风管阻力主要包括摩擦阻力和局部阻力两大类。摩擦阻力:空气在风管内流动时,与管壁的摩擦作用导致的能量损失,与管道长度、断面尺寸、风速、空气密度等参数有关。局部阻力:风管系统中的弯头、三通、变径、阀门等部件,由于改变了气流的流动方向或速度,导致的额外能量损失,用局部阻力系数来表征。除了上述两种阻力外,风管的粗糙度、形状、连接方式等因素也会影响整个系统的阻力特性。

1、达西-威斯巴黑公式法

该方法适用于圆形截面风管,摩擦阻力计算公式为:

△p=λ·(l/d)·(ρv²/2)

式中,△p为摩擦阻力(Pa);λ为沿程阻力系数;l为管道长度(m);d为管道直径(m);ρ为空气密度(kg/m³);v为风速(m/s)。

其中,沿程阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度ε/d有关,可查莫迪图或柯尔布洛克公式计算。

2、风管摩擦阻力比降法

该方法适用于任意截面形状的风管,摩擦阻力计算公式为:

△p=R·l

式中,R为单位长度管道的摩擦阻力比降(Pa/m),可查相关工程手册或根据经验公式估算。

3、等效直径法

对于矩形风管,可按等效直径De计算摩擦阻力,公式为:

De=1.3(ab)^0.625/(a+b)^0.25

式中,a、b为矩形风管的长和宽(m)。

1、局部阻力系数法

局部阻力损失公式为:

△p=ξ·(ρv²/2)

式中,ξ为局部阻力系数,可查工程手册或根据经验取值。

2、当量直管长度法

将局部阻力等效为一段直管段的阻力,按摩擦阻力计算公式求得阻力损失:

△p=λ·(le/d)·(ρv²/2)

式中,le为当量直管长度(m),可查相关工程手册。

3、速压比例法

局部阻力按动压的一定比例估算,公式为:

△p=K·(ρv²/2)

式中,K为速压损失系数,一般取0.5~1.5之间

某办公楼采用全空气系统,设计风量为25000m³/h,风管总长度为200m,等效直径为0.6m,风速为8m/s,空气密度为1.2kg/m³,沿程阻力系数为0.02,局部阻力系数之和为2.5。求风管的总阻力。

解:摩擦阻力按达西-威斯巴黑公式计算,△pf=0.02×(200/0.6)×(1.2×8²/2)=711Pa

局部阻力按局部阻力系数法计算,△pj=2.5×(1.2×8²/2)=120Pa

总阻力△p=711+120=831Pa某厂房车间采用风管式热泵空调系统,送风温度16℃,回风温度26℃,风管长80m,等效直径0.8m,设计风速6m/s,风量18000m³/h。试估算风管阻力。

解:查摩擦阻力比降图得R=0.8Pa/m

摩擦阻力△pf=0.8×80=64Pa

估算局部阻力△pj=64×0.3=19Pa

风管总阻力△p=64+19=83Pa某地下车库通风系统,排风管总长120m,断面为1m×0.8m矩形,设计风速5m/s。计算风管阻力。

解:按等效直径法De=1.3×(1×0.8)^0.625/(1+0.8)^0.25=0.895m

则雷诺数Re=0.895×5/15×10^(-6)=298333

查莫迪图得λ=0.015

摩擦阻力△pf=0.015×(120/0.895)×(1.2×5²/2)=75Pa

局部阻力按动压50%估算,△pj=0.5×(1.2×5²/2)=7.5Pa

风管总阻力△p=75+7.5=82.5Pa

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