空气调节赵荣义5
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内显热冷负荷 Q 5690kJ / h ，试作上送下回
（单侧）气流分布计算。
【解】
5.4 房间气流分布的计算
1.选用可调的双层百叶风口，其m1=3.4,n1=2.4，风口尺 寸定为 0.30.15（m），有效面积系数为0.8，F0 0.036m2。 2.设定如图所示的水平贴附射流，射流长度
5.按式计算射流轴心速度衰减：
ux K1m1 2F0 0.883.4 2 0.036 0.132
u0
x
6.1
由于本例的工作区处于射流的回流区，射流到达计算断面
x处的风速ux可以比回流区高，一般可取规定风速的两倍， 即ux 2u（h uh为回流区风速，或按规范规定的风速）。现 取 ux 0.5m / s 则 u0 0.5 / 0.132 3.79m / s 。
的汇流过程，其计算式为：
ux u0
1.2K3
ik
tx 1 k
t0 K3 i
二﹑孔板送风的计算方法
采用孔板送风应注意以下各点：
1.要达到较好的空气分布效果，一般开孔率k＝
0.2%~0.5%范围内，即一般取l>4d0； 2.为避免孔口出流时产生较大的噪声并保证工作区流 速处于合宜的范围，一般 u0 4m / s ；
x3 bk
二﹑孔板送风的计算方法
当射流长度x＝(Hn-h)>4b时，则计算断面处于主体段， 此时速度与温度的衰减式则为：
长条型孔板：
ux2 m b
ux1
x
圆、方形孔板：ux2 1.13m f1
ux1
x
tx2 n b
tx1
x
tx2 1.13n f1
tx1
x
全面孔板的气流分布计ห้องสมุดไป่ตู้主要考虑在汇合段所发生
贴附射流
xl 0.4z exp k
有限空间射流
x axo 或x ax
0.5Fn
0.5Fn
x axo 或x ax
Fn
Fn
x 0.1 射流的扩散规律与自由射流相同
x 0.1 射流扩散受限
✓可以认为当射流
回流区最大平均风速：
断面面积达到空间 断面面积的1/5时，
un m1 uo C Fn
表示，即
k f0 f1
f0为孔口总面积 f1为孔板面积
对于正方形的孔板，开孔率为:
k
0.785
d0 l
2
d0为孔口直径，l为孔间距
二﹑孔板送风的计算方法
对孔板出流的等温射流的研究表明，由各小孔出 流的射流在汇合为总流前存在一个汇合段，该段长度 x0可由下式决定：
x0＝5 l 在汇合段后，则与自由射流相似，存在一中心速 度保持不变的起始段。如孔板为矩形或方形，则起始 段长度为
目的：根据汇流规律，合理布置回风口的数量和 位置，使其与送风口相配合，保证室内气流的均 匀性和稳定性，不出现“死角或短路”现象。
✓汇流的规律性是在距汇点 不同距离的各等速球面上流 量相等
✓随着离开汇点距离的增大， 流速呈二次方衰减
✓在汇流作用范围内，任意 两点间的流速与距汇点的距 离平方成反比。
置 换 式 下 送
（1）上送下回
适合于有恒温要求 和洁净度要求的工艺性 空调及冬季以送热风为 主且空调房间层高较高 的舒适性空调系统。
（2）上送上回 这种气流分布形式，主要适用于以夏季降温
为主且房间层高较低的舒适性空调系统。
单侧上送上回
异侧上送上回 散流器上送上回
（3）下送上回
对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场 合 ，采用这种气流组织形式是非常合适的。但是， 下部送风温差不能太大。
注意： 1、中心温度和中心速度的衰减都是指在汇合段内发 生的； 2、K1、K2、K3的修正则是对局部孔板的总流来考虑 的
圆形和方形孔板
长条形孔板
二﹑孔板送风的计算方法
图中A的计算如下： 对于圆形和方形孔板 A 0.009 t0 x2
u02K13 f1 k 对于长条形孔板
A
0.01
t0 u02 K13
二﹑孔板送风的计算方法 2.设定送风温差为 t0 4C ，则送风应为
L 7200 1485m3 / h 1.21.01 4
故每块孔板的送风量为
L0 1485 / 3 495m3 / h
3.在工作区高度h=2m时，判断计算断面所在的射流
段。根据x1=4b检查知，x1=4*1=4m，显然射流处于 起始段。
集中射流和扇形射流： ux m1 2Fo
uo
x
贴附扁射流：
ux m1 2bo
uo
x
非等温贴附射流
集中射流和扇形射流：
z
5.45m1uo
4
Fo
n1To
2
扁射流：
xl 0.5z exp k
z
9.6 3
bo
m1uo 4 n1To 2
m1 2m1;n1 2n1
x 5.5 0.5 (3.2 2 0.1) 6.1m
3. 试选用两个风口，其间 距为1.8m相当于将房间分 为两个相等的空间。
Fn 3.6 3.2 / 2 5.76m2
4. 确定K1，K2，K3 。 K1，K2查图获得，本例不 属垂直射流不考虑K3
5.4 房间气流分布的计算
Fo
C与风口形式有关的系数
射流开始受限，其
后的发展应符合有
Fn是垂直于射流的空间断面面积 限空间射流规律
三、平行射流的叠加
ux uo
m1 Fo x
1
exp
l cx
2
1/
2
知识点3 ： 回风口的气流流动
研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速 度条件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
根据A查表，K3=1.65
二﹑孔板送风的计算方法
5.求到达工作区的中心气流速度：
取有静压室孔板， 0.75
则
ux1 u0
K1K2 K3
k 0.4811.65
0.0076 0.08 0.75
所以 ux1 0.08 u0 0.08 3.1 0.25m / s 6.求到达工作区时空气的中心温差衰减：
度、洁净度等参数满足要求。
知识点1：影响空气调节区内空气分布的因素有
送风口的形式、数量和位置 送风射流的参数（例如，送风量、送风温度等） 回风口的位置、尺寸 房间的几何形状以及热源在室内的位置等
送风口的形式和位置、送风射流的参数是主要的影响因素
知识点2：送风射流的规律
温度状况 射流
用于自由射流，高大空间集中送风 根据工作区长度与落差来选取喷口
喷口送风经常用于工业建筑与民用建筑中的公共建筑，是大 型体育馆、礼堂、剧院以及厂房等建筑的常用送风方式。
（2 ）百叶风口 ✓ 单层：常用作回风口
✓ 双层：常用作送风口
（3） 散流器
✓ 适用：吊顶送风
（4） 其他风口 格栅风口
孔板
3.为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室
是必要的，一般限制孔口出流前的空气流速（垂直于 孔口出流方向）和孔口流速之比值，即 u 0.25 （u为垂直于孔口出流方向的空气流速）u，0 以免出流
不均匀和出流偏斜。
二﹑孔板送风的计算方法
【例5－4】某空调房间尺寸为6*6*4（长*宽*高）
（m），房间温度要求为
，工作区空气
流速不超过0.25m/s，夏季2室0 内0.显5C热冷负荷为
7200kJ/h。试选择孔板布置并进行送风气流的计算。
【解】1.确定用局部孔板下送， 设每块孔板尺寸为5.8*1.0（m）， 共有三块，则总孔板面积与顶棚 面积之比为5.8*3/6*6=48%，故 满足局部孔板送风的条件。孔板 在顶棚的布置如图所示。
（4）中送风
这种送风方式在满足 室内温、湿度要求的前提 下，有明显的节能效果， 但就竖向空间而言，存在 着温度“分层”现象。主 要适用于高大的空间，如 需设空调的工业厂 房等，通常称为 “分层空调”。
5.4 房间气流分布的计算
一、 一般气流分布的计算方法
5.4 房间气流分布的计算 空间气流分布受到射流受限、射流重合、非等温等 因素的影响
考虑上述影响因素对自由 射流规律进行修正
ux K1K2K3m1 Fo Tx K1K2K3n1 Fo
uo
x
To
x
5.4 房间气流分布的计算 一般计算程序 （1）选定风口形式 （2）确定
x
（3）校核 tx
【例5－1】某空调房间要求恒温 20 0.5C ，房
间尺寸为 5.53.63.2（长 宽 高）（m），室
扇形风口
旋流风口
座椅风口 台式风口
柱形风口
知识点5： 空间气流分布的形式
空间气流分布的形式
上送下回
侧 送 侧 回
散 流 器 送 风
孔 板 送 风
上送上回
同 侧 送 回
异 侧 送 回
中 部 上 送 上 回
散 流 器 平 送 上 回
下送上回 中送
地 板 下 送
末 端 装 置 下 送
射流扩散角： tg 3.4a
u0 ux
起始段
主体段
x
集中射流：圆形、 方形、矩形
扁射流：边长比大 于10的风口 扇形射流：扇形导流
非等温自由射流
轴心温度： 射流落差：
Tx 0.73 ux n1 F0
T0
u0
x
yx
tg Ar(
x
)2 (0.51 ax
0.35)
d0 d0
6.计算送风量与送风温差：
L 2 0.0363.793600 982m3 / h
t0
Q0 C L
5690 1.21.01 982
4.8 C
982
n
L /Vn
15.5l 5.5 3.6 3.2
/h
5.4 房间气流分布的计算
7.检查：
tx t0
是否受限
等温射流 非等温射流 自由射流 受限射流
在空调工程中常见的情况，多为非等温受限射流。
一、自由射流
等温自由射流
2θ
射流轴心速度：
ux u0
0.48
ax
0.145
0.48 ax
md0 x
m1 F0 x
d0
d0
d0 极点
射流断面直径：
dx
ax 6.8(
0.145)
d0
d0
紊流系数
xl=4b 式中 b――矩形孔板的宽度或方形孔板的边长，如 孔板为圆形，则b=0.89D（D为圆形孔板的直径）。
二﹑孔板送风的计算方法
孔板送风有两种方式：一为局部孔板送风
（指 f1 / F 50% ，F为顶棚面积）；一为全面
（满布）孔板送风（ f1 / F 50% ）。
局部孔板的射流计算与前面方法类似。若计算
Tx T0
K1n1 x
2F0
0.88 2.4 2 0.036 6.1
＝0.093
所以tx 0.093 t0 0.093 4.8 0.45C
tx 0.5 C
5.4 房间气流分布的计算
二、 孔板送风的计算方法
孔板的基本特征可用开孔
率（或有效面积系数）k来
断面处于射流的起始段，则其中心速度的衰减可按
下式计算：
ux1 u0
K1K2 K3
k
tx1 K2
k
t0 K1 K3
ux1—起始段内的中心速度 μ—孔口流量系数,由管道式孔板直接送出时μ=0.5，
静压室送出时，若孔板厚度δ≤0.5d0,则μ=0.75，若δ〉 d ， μ=1.0
二﹑孔板送风的计算方法
d0 cos
d0 cos
✓ 阿基米德数Ar判断射流的变形： 对于非等温射流， 由于射流与周围介质的密度不同，在浮力和 重力不 平衡的条件下，水平射出的射流轴将发生弯曲。
Ar > 0， 热射流，向上弯曲； Ar = 0， 等温射流，不弯曲； Ar < 0， 冷射流，向下弯曲。
二、受限射流
等温帖附射流
二﹑孔板送风的计算方法
4.K1，K2，K3：
K1，K2查表获得 设k=0.0076（或0.76%），则每块孔板的空口面积
因此， 这样，
f0 0.0076 5.81 0.44m2 495
u0 0.0443600 3.1m / s
A
0.01
(3.1)2
4 (0.48)3
23 1.22 1 0.0076
ux uo
1
2
9.55
x do
0.75
风口边长比大于0.2且
1.5 x 0.2 do
知识点4 ：空气分布器的型式
喷口
集中射流风口
百叶风口
空
散流器
气
分
布
扇形射流风口
孔板、格栅风口 柱型风口
器
平面扁型射流风口
的
条缝风口
型
旋流风口
式
其他风口
座椅风口
球型风口
台式送风口
（1）喷口
第五章 空调房间的空气分布
空气从孔口吹出，在空间形成一股气流称为吹出气 流或射流。
研究内容：在一定第的八出风章口面积空、调形式区和出的风速气度条 件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
目的：根据射流规流律组，合织理布和置送空风口调的风数量管和位系置， 统 保证人呼吸区或者某个特定区域内的空气的温度、速
（单侧）气流分布计算。
【解】
5.4 房间气流分布的计算
1.选用可调的双层百叶风口，其m1=3.4,n1=2.4，风口尺 寸定为 0.30.15（m），有效面积系数为0.8，F0 0.036m2。 2.设定如图所示的水平贴附射流，射流长度
5.按式计算射流轴心速度衰减：
ux K1m1 2F0 0.883.4 2 0.036 0.132
u0
x
6.1
由于本例的工作区处于射流的回流区，射流到达计算断面
x处的风速ux可以比回流区高，一般可取规定风速的两倍， 即ux 2u（h uh为回流区风速，或按规范规定的风速）。现 取 ux 0.5m / s 则 u0 0.5 / 0.132 3.79m / s 。
的汇流过程，其计算式为：
ux u0
1.2K3
ik
tx 1 k
t0 K3 i
二﹑孔板送风的计算方法
采用孔板送风应注意以下各点：
1.要达到较好的空气分布效果，一般开孔率k＝
0.2%~0.5%范围内，即一般取l>4d0； 2.为避免孔口出流时产生较大的噪声并保证工作区流 速处于合宜的范围，一般 u0 4m / s ；
x3 bk
二﹑孔板送风的计算方法
当射流长度x＝(Hn-h)>4b时，则计算断面处于主体段， 此时速度与温度的衰减式则为：
长条型孔板：
ux2 m b
ux1
x
圆、方形孔板：ux2 1.13m f1
ux1
x
tx2 n b
tx1
x
tx2 1.13n f1
tx1
x
全面孔板的气流分布计ห้องสมุดไป่ตู้主要考虑在汇合段所发生
贴附射流
xl 0.4z exp k
有限空间射流
x axo 或x ax
0.5Fn
0.5Fn
x axo 或x ax
Fn
Fn
x 0.1 射流的扩散规律与自由射流相同
x 0.1 射流扩散受限
✓可以认为当射流
回流区最大平均风速：
断面面积达到空间 断面面积的1/5时，
un m1 uo C Fn
表示，即
k f0 f1
f0为孔口总面积 f1为孔板面积
对于正方形的孔板，开孔率为:
k
0.785
d0 l
2
d0为孔口直径，l为孔间距
二﹑孔板送风的计算方法
对孔板出流的等温射流的研究表明，由各小孔出 流的射流在汇合为总流前存在一个汇合段，该段长度 x0可由下式决定：
x0＝5 l 在汇合段后，则与自由射流相似，存在一中心速 度保持不变的起始段。如孔板为矩形或方形，则起始 段长度为
目的：根据汇流规律，合理布置回风口的数量和 位置，使其与送风口相配合，保证室内气流的均 匀性和稳定性，不出现“死角或短路”现象。
✓汇流的规律性是在距汇点 不同距离的各等速球面上流 量相等
✓随着离开汇点距离的增大， 流速呈二次方衰减
✓在汇流作用范围内，任意 两点间的流速与距汇点的距 离平方成反比。
置 换 式 下 送
（1）上送下回
适合于有恒温要求 和洁净度要求的工艺性 空调及冬季以送热风为 主且空调房间层高较高 的舒适性空调系统。
（2）上送上回 这种气流分布形式，主要适用于以夏季降温
为主且房间层高较低的舒适性空调系统。
单侧上送上回
异侧上送上回 散流器上送上回
（3）下送上回
对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场 合 ，采用这种气流组织形式是非常合适的。但是， 下部送风温差不能太大。
注意： 1、中心温度和中心速度的衰减都是指在汇合段内发 生的； 2、K1、K2、K3的修正则是对局部孔板的总流来考虑 的
圆形和方形孔板
长条形孔板
二﹑孔板送风的计算方法
图中A的计算如下： 对于圆形和方形孔板 A 0.009 t0 x2
u02K13 f1 k 对于长条形孔板
A
0.01
t0 u02 K13
二﹑孔板送风的计算方法 2.设定送风温差为 t0 4C ，则送风应为
L 7200 1485m3 / h 1.21.01 4
故每块孔板的送风量为
L0 1485 / 3 495m3 / h
3.在工作区高度h=2m时，判断计算断面所在的射流
段。根据x1=4b检查知，x1=4*1=4m，显然射流处于 起始段。
集中射流和扇形射流： ux m1 2Fo
uo
x
贴附扁射流：
ux m1 2bo
uo
x
非等温贴附射流
集中射流和扇形射流：
z
5.45m1uo
4
Fo
n1To
2
扁射流：
xl 0.5z exp k
z
9.6 3
bo
m1uo 4 n1To 2
m1 2m1;n1 2n1
x 5.5 0.5 (3.2 2 0.1) 6.1m
3. 试选用两个风口，其间 距为1.8m相当于将房间分 为两个相等的空间。
Fn 3.6 3.2 / 2 5.76m2
4. 确定K1，K2，K3 。 K1，K2查图获得，本例不 属垂直射流不考虑K3
5.4 房间气流分布的计算
Fo
C与风口形式有关的系数
射流开始受限，其
后的发展应符合有
Fn是垂直于射流的空间断面面积 限空间射流规律
三、平行射流的叠加
ux uo
m1 Fo x
1
exp
l cx
2
1/
2
知识点3 ： 回风口的气流流动
研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速 度条件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
根据A查表，K3=1.65
二﹑孔板送风的计算方法
5.求到达工作区的中心气流速度：
取有静压室孔板， 0.75
则
ux1 u0
K1K2 K3
k 0.4811.65
0.0076 0.08 0.75
所以 ux1 0.08 u0 0.08 3.1 0.25m / s 6.求到达工作区时空气的中心温差衰减：
度、洁净度等参数满足要求。
知识点1：影响空气调节区内空气分布的因素有
送风口的形式、数量和位置 送风射流的参数（例如，送风量、送风温度等） 回风口的位置、尺寸 房间的几何形状以及热源在室内的位置等
送风口的形式和位置、送风射流的参数是主要的影响因素
知识点2：送风射流的规律
温度状况 射流
用于自由射流，高大空间集中送风 根据工作区长度与落差来选取喷口
喷口送风经常用于工业建筑与民用建筑中的公共建筑，是大 型体育馆、礼堂、剧院以及厂房等建筑的常用送风方式。
（2 ）百叶风口 ✓ 单层：常用作回风口
✓ 双层：常用作送风口
（3） 散流器
✓ 适用：吊顶送风
（4） 其他风口 格栅风口
孔板
3.为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室
是必要的，一般限制孔口出流前的空气流速（垂直于 孔口出流方向）和孔口流速之比值，即 u 0.25 （u为垂直于孔口出流方向的空气流速）u，0 以免出流
不均匀和出流偏斜。
二﹑孔板送风的计算方法
【例5－4】某空调房间尺寸为6*6*4（长*宽*高）
（m），房间温度要求为
，工作区空气
流速不超过0.25m/s，夏季2室0 内0.显5C热冷负荷为
7200kJ/h。试选择孔板布置并进行送风气流的计算。
【解】1.确定用局部孔板下送， 设每块孔板尺寸为5.8*1.0（m）， 共有三块，则总孔板面积与顶棚 面积之比为5.8*3/6*6=48%，故 满足局部孔板送风的条件。孔板 在顶棚的布置如图所示。
（4）中送风
这种送风方式在满足 室内温、湿度要求的前提 下，有明显的节能效果， 但就竖向空间而言，存在 着温度“分层”现象。主 要适用于高大的空间，如 需设空调的工业厂 房等，通常称为 “分层空调”。
5.4 房间气流分布的计算
一、 一般气流分布的计算方法
5.4 房间气流分布的计算 空间气流分布受到射流受限、射流重合、非等温等 因素的影响
考虑上述影响因素对自由 射流规律进行修正
ux K1K2K3m1 Fo Tx K1K2K3n1 Fo
uo
x
To
x
5.4 房间气流分布的计算 一般计算程序 （1）选定风口形式 （2）确定
x
（3）校核 tx
【例5－1】某空调房间要求恒温 20 0.5C ，房
间尺寸为 5.53.63.2（长 宽 高）（m），室
扇形风口
旋流风口
座椅风口 台式风口
柱形风口
知识点5： 空间气流分布的形式
空间气流分布的形式
上送下回
侧 送 侧 回
散 流 器 送 风
孔 板 送 风
上送上回
同 侧 送 回
异 侧 送 回
中 部 上 送 上 回
散 流 器 平 送 上 回
下送上回 中送
地 板 下 送
末 端 装 置 下 送
射流扩散角： tg 3.4a
u0 ux
起始段
主体段
x
集中射流：圆形、 方形、矩形
扁射流：边长比大 于10的风口 扇形射流：扇形导流
非等温自由射流
轴心温度： 射流落差：
Tx 0.73 ux n1 F0
T0
u0
x
yx
tg Ar(
x
)2 (0.51 ax
0.35)
d0 d0
6.计算送风量与送风温差：
L 2 0.0363.793600 982m3 / h
t0
Q0 C L
5690 1.21.01 982
4.8 C
982
n
L /Vn
15.5l 5.5 3.6 3.2
/h
5.4 房间气流分布的计算
7.检查：
tx t0
是否受限
等温射流 非等温射流 自由射流 受限射流
在空调工程中常见的情况，多为非等温受限射流。
一、自由射流
等温自由射流
2θ
射流轴心速度：
ux u0
0.48
ax
0.145
0.48 ax
md0 x
m1 F0 x
d0
d0
d0 极点
射流断面直径：
dx
ax 6.8(
0.145)
d0
d0
紊流系数
xl=4b 式中 b――矩形孔板的宽度或方形孔板的边长，如 孔板为圆形，则b=0.89D（D为圆形孔板的直径）。
二﹑孔板送风的计算方法
孔板送风有两种方式：一为局部孔板送风
（指 f1 / F 50% ，F为顶棚面积）；一为全面
（满布）孔板送风（ f1 / F 50% ）。
局部孔板的射流计算与前面方法类似。若计算
Tx T0
K1n1 x
2F0
0.88 2.4 2 0.036 6.1
＝0.093
所以tx 0.093 t0 0.093 4.8 0.45C
tx 0.5 C
5.4 房间气流分布的计算
二、 孔板送风的计算方法
孔板的基本特征可用开孔
率（或有效面积系数）k来
断面处于射流的起始段，则其中心速度的衰减可按
下式计算：
ux1 u0
K1K2 K3
k
tx1 K2
k
t0 K1 K3
ux1—起始段内的中心速度 μ—孔口流量系数,由管道式孔板直接送出时μ=0.5，
静压室送出时，若孔板厚度δ≤0.5d0,则μ=0.75，若δ〉 d ， μ=1.0
二﹑孔板送风的计算方法
d0 cos
d0 cos
✓ 阿基米德数Ar判断射流的变形： 对于非等温射流， 由于射流与周围介质的密度不同，在浮力和 重力不 平衡的条件下，水平射出的射流轴将发生弯曲。
Ar > 0， 热射流，向上弯曲； Ar = 0， 等温射流，不弯曲； Ar < 0， 冷射流，向下弯曲。
二、受限射流
等温帖附射流
二﹑孔板送风的计算方法
4.K1，K2，K3：
K1，K2查表获得 设k=0.0076（或0.76%），则每块孔板的空口面积
因此， 这样，
f0 0.0076 5.81 0.44m2 495
u0 0.0443600 3.1m / s
A
0.01
(3.1)2
4 (0.48)3
23 1.22 1 0.0076
ux uo
1
2
9.55
x do
0.75
风口边长比大于0.2且
1.5 x 0.2 do
知识点4 ：空气分布器的型式
喷口
集中射流风口
百叶风口
空
散流器
气
分
布
扇形射流风口
孔板、格栅风口 柱型风口
器
平面扁型射流风口
的
条缝风口
型
旋流风口
式
其他风口
座椅风口
球型风口
台式送风口
（1）喷口
第五章 空调房间的空气分布
空气从孔口吹出，在空间形成一股气流称为吹出气 流或射流。
研究内容：在一定第的八出风章口面积空、调形式区和出的风速气度条 件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
目的：根据射流规流律组，合织理布和置送空风口调的风数量管和位系置， 统 保证人呼吸区或者某个特定区域内的空气的温度、速