1、3.2 風道的水力計算水力計算是通風系統設計計算的主要部分。它是在確定了系統的形式、設備布置、各送、排風點的位置及風管材料后進行的。水力計算最主要的任務是確定系統中各管段的斷面尺寸，計算阻力損失，選擇風機。 水力計算方法風管水力計算的方法主要有以下三種：(1)等壓損法 該方法是以單位長度風道有相等的壓力損失為前提條件，在已知總作用壓力的情況下，將總壓力值按干管長度平均分配給各部分，再根據各部分的風量確定風管斷面尺寸，該法適用于風機壓頭已定及進行分支管路阻力平衡等場合。(2)假定流速法該方法是以技術經濟要求的空氣流速作為控制指標再根據風量來確定風管的斷面尺寸和壓力損失目前常用此法進行水力計算。(

2、3)靜壓復得法該方法是利用風管分支處復得的靜壓來克服該管段的阻力，根據這的斷面尺寸，此法適用于高速風道的水力汁算。水力計算步驟現以假定流速法為例，說明水力計算的步驟：(1)繪制系統軸測示意圖，并對各管段進行編號，標注長度和風量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃為一個計算管段。(2)確定合理的氣流速度風管內的空氣流速對系統有很大的影響。流速低，阻力小，動力消耗少，運行費用低，但是風管斷面尺寸大，耗材料多，建造費用大。反之，流速高，風管段面尺寸小，建造費用低，但阻力大，運行費用會增加，另外還會加劇管道與設備的磨損。因此，必須經過技術經濟分析來確定合理的流速，表3-2，表3-3，表3-4列出了不同情

3、況下風管內空氣流速范圍。表3-2 工業管道中常用的空氣流速（m/s）建筑物類別管道系統的部位風速靠近風機處的極限流速自然通風機械通風輔助建筑吸入空氣的百葉窗01.0241012吸風道1-226支管及垂直風道25水平總風道58近地面的進風口0.20.5近頂棚的進風口12近頂棚的排風口12排風塔1-1.536工業建筑材料總管支管室內進風口室內回風口新鮮空氣入口薄板材614281.53.52.53.55.56.5磚、礦渣、石、水泥礦渣混凝土412261.53.02.03.056表3-3 除塵風道空氣流速（m/s）灰塵性質垂直管水平管灰塵性質垂直管水平管粉狀的粘土和沙1113鐵和銅（屑）1923耐火泥

4、1417灰土、砂塵1618重礦物灰塵1416鋸屑、刨屑1214輕礦物灰塵1214大塊干木屑1415干型砂1113干微塵810煤灰1012染料灰塵14161618濕土（2以下）1518大塊濕木屑1820鐵和銅（塵末）1315谷物灰塵1012棉絮810麻（短纖維灰塵、雜質）812水泥灰塵8121822表3-4 空調系統中的空氣流速（m/s）部位風速低速風管高速風管推薦風速最大風速推薦最大居住公共工業居住公共工業一般建筑新風入口2.52.52.54.04.5635風機入口3.54.05.04.55.07.08.516.5風機出口586.5108128.57.5118.51412.525主風道3.54

5、.556.569465.586.5111030水平支風道3.03.04.5453.54.04.06.5591022.5垂直支風道2.53.03.54.03.254.04.06.058422.5送風口121.53.534.02.03.03.05.035由風量和流速確定最不利環路各管段風管斷面尺寸，計算沿程損失、局部損失及總損失。計算時應首先從最不利環路開始，即從阻力最大的環路開始。確定風管斷面尺寸時，應盡量采用通風管道的統一規格。其余并聯環路的計算為保證系統能按要求的流量進行分配，并聯環路的阻力必須平衡。因受到風管斷面尺寸的限制，對除塵系統各并聯環路間的壓損差值不宜超過10，其他通風系統不宜超過

6、15，若超過時可通過調整管徑或采用閥門來進行調節。調整后的管徑可按下式確定 mm式中 調整后的管徑，m； 一原設計的管徑，m； 原設計的支管阻力，Pa； 要求達到的支管阻力，Pa。需要指出的是，在設計階段不把阻力平衡的問題解決，而一味的依靠閥門開度的調節,對多支管的系統平衡來說是很困難的，需反復調整測試。有時甚至無法達到預期風量分配，或出現再生噪聲等問題。因此，我們一方面加強風管布置方案的合理性，減少阻力平衡的工作量，另一方面要重視在設計階段阻力平衡問題的解決。 (5)選擇風機考慮到設備、風管的漏風和阻力損失計算的不精確，選擇風機的風量，風壓應按下式考慮考慮 m/h Pa式中 風機的風量，m/

7、h； 系統總風量，m/h； 風機的風壓，Pa； 系統總阻力，Pa； 風量附加系數，除塵系統1.11.5；一般送排風系統1.1； 風壓附加系數，除塵系統1.151.20；一般送排風系統 當風機在非標準狀態下工作時，應對風機性能進行換算，在此不再詳述可參閱流體力學及泵與風機。例3-3 如圖3=10所示的機械排風系統，全部采用鋼板制作的圓形風管，輸送含有有害氣體的空氣(12m/kg)，氣體溫度為常溫，圓形傘形罩的擴張角為60°，合流三通分支管夾角為30°，帶擴壓管的傘形風帽0.5，當地大氣壓力為92kPa，對該系統進行水力計算。圖3-10 機械排風系統圖解 1對管段進行編號，標注

8、長度和風量，如圖示。2確定各管段氣流速度，查表3-2有：工業建筑機械通風對于干管6-14m/s；對于支管2-8 m/s。3確定最不利環路，本系統為最不利環路。4根據各管段風量及流速，確定各管段的管徑及比摩阻，計算沿程損失，應首先計算最不利環路，然后計算其余分支環路。如管段，根據1200 m3/h，614 m/s查附錄2可得出管徑220mm，9ms，4.5Pa/m查圖3-1有091，則有Pa/mPa 也可查附錄2確定管徑后，利用內插法求出：，。 同理可查出其余管段的管徑、實際流速、比摩阻，計算出沿程損失，具體結果見表3-5。5計算各管段局部損失如管段，查附錄4有：圓形傘形罩擴張角60°

9、，90°彎頭2個，合流三通直管段，見圖3-10。 °，查得，其余各管段的局部阻力系數見表3-6。 Pa同理可得出其余管段的局部損失，具體結果見表3-5。6計算各管段的總損失，結果見表3-5。表3-5 通風管道水力計算表管段編號流量L/m3/h管段長度l/m管徑D/mm流速/m/s比摩阻/Pa/m比摩阻修正系數實際比摩阻/Pa/m動壓Pd/Pa局部阻力系數沿程損失/Pa局部損失/Pa管段總損失/Pa備注最不利環路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.79

10、6642.70.912.46531.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支環路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.1與平衡71300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7與平衡815001020013.0110.9110101.41.26100127.8227.8與平衡6900916012.3130.9111.8390.

11、80.03106.42.7109.1阻力平衡表3-6 各管段局部損失系數統計表管段局部阻力名稱、數量管段局部阻力名稱、數量1圓形傘形罩（擴張角60°）1個0.096圓形傘形罩（擴張角60°）1個0.0990°彎頭（）2個90°彎頭（）1個合流三通直管段0.76合流三通分支段0.212合流三通直管段0.817圓形傘形罩（擴張角60°）1個0.093合流三通直管段1.0890°彎頭（）1個490°彎頭（）2個合流三通分支段0.4風機入口變徑（忽略）0.08圓形傘形罩（擴張角60°）1個0.095風機入口變徑（忽略）0.090°彎頭（）1個帶擴散管傘形風帽（）1個合流三通分支段0.960°彎頭（）1個0.127檢查并聯管路管道阻力損失的不平衡率管段和管段不平衡率調整管徑mm取mm查