纖維布風(fēng)管的設(shè)計原理與傳統(tǒng)風(fēng)管相同,其主要內(nèi)容包括風(fēng)管的布置、管徑的確定及出風(fēng)設(shè)計。但由于錦暢纖維風(fēng)管沿管道徑向線式送風(fēng)、軸向呈扇面送風(fēng),構(gòu)成立體送風(fēng)模式,整體送風(fēng)均勻,無需風(fēng)口風(fēng)閥散流器等配件,風(fēng)管的布置要比傳統(tǒng)風(fēng)管簡單的多。
一、概述
錦暢纖維風(fēng)管的設(shè)計原理與傳統(tǒng)風(fēng)管相同,其主要內(nèi)容包括風(fēng)管的布置、管徑的確定及出風(fēng)設(shè)計。但由于錦暢纖維風(fēng)管沿管道徑向線式送風(fēng)、軸向呈扇面送風(fēng),構(gòu)成立體送風(fēng)模式,整體送風(fēng)均勻,無需風(fēng)口風(fēng)閥散流器等配件,風(fēng)管的布置要比傳統(tǒng)風(fēng)管簡單的多。
1、 風(fēng)管的布置:
由于錦暢纖維風(fēng)管是立體送風(fēng)模式、整體送風(fēng)均勻,布置風(fēng)管時應(yīng)遵循以下原則:
直管——風(fēng)管走向以直管為主,盡量減少支管數(shù)量
L型走向——風(fēng)管需轉(zhuǎn)彎時選用L型布局
T型走向——風(fēng)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(shè)計:
錦暢纖維風(fēng)管管徑計算公式如下:
Q=3600 V*π*D2/20002
V——進(jìn)風(fēng)速度(m/s)
Q——總?cè)肟诹髁浚╩3/h)
D——入口直徑(mm)
由上公式可以看出,當(dāng)風(fēng)量為定值時,錦暢纖維風(fēng)管管徑與管內(nèi)風(fēng)速有關(guān),而風(fēng)速又與管內(nèi)靜壓有關(guān),當(dāng)管內(nèi)靜壓和風(fēng)速不匹配時,風(fēng)管可能發(fā)生抖動(當(dāng)風(fēng)速越大,靜壓越小時抖動越厲害),從而影響實際送風(fēng)效果。
錦暢纖維風(fēng)管是靠靜壓送風(fēng)的系統(tǒng),而風(fēng)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(zhuǎn)化。Pt不變時,Pv增加(風(fēng)速增加) Ps減小,Pv減?。L(fēng)速減?。? Ps增加。
所以在進(jìn)行風(fēng)管設(shè)計時,管內(nèi)設(shè)計風(fēng)速不宜過大(在6-10m/s為宜),以避免靜壓轉(zhuǎn)化為動壓由于靜壓過小而引起風(fēng)管的抖動。
3、 壓力損失計算
一套復(fù)雜的錦暢纖維風(fēng)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(fù)雜的錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)時,應(yīng)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(jù)此可算出入口處小靜壓。
當(dāng)錦暢纖維風(fēng)管內(nèi)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(fēng)管一樣會產(chǎn)生相應(yīng)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(fēng)管中類似);ρ——空氣密度(kg/m3);v——風(fēng)速(m/s);
為了減少錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)的局部損失,我們通常進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計:
1綜合多種因素選擇管徑,盡量降低管道內(nèi)風(fēng)速。
2優(yōu)化異型部件設(shè)計,避免流向改變過急、端面變化過快。
根據(jù)施工工程經(jīng)驗,我們總結(jié)出各種錦暢纖維風(fēng)管的部件、組件的局部阻力值(8m/s),如下表:
錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)內(nèi)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(fēng)管中沿長度方向轉(zhuǎn)化為靜壓,又稱靜壓復(fù)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(nèi)平均靜壓可認(rèn)為由入口靜壓、靜壓復(fù)得和壓力損失三者組成。
入口靜壓:
入口靜壓一般由風(fēng)機(jī)提供,若風(fēng)機(jī)與錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)不是直接連接時,則入口靜壓為錦暢纖維風(fēng)管直接連接件的靜壓力;若風(fēng)機(jī)與 錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)直接連接,則入口靜壓即風(fēng)機(jī)靜壓。一般來說,末端靜壓應(yīng)大于70Pa,但根據(jù)不同工程情況有不同的要求。
根據(jù)大量工程實踐的經(jīng)驗,我們推薦在不同高度的風(fēng)管實現(xiàn)使用區(qū)域合適風(fēng)速**的壓力梯度參考值,如下表:
以上數(shù)據(jù)僅供一些通用場合參考,實際工程的各項數(shù)據(jù)以實際情況為準(zhǔn)。
靜壓復(fù)得:
錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)的風(fēng)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(zhuǎn)化為靜壓,也就是靜壓復(fù)得越來越大。由入口動壓轉(zhuǎn)化過來的靜壓復(fù)得的總量如下公式所示:靜壓復(fù)得=入口動壓=1.29*入口風(fēng)速2/2。
由于錦暢纖維風(fēng)管系統(tǒng)中管內(nèi)風(fēng)速一般只有7-9m/s,轉(zhuǎn)化為靜壓復(fù)得也只有32-52Pa。
纖維織物風(fēng)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(fēng)速成正比關(guān)系,當(dāng)氣流沿管長方向風(fēng)速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風(fēng)管的每個標(biāo)準(zhǔn)件以及出風(fēng)口也存在局部阻力損失。錦暢纖維風(fēng)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(nèi)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(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速,m/s;ρ——空氣密度,kg/3;
l——風(fēng)管長度,m;d——圓形風(fēng)管直徑(內(nèi)徑),m;
摩擦阻力系數(shù)是個不定值,它與空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān)。
1/λ0.5=-2lg(K/3.7+2.5l/Reλ0.5)
根據(jù)纖維材料和錦暢纖維風(fēng)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(fēng)管大約0.019),由于錦暢纖維風(fēng)管大都應(yīng)用的是圓形,且沿長度方向都有送風(fēng)孔,管內(nèi)平均風(fēng)速就是風(fēng)管入口速度的1/2.由此可見,索斯風(fēng)管的沿程損失比傳統(tǒng)鐵皮風(fēng)管要小得多。
二、風(fēng)量的計算方法,風(fēng)壓和風(fēng)速的關(guān)系
1、假設(shè)在直徑300mm的風(fēng)管中風(fēng)速為0.5m/m,它的風(fēng)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(fēng)機(jī)它的 風(fēng)量為100003/h,分別給10個房間抽風(fēng),就是有10個抽風(fēng)口,風(fēng)管的主管道是直徑400mm,靠近風(fēng)機(jī)的**個抽風(fēng)口的風(fēng)壓和抽風(fēng)量肯定大于后面 的抽風(fēng)口,要怎么樣配管才能使所有的抽風(fēng)口的抽風(fēng)量一樣?要怎么計算?3、如何快速的根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)葉片的角度、面積來來計算出這臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng) 壓。?(要求有公式,并說明公式中符號的意思,舉例)4、風(fēng)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(fēng)壓為200帕的抽風(fēng)機(jī),管道 50m,它的進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)壓是多少帕
1、首先,要知道風(fēng)機(jī)壓力是做什么用的,通俗的講:風(fēng)機(jī)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(fēng)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(jié)論:在每米直徑300mm風(fēng)管中要保證0.5m/s的風(fēng)速壓力應(yīng)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(fēng)口的壓力,并計算出各個抽風(fēng)口的直徑: 為保證各抽風(fēng)口的流量相等,需對各抽風(fēng)口的壓力進(jìn)行平衡,我們采用試算法調(diào)管徑。當(dāng)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(zhì)風(fēng)管沿程阻力計算方法
摘要:布質(zhì)風(fēng)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(fēng)管、布袋風(fēng)管、布風(fēng)道等,是從國外引進(jìn)的一項新產(chǎn)品新技術(shù)。它是一種由特殊纖維織成替代傳統(tǒng)送風(fēng)管道、風(fēng)閥、散流器、絕熱材料等的送出風(fēng)末端系統(tǒng)。隨著對布質(zhì)風(fēng)管送風(fēng)原理的深入研究,布質(zhì)風(fēng)管的設(shè)計方法也日漸成熟,其中包括對布質(zhì)風(fēng)管管內(nèi) 沿程阻力的研究和計算。
關(guān)鍵詞:布質(zhì)風(fēng)管 布質(zhì)風(fēng)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(fēng)管 布袋風(fēng)管 布風(fēng)道
布質(zhì)風(fēng)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(fēng)速成正比關(guān)系,當(dāng)氣流沿管長方向風(fēng)速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風(fēng)管個標(biāo)準(zhǔn)件以及出風(fēng)口也存在局部阻力損失。布質(zhì)風(fēng)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(nèi)流動時的沿程摩擦阻力按下式計算:
——摩擦阻力系數(shù);
——風(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速,m/s;
——空氣的密度,kg/m3;
——風(fēng)管長度,m;
——圓形風(fēng)管直徑(內(nèi)徑),m;
摩擦阻力系數(shù)是一個不定值,它與空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān)。
根據(jù)對纖維材料和布質(zhì)風(fēng)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(fēng)管大約0.019),由于布質(zhì)風(fēng)管風(fēng)管延長度方向上都有送風(fēng)孔,管內(nèi)平均風(fēng)速就是風(fēng)管入口速度的1/2。由此可見,布質(zhì)風(fēng)管風(fēng)管的延程損失比傳統(tǒng)鐵皮風(fēng)管要小的多。
部件局部壓損計算
當(dāng)布質(zhì)風(fēng)管風(fēng)管內(nèi)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(fēng)管一樣會產(chǎn)生相應(yīng)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(fēng)管中類似)
ρ:空氣密度(kg/m3)
v:風(fēng)速(m/s)
為了減少布質(zhì)風(fēng)管系統(tǒng)的局部損失,我們通常進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計:
1.綜合多種因素選擇管經(jīng),盡量降低管道內(nèi)風(fēng)速。
2.優(yōu)化異形部件設(shè)計,避免流向改變過急、斷面變化過快。
根據(jù)實際工程經(jīng)驗,我們總結(jié)出各種布質(zhì)風(fēng)管部件的局部阻力值(風(fēng)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(diào)箱風(fēng)量為36000CMH,選取編號AHU-14號空調(diào)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(jù);
1,沿程阻力損失計算:
主管:25米,2000*610mm,當(dāng)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(zhì)風(fēng)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(fù)得的值,所以在粗算時基本可以忽略不計!
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