长沿程损失 (比摩阻),但应注意表中的风量是 按风道长边和短边的内边长得出的。
0.25 K
/ Rm K Rm ......(6.11)
表 6.2
各种材料的粗糙度
管道材料 K(mm) 管道材料 K(mm) 薄钢板和 0.15~0.18 胶合板 1.0 镀锌钢板 3~6 塑料板 0.01~0.05 砖管道 1.0 1~3 矿渣石膏板 混凝土管道 矿渣混凝土 1.5 0.2~1.0 木板 板
图6.2为通风管道单位长度摩擦阻 力线算图;表6.1为钢板圆形风管 (k=0.15mm) 计算表。编制条件: P=101.3kPa,t=20℃,ρ=1.2Kg/m3, ν=15.06×10-6m2/s,使用条件与编制条 件不同,Rm要修正: 1)大气温度、大气压力修正
(完整版)管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中,不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失,而且也存在有各种各样的其它管件,如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等,当流体流过这些管道的局部区域时,流速大小和方向被迫急剧地发生改变,因而出现流体质点的撞击,产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用,流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换,从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失,其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中,既有沿程损失,又有局部损失。
4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样,而且十分复杂,因此很难概括全面。
这里结合几种常见的管道来说明。
()()图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道,由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 ()所示,而且由于流体惯性的作用,流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面,而是在拐角的尖点处离开了壁面,出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张,直到 2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用,使得一部分机械能不可逆的转换成热能,在流动过程中,不断地有微团被主流带走,同时也有微团补充到拐角区,这种流体微团的不断补充和带走,必然产生撞击、摩擦和质量交换,从而消耗一部分机械能。
另一方面,进入大管流体的流速必然重新分配,增加了流体的相对运动,并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9()给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲,流线会发生弯曲,流体在受到向心力的作用下,管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧,压强先增加而后减小,同时内侧的压强先减小后增加,这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
综上所述,碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。
当然在 1-2之间也存在沿程损失,一般来说,局部损失比沿程损失要大得多。
管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中,不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失,而且也存在有各种各样的其它管件,如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等,当流体流过这些管道的局部区域时,流速大小和方向被迫急剧地发生改变,因而出现流体质点的撞击,产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用,流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换,从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失,其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中,既有沿程损失,又有局部损失。
4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样,而且十分复杂,因此很难概括全面。
这里结合几种常见的管道来说明。
()()图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道,由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 ()所示,而且由于流体惯性的作用,流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面,而是在拐角的尖点处离开了壁面,出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张,直到 2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用,使得一部分机械能不可逆的转换成热能,在流动过程中,不断地有微团被主流带走,同时也有微团补充到拐角区,这种流体微团的不断补充和带走,必然产生撞击、摩擦和质量交换,从而消耗一部分机械能。
另一方面,进入大管流体的流速必然重新分配,增加了流体的相对运动,并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9()给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲,流线会发生弯曲,流体在受到向心力的作用下,管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧,压强先增加而后减小,同时内侧的压强先减小后增加,这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
风管管件损失计算47页PPT
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
风管管件损失计算
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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管路及附件损失估算表
管径 (mm)
流量(L/s)
1 2 4 6 8 10
25 3.27 13
38 2.8 11 55
15 20
50 0.8 3.1 13 29
25 30
65
0.8 3.2 7.1 13 20
40 50
75
0.4 1.6 3.3 5.9 9.6 21.6
60 70
100
0.4 0.8 1.3 2.1 6.8 8.6 13 19.4
备注:1.按新铸铁管为标准,以100米直管损失米数计,旧管加倍。塑料管为钢管的0.7倍,胶管与钢管相同,铸铁管为钢管的1.4倍。
阀及弯管折合直管长度(每个)
种类
折合直管直径倍数
备注
标准弯管 全开闸阀 逆止阀
底阀
12
未畅开加倍
25
100
100
部分堵塞加倍
注:例如100mm直径管,底阀折合100倍直径等于 100×100=10000mm=10m直径长度,假定流量为8L/s查上 表,直管每100米损失1.3m,则10m损失0.13m,即一个
200
0.13 0.26 0.37 0.53 0.93 1.5 2.1 2.9 3.7 4.7 6.1 7.2 8.5
180 200
250
0.07 0.12 0.18 0.3 0.48 0.68 0.93 1.2 1.5 1.9 2.3 2.8 3.3 3.7 4.9 6.5
300
0.07 0.12 0.19 0.27 0.37 0.49 0.61 0.76 0.9 1.1 1.3 1.5 2 2.4 3
80 90
125
0.23 0.4 0.63 1.3 2.7 4.1 5.9 10.7
工程流力力学-42第六章第八节局部损失
五、局阻件之间的相互干扰和减阻措施
2. 减阻措施 意义: 节能 措施: 内因,添加剂技术
边界条件,减少流动干扰
§6-8 管路中的局部损失 小 结 1. 局部阻力计算公式
通用公式
hj
v2 2g
- - - - - -局部阻力系数
2. 作业 6-19
z 1
p1
z2
p2
v2 g
(v
2
v1)
(2)
将 (2) 代入 (1), 得
hj
v2 g
(v 2
v1)
v
2 1
v
2 2
2g
或表达为
v
2 1
2v1v 2
v
2 2
(v1 v2 )2
v2
2g
2g
2g
hj
1
A A
1 2
h f h ex
5~8
min
3. 渐缩管
(1) 直线渐缩
8 sin
1
A2 A1
2
2
(2) 曲线渐缩
0.06 ~ 0.005
4. 弯头 (1) 折角弯头
0.946 sin 2 2 . 047 sin 4
68管路中的局部损失一局部阻力的一般分析二管径突然扩大处的局部损失三其他类型的局部损失四局部损失的当量管长五局阻件之间的相互干扰和减阻措施一局部阻力的一般分析局部阻力按产生原因可分为四种类型以流通截面突然缩小为例分析较大的局部损失总和旋涡区的存在相对应旋涡区主要存在于
谈通风管道局部阻力计算方法
谈通风管道局部阻力计算方法胡宝林在通风除尘与气力输送系统中,管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件和重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。
由于管件形状和设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性,目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算,只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数,并制成表格供设计者查询。
例如在棉花加工生产线上,常规的漏斗形重杂物分离器压损为300a P 左右,离心式籽棉卸料器压损为400a P 左右,这些都是实测数据,由于规格结构不同差异也会很大,所以仅供参考。
只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数,例如弯头、旋风除尘器等。
局部阻力是管道阻力的重要组成部分,一个4R D = 90°弯头的阻力相当于2.5~6.5m 的直管沿程阻力。
由于涉及到局部阻力的管件种类繁多,不便一一列举,因此,本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下和带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。
一、纯空气输送时局部阻力和系数 1、局部阻力当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化,流体的流动速度分布就会发生变化,阻力大大增加,形成输送能量的损失,这种阻力称为局部阻力。
在产生局部损失的地方,由于主流与边界分离和漩涡的存在,质点间的摩擦和撞击加剧,因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多,局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比,局部阻力计算公式:22j d H H ρυξξ=⋅=⋅式中:j H —局部阻力,a P ;ξ—局部阻力系数,实验取得或公式计算; d H —动压,a P ;ρ—空气密度,1.2053/kg m (20°℃); υ—空气流速,/m s2、阻力系数阻力系数的确定有两种方法,一是查表法,二是公式法。
查表法:许多管件或设备都具有特殊的形状或结构,阻力系数难以用理论公式计算,只能通过测试阻力后再反推阻力系数。
为了便于查询和参考,通过大量的实验已经制成了查询表。
管道损失计算范文
管道损失计算范文管道损失是指流体通过管道时由于摩擦力所引起的能量损失。
这些损失会影响流体的流速和压力,因此在工程设计中,准确计算管道损失是非常重要的。
管道损失可以分为两类:主要损失和次要损失。
主要损失是由于摩擦力引起的,与管道的长度、直径和流体的流速有关。
次要损失是由于流体通过弯头、三通、阀门等管件时产生的,与管件的形状、角度和流量有关。
计算管道损失的方法主要有两种:经验公式和流体力学方法。
经验公式是基于实验和经验数据得出的,适用于简单的流体和管道系统。
流体力学方法是基于流体力学原理和方程,适用于复杂的流体和管道系统。
常用的经验公式有达西公式、黑弗葛公式和柯克霍夫公式。
达西公式适用于流速较大、流体为水和流经圆管的情况。
该公式的计算公式如下:hf = f * (L/D) * (V^2 / 2g)其中,hf为主要损失的压力头,f为摩擦系数,L为管道长度,D为管道直径,V为流速,g为重力加速度。
黑弗葛公式适用于流速较小、流体为水和流经圆管的情况。
该公式的计算公式如下:hf = K * (L/D) * (V^2 / 2g)其中,hf为主要损失的压力头,K为黑弗葛系数,L为管道长度,D为管道直径,V为流速,g为重力加速度。
柯克霍夫公式适用于流体为气体和流动迅速的情况。
该公式使用流量系数来计算管道损失,其计算公式如下:hf = (K/Q^2) * (L/D)其中,hf为主要损失的压力头,K为柯克霍夫系数,Q为流量,L为管道长度,D为管道直径。
在实际工程中,为了准确计算管道损失,通常采用组合方法。
即将经验公式和流体力学方法结合起来使用,根据实际情况选择合适的计算方法。
此外,次要损失的计算方法也有很多种,包括弯头损失、三通损失、阀门损失等。
这些损失通常通过经验公式和试验数据来进行估算。
综上所述,管道损失的计算是工程设计中一个非常重要的环节。
准确计算管道损失可以帮助工程师确定合适的管道尺寸和流量,确保管道系统的正常运行。
风管部件动态损失系数
风管部件动态损失系数
管道系统中的微小损失或动态损失是由气流中的弯头、偏移和起飞限制或障碍物导致的气流方向变化——进/出风机、风门、过滤器和盘管由于风管尺寸的变化而导致的空气速度变化。
风管系统部件中的微小或动态压力损失可以表示为:
其中:
ξ=小损失系数
Δp minor_loss=微小压力损失(Pa(N/m2),psf(lb/ft2))
ρ=空气密度(1.2 kg/m3,2.336 10-3泥浆/ft3)
v=流速(m/s,ft/s)
微小损失也可以表示为水头水柱,如毫米水柱或英寸水柱
风管分配系统中不同部件的微小损失系数:
示例-弯曲中的轻微损失
在小损失系数为1.3、空气速度为10m/s的90°急转弯中的小损失可计算为:。
风管内阻力损失的组成部分
风管内阻力损失的组成部分标题:揭秘风管内阻力损失的组成部分:了解空气流动的力学奥秘引言:风管内阻力损失是在风管系统中,由于空气流动而导致的能量损失现象。
要理解风管内阻力损失的组成部分,我们需要深入了解空气流动的力学原理。
本文将从简单到复杂逐一介绍风管内阻力损失的各个组成部分,帮助读者全面、深入地理解这个主题,并分享个人观点和理解。
一、风管内阻力损失的概述1.1 定义与背景风管内阻力损失是指在风管系统中,空气受到摩擦和惯性作用而产生能量损失的现象。
它直接影响了风管系统的能效和流量特性。
1.2 组成部分的重要性了解风管内阻力损失的组成部分,可以帮助我们识别影响阻力损失的主要因素,优化系统设计和提高能效。
二、组成部分一:摩擦阻力2.1 摩擦阻力的产生原因摩擦阻力是由于风管内空气与风管内表面接触,受到黏性作用力而产生的阻碍流动的力量。
2.2 影响因素和计算方法摩擦阻力的大小与风管内壁面粗糙度、流速、截面形状、风管长度等因素相关。
常用的计算方法包括Darcy-Weisbach公式和Blasius公式等。
三、组成部分二:惯性阻力3.1 惯性阻力的产生原因惯性阻力是由于流体在风管内运动时惯性作用所导致的阻碍流动的力量。
该阻力与空气流动的速度和风管截面的变化相关。
3.2 影响因素和计算方法惯性阻力的大小受到风管内的空气速度、风管的形状和尺寸以及流体密度等因素的影响。
根据风管截面的变化情况,我们可以使用龙格-雷诺数和流量动量方程等来计算惯性阻力的大小。
四、组成部分三:弯头、接头和其他局部阻力4.1 弯头和接头阻力的产生原因弯头和接头阻力是由于风管系统中存在变形或流动方向改变而导致的局部能量损失。
4.2 影响因素和计算方法弯头和接头阻力的大小取决于弯头和接头的形状、角度、半径以及流体的速度和粘性。
通过实验和经验公式,我们可以计算出弯头和接头阻力的大小。
五、总结与展望风管内阻力损失的组成部分包括摩擦阻力、惯性阻力以及弯头、接头和其他局部阻力。
管道局部水头损失实验
由于边界形状的急剧改变,水流就会与边界分离出现旋涡以及水流流速分布的改组,从而消耗一部分机械能。单位重量液体的能量损失就是水头损失。
边界形状的改变有水流断面的突然扩大或突然缩小、弯道及管路上安装阀门等。
局部水头损失常用流速水头与与系列的乘积表示。
式中: —局部水头损失系数。系数 是流动形状与边界形状的函数,即 = f(Re,边界形状)。一般水流Re数足够大时,可认为系数 不再随Re数而变化,而看作常数。
140.53
80.00
60.81
48.63
10.56
流速v1(cm/s)
113.82
92.45
52.63
40.01
31.99
6.95
流速v2(cm/s)
30.24
24.57
13.99
10.63
8.50
1.85
测压管高度h1(cm)
19.25
23.25
29.35
29.90
30.05
32.00
测压管高度h2(cm)
答:实测值受测量流量误差的影响,流量较小时候误差与理论值相差比较大。
2、如不忽略管段的沿程水头损失hj,所测出的 值比实际的 值偏大还是偏小?在使用此值是否可靠?
答:偏大,使用此值仍然可靠,
3、在相同管径变化条件下,相应于同一流量,其突然扩大的 值是否一定大于突然缩小的 值?
答:一,漩涡的阻力作用较管壁作用显著,水头损失更加明显。
(5)慢慢打开尾阀K,使流量在测压管量程范围内最大,待流动稳定后,记录测压管液面标高,用体积法测量管道流量。
(6)调节尾阀改变流量,重复测量5次。
2、注意事项
(1)实验必须在水流稳定后方可进行。
管路上的局部阻力损失
2( pa pb )
根据连续性方程,对于不可压缩流体,则有 u1A1 u2 A2
u12
u02 (
A0 A1
)2
则有: u0
C1C2 1 ( A0 )2
A1
2( pa pb )
令 C0
C1C2 1 ( A0 )2
A1
则有:u0 C0
2( pa pb )
体积流量与压差的关系:Vs A0u0 C0 A0
单位制与单位换算
质量热容: 3kcal/(kg·℃)=( )J/(kg·K)
表面张力: 5kgf/m=( )N/m
在0-1000 ℃范围内,空气的质量定压热容公式为
cp (0.2377 4.466105T )kcal /(kg • C)
式中温度T单位为℃,将温度单位换为K,Cp单位 换为J/(kg·K)
密度为950kg/m3、粘度为1.24mPa·s的料液从高位槽送入塔 中,高位槽的液面维持恒定,并高于塔的进料口4.5m,塔
内表压强为3.82×103Pa,送液管道直径为 45mm×2.5m,
长为35m,管壁的绝对粗糙度为0.2m,求输液量。
重设λ值
初值λ
u
2( gZ1
p2
)
l le 1.5
物料衡算与能量衡算
• 稳态过程:连续操作过程 • 非稳态过程:间歇操作过程
物料衡算
G 1
G0 GA
适合非稳态过程
G 1
G0
适合稳态过程
式中:
G 1
G0
GA
输入物料的总和 输出物料的总和 累积的物料量
本质表征:质量守恒
能量衡算
热量衡算 QI Q0 QL QI 进入系统的总热量 QO 离开系统的总热量 QL 散失的总热量
风管阻力计算
通风管道阻力计算对于空调通风专业来说,我们最终的目的是让整个系统达到或接近设计及业主的要求。
对于整套空调系统而言主要应该把握几个关键的参数:风量、温度、湿度、洁净度等。
可见无论空调是否对新风做处理,我们送到房间的风量是一定要达到要求。
否则别的就更不用考虑了。
管道内风量主要是由风管内阻力影响的。
风管内空气流动的阻力有两种,一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失,称为摩擦阻力或沿程阻力;另一种是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。
下边为标准工况且没有扰动的情况下的计算,如实际不是标准工况且有扰动需要进行修正。
一:摩擦阻力(沿程阻力)计算摩擦阻力(沿程阻力)计算一:(公式推导法)根据流体力学原理,无论矩形还是圆形风管空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力(沿程阻力) 按下式计算:ΔPm=λν2ρL/2D以上各式中:ΔPm———摩擦阻力(沿程阻力),Pa。
λ————摩擦阻力系数【λ根据流体不同情况而改变不具有规律性,不可用纯公式计算,只能靠实验得到许多不同状态的半经验公式:其中最常用的公式为:,《K-管壁的当量绝对粗糙度,mm (见表1-1);D-风管当量直径,mm(见一下介绍) ;Re雷诺数判断流体流动状态的准则数,(见表1-1);其实λ一般由莫台图所得,见图】莫台曲线图表1-1 一般通风管道中K、Re、λ的经验取值ν————风管内空气的平均流速,m/s; 【其中ν=Q/F;Q为管内风量m3/S,F为管道断面积M2 ;其中矩形风管F=a×b;圆形风管F=πD2 /4,一般设计也直接选风速见表1-2】表1-2 一般通风系统中常用空气流速(m/s)ρ————空气的密度,Kg/m3;【在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、一般情况下取ρ=1.205Kg/m3; 见表1-3】L ———风管长度,m 【横断面形状不变的管道长度】D———风管的当量直径,m; 【矩形风管流速当量直径:;流量当量直径:;圆形风管D为风管直径】摩擦阻力(沿程阻力)计算二:(比摩阻法)由以上计算看出计算V和D较容易而计算λ难度很大,所以我们选择查表更合适快捷。
局部损失计算
管道水力计算主要任务
管道水力计算的基本公式有连续性方程、伯努 利方程和能量损失三个公式. 连续性方程
qm 1gV1 A1 2 gV2 A2 C
qV V1 A1 V2 A2 C
伯努利方程
p1 V12 p 2 V 22 z1 E z2 hw g 2 g g 2 g
局部损失的计算
当流体流经各种阀门、弯头和变截面管等局部装置,流体 将发生变形,产生阻碍流体运动的力,这种力称为局部阻 力,由此引起的能量损失称为局部损失. 局部能量损失大致可以分为三类: (1)由于管道断面面积的大小发生变化引起的局部能量损失。
例如管道断面突然扩大、突然缩小、逐渐扩大和缩小等;
(2)由于管道的方向发生变化,引起的局部能量损失,例如 各种圆滑弯头、直角弯头、折管、三通管道等;
取图大管道的起始截面1—1和 流道全部扩大后流速重又均匀 的截面2—2以及它们之间的管 壁为控制面。 设截面1—1,2—2中心点的压强 为P1和P2,平均流速为V1和V2, 截面积为A1和A2,且不可压缩 流体在管中作定常流动。
管道突然扩大的流线分布
根据一维流动不可压缩流体的连续方程
V2 A2 A1V1
损失产生的原因
流体从小截面流向突然扩大的大截面管道。 由于流体质点有惯性,整个流体在离开小截面管后只能向前继 续流动,逐渐扩大,在管壁拐角处流体与管壁脱离形成旋涡区。 旋涡区外侧流体质点的运动方向与主流的流动方向不一致, 形成回转运动,因此流体质点之间发生碰撞和摩擦,消耗流 体的一部分能量。 同时在流体流动过程中旋涡区的流体质点将不断被主流带走, 也不断有新的流体质点从主流中补充进来,即主流与旋涡之间 的流体质点不断地交换,发生剧烈的碰撞和摩擦,在动量交换 中,产生较大的能量损失,这些能量损失转变为热能而消失。
风管管件损失计算
△PD = ζ x
V2
V
--2--g- x γ=ζ x ( -4-.-0--3 ) 2 --(6.5)
△PD 局部元件之之損失 [mmAq]
ζ 局部阻力係數
V 管路風速 [m/s]
2021/5/8 γ 流體之密度 [kg/m3]
19
风管局部管道之阻力
局部管道之损失也可以换算为等长管所造成之损失, 以简化计算全系统风管阻力之过程。亦即:
0.81 1.02 1.3
度[mm]
铁板号 26
24
数
2021/5/8
22
20
18
11
风管接合用法兰(Flange)
管铁板厚度 [mm] 法兰角铁尺寸 [mm] 最大间隔 [m]
0.5
25 x 25 x 3
3.6
0.6
25 x 25 x 3
3.6
0.8
30 x 30 x 3
2.7
1.0
40 x 40 x 3
尺寸 [mm]
< 450
460-1,200 1,210-2,250
铁板厚度[mm]
0.8
1.0
1.2
铁板号数
22
20
2021/5/8
18
10
矩形低速风管使用之铝板标准
尺寸 < 300 330-750 780- 1,400- 2,160-
[mm]
1,370 2,140 2,450
铁板厚 0.51 0.63
2.25
2.5
3.0
2.5
2.5
2.5
住宅
最高风速 [m/s] 公共建筑
工场
4.5
5.0
7.0
管道阻力损失计算
管道的阻力计算风管内空气流动的阻力有两种,一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失,称为摩擦阻力或沿程阻力;另一种是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。
通常直管中以摩擦阻力为主,而弯管以局部阻力阻力为主(图6-1-1)。
图6-1-1直管与弯管(一)摩擦阻力1.圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理,空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算:(6-1-1)对于圆形风管,摩擦阻力计算公式可改为:(6-1-2)圆形风管单位长度的摩擦阻力(又称比摩阻)为:(6-1-3)以上各式中λ——摩擦阻力系数;v——风秘内空气的平均流速,m/s;ρ——空气的密度,kg/m3;l——风管长度,m;Rs——风管的水力半径,m;f——管道中充满流体部分的横断面积,m2;P——湿周,在通风、空调系统中即为风管的周长,m;D——圆形风管直径,m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中,薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常,高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多,下面列出的公式适用范围较大,在目前得到较广泛的采用:(6-1-4)式中 K——风管内壁粗糙度,mm;D——风管直径,mm。
进行通风管道的设计时,为了避免烦琐的计算,可根据公式(6-1-3)和(6-1-4)制成各种形式的计算表或线解图,供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个,即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值,在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10-6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
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当合流三通内直管的气流速度大于 支管的气流速度时,会发生直管气流引 射支管气流的作用,有时支管的局部阻 力出现负值,同样直管的局部阻力也会 出现负值,但不可能同时出现负值。为 避免引射时的能量损失,减小局部阻力, 如图5.12,应使
v1≈v2≈v3, 即F1+ F2 =F3,以避 免出现这种现象。
图5.6 矩形弯管
图5.7 内外弧型矩形弯管 导流片的设置
国家标准设计图集各种导流叶片做法
表5.2 内外弧型矩形弯管导流片片数及设置位置
图5.8 内弧、内斜线外直角和内外直角矩形弯管导流片的设置 表5.3 单弧形或双弧形导流片圆弧半径及片距( mm)
2.变径尽量用渐扩、渐缩。(图5.9)
3.管道 与风机接管 处避免局部 涡流。(图 5.10)
图5.12 合流三通
5.风管的进、出口:气流流出时将 流出前的能量全部损失掉,损失值等于 出口动压,因此可采用渐扩管(扩压管) 来降低出口动压损失。图5.13所示,空
气进入风管会产生涡流而 造成局部阻力,可采取措施 减少涡流,降低其局部阻力。
图5.14 风管渐扩进口实物
图5.13 风管进口
局部损失
α=8~10 °(<45°)
图5.9 渐扩管内的空气流动
D叶轮直径
图5.10 风机进出口的管道连接
4.三通的局部阻力大小与断面形 状、两支管夹角、支管与总管的截面比 有关,为减小三通的局部阻力,应尽量 使支管与干管连接的夹角不超过30°, 如图5.12所示。
图5.11 三通支管和干管的连接
图5.12 合流三通
三通、变径、风帽、阀门等。
局部损失计算公式
式中
Pj
v 2
2
Pa
ρ——管道里空气密度,kg/m3;
v——管道里空气的流动速度,m/s;
ξ——局部阻力系数(部分局部管
件见表5.1),摘自《全国通用通风管
道配件图表》。
表5.1
表5.1(续1)
表5.1(续)
表5.1(续2)
表5.1(续3)
通风管道的局部损失
1—密闭排尘罩; 2—风管; 5
3—风机;4—除尘器;5—风帽
弯头
F1 v1
F2 v2
F3 v3
合流三通
图5.1 除尘系统
渐扩管内的 排风)除尘系统,风 管用单线表示,其实是矩形或圆形管道。 风机要克服管道和设备的总阻力损失。
管道的总损失=沿程损失+局部损失 今天我们要讲的是局部阻力损失。 风道中的流动空气,当其方向和断面大 小发生变化和通过管件设备时,由于在 边界急剧改变的区域出现旋涡区和流速 的重新分布而产生的阻力称为局部阻力, 克服局部阻力而引起的能量损失称为局 部阻力损失,简称局部损失,如弯头、
Pj
v 2
2
Pa
总结一下:通风系统中,局部损失所造
成的能量损失占有很大比例,要减少局部阻
力,必须采取如下措施:
1.管道短直,避免弯头。
2.变径尽量用渐扩、渐缩。
3.管道与风机接管处避免局部涡流。
4.三通的夹角不超过30o 。
5.风管的进、出口减少涡流,降低局部
损失。
局部损失
Pj
v 2
2
Pa
通风系统中,局部损失所造成的能
量损失占有很大比例。降低损失就降低
了风机全压,就节约了风机的耗电量。
风量确定时,根据推荐风速确定管道的
尺寸,这样速度就是一个定值,要减少
局部阻力,就要要降低局部阻力系数,
《全国通用通风管道配件图表》推荐钢
板矩形风管配件正确做法,下面我们讲
讲降低局部阻力系数必须采取的措施:
1.管道短直,避免弯头。 下面列举的弯头要避免图中“差” (局部阻力系数大)的做法。弯头转弯半 径越大越好,必要时在弯头内设导流叶片。
图5.2 圆形风管弯头
图5.3 矩形风管弯头
图5.4 几种矩形弯头的局部阻力系数
图5.5 导流叶片
国家标准设计图集各种导流叶片做法