风道设计计算的方法与步骤(带例题) |
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一.风道水力计算方法
风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。 风道水力计算方法比较多,如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法,而高速送风系统则采用静压复得法。
1.假定流速法 假定流速法也称为比摩阻法。这种方法是以风道内空气流速作为控制因素,先按技术经济要求选定风管的风速,再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。 2.压损平均法 压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提。在已知总作用压力的情况下,取最长的环路或压力损失最大的环路,将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分,再根据各部分的风量和所分配的压力损失值,确定风管的尺寸,并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节,以保证各环路间压力损失的差值小于15%。一般建议的单位长度风管的摩擦压力损失值为0.8~1.5Pa/m。该方法适用于风机压头已定,以及进行分支管路压损平衡等场合。 3.静压复得法 静压复得法的含义是,由于风管分支处风量的出流,使分支前后总风量有所减少,如果分支前后主风道断面变化不大,则风速必然下降。风速降低,则静压增加,利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力,以确定管道尺寸,从而保持各分支前的静压都相等,这就是静压复得法。此方法适用于高速空调系统的水力计算。
二.风道水力计算步骤
以假定流速法为例: 1.确定空调系统风道形式,合理布置风道,并绘制风道系统轴测图,作为水力计算草图。 2.在计算草图上进行管段编号,并标注管段的长度和风量。 管段长度一般按两管件中心线长度计算,不扣除管件(如三通、弯头)本身的长度。 3.选定系统最不利环路,一般指最远或局部阻力最多的环路。 4.选择合理的空气流速。 风管内的空气流速可按下表确定。
表8-3空调系统中的空气流速(m/s)
5.根据给定风量和选定流速,逐段计算管道断面尺寸,然后根据选定了的风管断面尺寸和风量,计算出风道内实际流速。 通过矩形风管的风量:G=3600abυ (m3/h) 式中:a,b—分别为风管断面净宽和净高,m。 通过园形风管的风量:G=900πd2υ (m3/h) 式中:d—为圆形风管内径,m。 6.计算风管的沿程阻力 根据风管的断面尺寸和实际流速,查阅查阅附录13或有关设计手册中《风管单位长度沿程压力损失计算表》求出单位长度摩擦阻力损失△py,再根据管长l,进一步求出管段的摩擦阻力损失。 7.计算各管段局部阻力 按系统中的局部构件形式和实际流速υ,查阅附录14或有关设计手册中《局部阻力系数ζ计算表》取得局部阻力系数ζ值,再求出局部阻力损失。 8.计算系统的总阻力,△P=∑(△pyl +△Pj)。 9.检查并联管路的阻力平衡情况。 10.根据系统的总风量、总阻力选择风机。、
三.风道设计计算实例
\某公共建筑直流式空调系统,如图所示。风道全部用镀锌钢板制作,表面粗糙度K=0.15mm。已知消声器阻力为50Pa,空调箱阻力为290 Pa,试确定该系统的风道断面尺寸及所需风机压头。
图中:A.孔板送风口600×600;B.风量调节阀;C.消声器;D.防火调节法;E.空调器;F.进风格栅
[解 1.绘制系统轴测图,并對各管段进行编号,标注管段长度和风量。 2.选定最不利环路,逐段计算沿程压力损失和局部压力损失。本系统选定管段1—2—3—4—5—6为最不利环路。 3.列出管道水力计算表8-4,并将各管段流量和长度按编号顺序填入计算表中。 4.分段进行管道水力计算,并将结果均列入计算表8-4中。
管段1—2:风量1500m3/h,管段长l=9m 沿程压力损失计算:初选水平支管空气流速为4m/s,风道断面面积为: F’=1500/(3600×4)=0.104m2 取矩形断面为320×320mm的标准风管,则实际断面积F=0.102m2,实际流速 υ=1500/(3600×0.102)=4.08m/s根据流速4.08m/s,查附录13,得到单位长度摩擦阻力△py=0.7Pa/m,则管段1—2的沿程阻力: △Py=△py×l=0.7×9=6.3Pa 局部压力损失计算:该管段存在局部阻力的部件有孔板送风口、连接孔板的渐扩管、多叶调节阀、弯头、渐缩管及直三通管。 孔板送风口:已知孔板面积为600×600mm,开孔率(即净孔面积比)为0.3,则孔板面风速为 υ=1500/(3600×0.6×0.6)=1.16m/s根据面风速1.16m/s和开孔率0.3,查附录14序号35,得孔板局部阻力系数ζ=13,故孔板的局部阻力 △pj1=13×(1.2×1.162)/2=10.5Pa渐扩管:渐扩管的扩张角α=22.5°,查附录14序号4,得ζ=0.6,渐扩管的局部阻力 △pj2=0.9×(1.2×4.082)/2=5.99Pa多叶调节阀:根据三叶片及全开度,查附录14序号34,得ζ=0.25,多叶调节阀的局部阻力 △pj3=0.25×(1.2×4.082)/2=2.5Pa弯头:根据α=90°,R/b=1.0,查附录14序号9,得ζ=0.23,弯头的局部阻力 △pj4=0.23×(1.2×4.082)/2=2.3Pa渐缩管:渐缩管的扩张角α=30° |
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