通风管道系统的设计计算

K 3.71D

2.51
Re

（8-7）
为了避免繁琐的计算，可根据公式（8-5）和式（8-7）制成 各种形式的表格或线算图。附录4所示的通风管道单位长度摩擦阻 力线算图，可供计算管道阻力时使用。运用线算图或计算表，只要 已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可求得其 余两个参数。
通风除尘管道
如图，在风机4的动力作用下，排风罩（或排风口）1将室 内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化处理达到规 定的排放标准后，通过风帽5排到室外大气中。
室外大气
1 排风罩
5 风帽
2 风管
1 排风罩
有害气体
3 净化设备
4 风机
演示动画 通风除尘管道的敷设
空调送风系统
如图，在风机3的动力作用下，室外空气进入新风口1， 经进气处理设备2处理后达到 卫生标准或工艺要求后，由风 管4输送并分配到各送风口5 ，由风口送入室内。
空气量m3/s
200
1.0
0.01 0.1
0.62
100
Rm(Pa/m)
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
D L

DV

2ab ab

2500 400 500 400

444mm
由V=5m/s、Dv=444mm查图得Rm0=0.62Pa/m
粗糙度修正系数
Kt KV 0.25 3 5 0.25 1.96
Rm Kt Rm0 1.96 0.62 1.22Pa / m
（1）流速当量直径
（2）流量当量直径
[例8-2]
有一表面光滑的砖砌风道（K=3mm），横断面尺寸为
500mm× 400mm,流量L=1m3/s(3600m3/h)，求单位
长度摩阻力。
[解] 矩道风道内空气流速 1）根据矩形风管的流速当量直径Dv和实际流速V，求矩形 风管的单位长度摩擦阻力。
V L 1 5m / s ab 0.5 0.4
Pm


1 4Rs
v2
2
l
（1）圆形风管的沿程阻力计算
Rs

F X
对于圆形截面风管，其阻力由下式计算：
Pm


1 D

v2
2
l
单位长度的摩擦阻力又称比摩阻。对于圆形风管，由上式可知 其比摩阻为：
Rm

Pm
/l


D
v2
2
（8-5）
摩擦阻力系数λ与管内流态和风管管壁的粗糙度K/D有关
室外大气
5 送风口
4 风管
1新风口
室内
3 风机 2 进气处理设备
8.1 风管内气体流动的流态和阻力
8.1.1 两种流态及其判别分析
流体在管道内流动时，其流动状态，可以分为层流、紊流。 雷诺数既能判别流体在风道中流动时的流动状态，又是计算 风道摩擦阻力系数的基本参数。 在通风与空调工程中，雷诺数通常用右式表示： Re V D

8.1.2 风管内空气流动的阻力
产生阻力的原因： 空气在风管内流动之所以产生阻力是因为空气是具有粘滞性
的实际流体，在运动过程中要克服内部相对运动出现的摩擦 阻力以及风管材料内表面的粗糙程度对气体的阻滞作用和扰 动作用。 阻力的分类：摩擦阻力或沿程阻力；局部阻力
1 沿程阻力
空气在任意横断面形状不变的管道中流动时，根据流体力学原 理，它的沿程阻力可以按下式确定：
第8章通风管道系统的设计计算
8.0 概述 8.1 风管内气体流动的流态和阻力 8.2 风管内的压力分布 8.3 通风管道的水力计算 8.4 均匀送风管道设计计算 8.5 通风管道设计中的常见问题及其处理措施 8.6 气力输送系统的管道设计计算
8.0 概 述
➢ 定义：把符合卫生标准的新鲜空气输送到室内各需要地点，把室 内局部地区或设备散发的污浊、有害气体直接排送到室外或经净化 处理后排送到室外的管道。
f (Re ，K / D)
图8-1 摩擦阻力系数λ随雷诺数和相对粗糙度的变化
有关过渡区的摩擦阻力系数计算公式很多，一般采用适用三个区 的柯氏公式来计算。它以一定的实验资料作为基础，美国、日本、 德国的一些暖通手册中广泛采用。我国编制的《全国通用通风管道 计算表》也采用该公式：
1


2
lg
2. 矩形风管的沿程阻力计算
《全国通用通风管道计算表》和附录4的线算图是按圆形风 管得出的，在进行矩形风管的摩擦阻力计算时，需要把矩形风管 断面尺寸折算成与之相当的圆形风管直径，即当量直径，再由此 求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
所谓“当量直径”，就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻 力的圆形风管直径，它有流速当量直径和流量当量直径两种。
➢ 分类：包括通风除尘管道、空调管道等。
➢ 作用：把通风进风口、空气的热、湿及净化处理设备、送(排)风 口、部件和风机连成一个整体，使之有效运转。
➢ 设计内容：风管及其部件的布置；管径的确定；管内气体流动时 能量损耗的计算；风机和电动机功率的选择。
➢ 设计目标：在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下，合理 地组织空气流动，使系统的初投资和日常运行维护费用最优。
1）密度和粘度的修正
Rm Rm0 ( 0 )0.91( 0 )0.1
2）空气温度和大气压力的修正 Rm Kt K BRm0
Kt
273 20 0.825 273 t
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K B (B 101 .3)0.9
3）管壁粗糙度的修正
Rm K r Rm0
[例8-1]
有一通风系统，采用薄钢板圆形风管（ K = 0.15 mm），已 知风量L＝3600 m2/h（1 m3/s）。管径D＝300 mm，空气温 度t＝30℃。求风管管内空气流速和单位长度摩擦阻力。
解：查附录4，得υ＝14 m/s， Rm0＝7.68 Pa/m
查图8-2得， K t
=0.97
Rm Kt Rm0 =0.97×7.68 Pa/m=7.45 Pa/m
附录4 通风管道 单位长度摩擦阻
力线算图
需要说明的是，附录4的线算图是是按过渡区的值，在压力
B0=101.3kPa、温度t0=200C、空气密度0=1.24kg/m3、运动粘
度=15.06×10-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管、气
流与管壁间无热量交换等条件下得的。当实际条件与上述不符 时，应进行修正。