纖維布風管的設計原理與傳統(tǒng)風管相同,其主要內容包括風管的布置、管徑的確定及出風設計。但由于錦暢纖維風管沿管道徑向線式送風、軸向呈扇面送風,構成立體送風模式,整體送風均勻,無需風口風閥散流器等配件,風管的布置要比傳統(tǒng)風管簡單的多。
一、概述
錦暢纖維風管的設計原理與傳統(tǒng)風管相同,其主要內容包括風管的布置、管徑的確定及出風設計。但由于錦暢纖維風管沿管道徑向線式送風、軸向呈扇面送風,構成立體送風模式,整體送風均勻,無需風口風閥散流器等配件,風管的布置要比傳統(tǒng)風管簡單的多。
1、 風管的布置:
由于錦暢纖維風管是立體送風模式、整體送風均勻,布置風管時應遵循以下原則:
直管——風管走向以直管為主,盡量減少支管數(shù)量
L型走向——風管需轉彎時選用L型布局
T型走向——風管需走支管時選用T型布局,但支管數(shù)量不宜過多
2、 管徑設計:
錦暢纖維風管管徑計算公式如下:
Q=3600 V*π*D2/20002
V——進風速度(m/s)
Q——總入口流量(m3/h)
D——入口直徑(mm)
由上公式可以看出,當風量為定值時,錦暢纖維風管管徑與管內風速有關,而風速又與管內靜壓有關,當管內靜壓和風速不匹配時,風管可能發(fā)生抖動(當風速越大,靜壓越小時抖動越厲害),從而影響實際送風效果。
錦暢纖維風管是靠靜壓送風的系統(tǒng),而風管的壓力Pt=Pv+Ps;Pt——全壓,Pv——動壓,Ps——靜壓。Pv與Ps只是壓力狀態(tài)不同,可以相互轉化。Pt不變時,Pv增加(風速增加) Ps減小,Pv減?。L速減小) Ps增加。
所以在進行風管設計時,管內設計風速不宜過大(在6-10m/s為宜),以避免靜壓轉化為動壓由于靜壓過小而引起風管的抖動。
3、 壓力損失計算
一套復雜的錦暢纖維風管系統(tǒng),一般包含了一根主干管和若干直管、彎頭、變徑、三通、靜壓箱等各種部件。沿程阻力損失外,還包含了局部阻力損 失,計算這種復雜的錦暢纖維風管系統(tǒng)時,應選出不利環(huán)路,將沿程阻力和局部阻力分別計算后求和,即總阻力損失。據此可算出入口處小靜壓。
當錦暢纖維風管內氣流通過彎頭、變徑、三通等部件時,端面或流向發(fā)生了變化,同傳統(tǒng)風管一樣會產生相應的局部壓力損失:
Z=ξv2ρ/2,Z——局部壓力損失;ξ——局部阻力系數(shù)(主要由實驗測得,同傳統(tǒng)風管中類似);ρ——空氣密度(kg/m3);v——風速(m/s);
為了減少錦暢纖維風管系統(tǒng)的局部損失,我們通常進行一定的優(yōu)化設計:
1綜合多種因素選擇管徑,盡量降低管道內風速。
2優(yōu)化異型部件設計,避免流向改變過急、端面變化過快。
根據施工工程經驗,我們總結出各種錦暢纖維風管的部件、組件的局部阻力值(8m/s),如下表:
錦暢纖維風管系統(tǒng)內影響壓力的因素有入口靜壓、動壓及壓力損失。動壓在錦暢纖維風管中沿長度方向轉化為靜壓,又稱靜壓復得。沿程壓力損失和連接件所造成的局部損失簡稱壓力損失。故管內平均靜壓可認為由入口靜壓、靜壓復得和壓力損失三者組成。
入口靜壓:
入口靜壓一般由風機提供,若風機與錦暢纖維風管系統(tǒng)不是直接連接時,則入口靜壓為錦暢纖維風管直接連接件的靜壓力;若風機與 錦暢纖維風管系統(tǒng)直接連接,則入口靜壓即風機靜壓。一般來說,末端靜壓應大于70Pa,但根據不同工程情況有不同的要求。
根據大量工程實踐的經驗,我們推薦在不同高度的風管實現(xiàn)使用區(qū)域合適風速**的壓力梯度參考值,如下表:
以上數(shù)據僅供一些通用場合參考,實際工程的各項數(shù)據以實際情況為準。
靜壓復得:
錦暢纖維風管系統(tǒng)的風管由于末端封堵使得沿管長方向上空氣流動速度越來越小,即動壓越來越小,動壓轉化為靜壓,也就是靜壓復得越來越大。由入口動壓轉化過來的靜壓復得的總量如下公式所示:靜壓復得=入口動壓=1.29*入口風速2/2。
由于錦暢纖維風管系統(tǒng)中管內風速一般只有7-9m/s,轉化為靜壓復得也只有32-52Pa。
纖維織物風管系統(tǒng)在沿管長方向上還有由于摩擦阻力和局部阻力造成的壓力損失。因為壓力損失與風速成正比關系,當氣流沿管長方向風速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風管的每個標準件以及出風口也存在局部阻力損失。錦暢纖維風管系統(tǒng)中以直管為主,系統(tǒng)中三通、彎頭及變徑很少,一般以沿程阻力損失為主,空氣橫斷面形狀不變的管道內流動時的沿程摩擦阻力按下式計算:⊿Pm=λv2ρl/2d;
λ——摩擦阻力系數(shù);v——風管內空氣的平均流速,m/s;ρ——空氣密度,kg/3;
l——風管長度,m;d——圓形風管直徑(內徑),m;
摩擦阻力系數(shù)是個不定值,它與空氣在風管內的流動狀態(tài)和風管管壁的粗糙度有關。
1/λ0.5=-2lg(K/3.7+2.5l/Reλ0.5)
根據纖維材料和錦暢纖維風管系統(tǒng)的綜合性研究得到摩擦阻力系數(shù)不大于0.024(鐵皮風管大約0.019),由于錦暢纖維風管大都應用的是圓形,且沿長度方向都有送風孔,管內平均風速就是風管入口速度的1/2.由此可見,索斯風管的沿程損失比傳統(tǒng)鐵皮風管要小得多。
二、風量的計算方法,風壓和風速的關系
1、假設在直徑300mm的風管中風速為0.5m/m,它的風壓是多少帕?怎么計算?(要求有公式,并說明公式中符號的意思,舉例)2、假如一臺風機它的 風量為100003/h,分別給10個房間抽風,就是有10個抽風口,風管的主管道是直徑400mm,靠近風機的**個抽風口的風壓和抽風量肯定大于后面 的抽風口,要怎么樣配管才能使所有的抽風口的抽風量一樣?要怎么計算?3、如何快速的根據電機的轉速、風機葉片的角度、面積來來計算出這臺風機的風量和風 壓。?(要求有公式,并說明公式中符號的意思,舉例)4、風管的阻力怎么計算,矩形和圓形,每米的阻力是多少帕,一臺風壓為200帕的抽風機,管道 50m,它的進風口的風壓是多少帕
1、首先,要知道風機壓力是做什么用的,通俗的講:風機壓力是保證流量的一種手段?;谏鲜龆x,我們可以通過一些公式來計算出在300mm管道中要保證風速為0.5m/s時所需的壓力。1.1、計算壓力:
1.2、Re=(D*ν/0.0000151) =(0.3*0.5/0.0000151)=9933.77
1.3、λ=0.35/Re^0.25 =0.35/9933.77^0.25 =0.035
1.4、R=[(λ/D)*(ν^2*γ/2)]*65=(0.035/0.3)*(0.5^2*1.2/2) =0.07Pa
1.5、結論:在每米直徑300mm風管中要保證0.5m/s的風速壓力應為0.07Pa。
2、計算400mm管道中的流速:
2.1、ν=Q/(r^2*3.14*3600) =10000/(0.2^2*3.14*3600)=22.11(m/s)
2.2、平衡各抽風口的壓力,并計算出各個抽風口的直徑: 為保證各抽風口的流量相等,需對各抽風口的壓力進行平衡,我們采用試算法調管徑。當支管與主環(huán)路阻力不平衡時,可重新選擇支管的管徑和流速,重新計算阻力直至平衡為止。這種方法是可行的,但只有試算多次才能找到符合節(jié)點壓力平衡要求的管徑。
三、布質風管沿程阻力計算方法
摘要:布質風管又名纖維織物空氣分布系統(tǒng)、纖維織物空氣分布器、布風管、布袋風管、布風道等,是從國外引進的一項新產品新技術。它是一種由特殊纖維織成替代傳統(tǒng)送風管道、風閥、散流器、絕熱材料等的送出風末端系統(tǒng)。隨著對布質風管送風原理的深入研究,布質風管的設計方法也日漸成熟,其中包括對布質風管管內 沿程阻力的研究和計算。
關鍵詞:布質風管 布質風管系統(tǒng) 纖維織物空氣分布系統(tǒng) 纖維織物空氣分布器 布風管 布袋風管 布風道
布質風管系統(tǒng)在沿管長方向上還有由于摩擦阻力和局部阻力造成的壓力損失。因為壓力損失與風速成正比關系,當氣流沿管長方向風速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風管個標準件以及出風口也存在局部阻力損失。布質風管系統(tǒng)中以直管為主,系統(tǒng)中三通、彎頭及變徑很少,一般以沿程阻力損失為主,空氣橫斷 面形狀不變的管道內流動時的沿程摩擦阻力按下式計算:
——摩擦阻力系數(shù);
——風管內空氣的平均流速,m/s;
——空氣的密度,kg/m3;
——風管長度,m;
——圓形風管直徑(內徑),m;
摩擦阻力系數(shù)是一個不定值,它與空氣在風管內的流動狀態(tài)和風管管壁的粗糙度有關。
根據對纖維材料和布質風管系統(tǒng)的綜合性研究得到摩擦阻力系數(shù)不大于0.024(鐵皮風管大約0.019),由于布質風管風管延長度方向上都有送風孔,管內平均風速就是風管入口速度的1/2。由此可見,布質風管風管的延程損失比傳統(tǒng)鐵皮風管要小的多。
部件局部壓損計算
當布質風管風管內氣流通過彎頭、變徑、三通等等部件時,斷面或流向發(fā)生了變化,同傳統(tǒng)風管一樣會產生相應的局部壓力損失:
Z:局部壓力損失(pa)
ξ:局部阻力系數(shù)(主要由試驗測得,同傳統(tǒng)風管中類似)
ρ:空氣密度(kg/m3)
v:風速(m/s)
為了減少布質風管系統(tǒng)的局部損失,我們通常進行一定的優(yōu)化設計:
1.綜合多種因素選擇管經,盡量降低管道內風速。
2.優(yōu)化異形部件設計,避免流向改變過急、斷面變化過快。
根據實際工程經驗,我們總結出各種布質風管部件的局部阻力值(風速=8m/s),如下表:
彎頭(曲率=1) 等徑三通 變徑(漸縮角30度) 靜壓箱
10 pa 12pa 3pa 46 pa
例如:某超市壓損計算說明
對于該超市,AHU 空調箱風量為36000CMH,選取編號AHU-14號空調箱系統(tǒng),主管尺寸為2000*610mm,共有5支支管,支管管徑為559mm。選取最長不利環(huán)路25米主管+20.6米支管作為計算依據;
1,沿程阻力損失計算:
主管:25米,2000*610mm,當量直徑,
支管道:20.6米,559mm,,
2,局部阻力損失計算:
等徑三通局部損失為12Pa,對于變徑三通取20Pa.
最長不利環(huán)路壓損為20+8.5+6=34.5Pa.
可見布質風管系統(tǒng)尤其是直管系統(tǒng)的沿程阻力損失非常小,一般不會超過靜壓復得的值,所以在粗算時基本可以忽略不計!
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