沈丘風管風量的計算方法及風壓與風量的關係

在通風管道、集塵抽排的管路計算中，還是單一的風機選型中，都要直（zhí）麵風機（jī）的一個重要參數，即風量，那麽（me）我們該如何通過一定的已設條件或已知的（de）參（cān）數來計（jì）算風量呢？有沒好的風量計算方法？或（huò）是（shì）通過計算方法得知風壓與風量的關係呢（ne）？

 下麵我們從實際一案例來說明：

沈丘（qiū） 1、假設（shè）在直徑300mm的風管中風速為（wéi）0.5m/m,它的風壓（yā）是多少（shǎo）帕？怎麽計算？
  解：（首先，我們要知道風機壓力是（shì）做什麽用的，通俗的講：風機壓力是保證流量的一種手段。基於上述定義，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 壓力： Re=(D*ν/0.0000151) =(0.3*0.5/0.0000151) =9933.77 Pa
   1.2 風阻係數：λ=0.35/Re^0.25 =0.35/9933.77^0.25 =0.035 
  1.3 每米壓力：R=[(λ/D)*(ν^2*γ/2)]*65 =(0.035/0.3)*(0.5^2*1.2/2) =0.07Pa 
   故：在每米直徑（jìng）300mm風管中要保證0.5m/s的風（fēng）速壓力應為0.07Pa。
 2.假如一台（tái）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（de）*個抽風口（kǒu）的風壓和抽風量肯定大於（yú）後麵的抽風口，要怎麽樣配管才能使所有的抽風口的抽風量一樣？要怎麽計算？
 解：
  2.1風管中的流速：
   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，並計算出各（gè）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（píng）衡，我們采用試算（suàn）法調管徑。當（dāng）支管與主環（huán）路阻力不（bú）平衡時，可重新選擇支管的管徑（jìng）和流速，重新計算阻力直至平衡為止。這種方法是可行的（de），但隻（zhī）有試算多次才能（néng）找到符合（hé）節點壓力平衡要求的管徑。 設（shè）1-2段的阻力值（zhí）為Ho，為（wéi）使節點2的（de）壓（yā）力達到平衡，應使（shǐ）4-2段（duàn）的阻力H等於Ho。設每一個抽風口的間距為1m,每條支管長為1m（如圖）： 2.3 計算出每條（tiáo）支管的平均流量： Qo=Q/10=10000/10=1000m3/h 2.4、計算出1-2段的管道（dào）直徑： Do=√[Qo*4/(ν*3.14*3600)]=√[1000*4/(22.11*3.14*3600)] =126.5mm 2.5、計算出1-2段的阻力（lì）： Re=D*ν/0.0000151=0.1265*22.11/0.0000151 =185226 λ=0.35/Re^0.25 =0.35/185226^0.25=0.0168 Ro=[(λ/D)*(ν^2*γ/2)]*65 =(0.0168/0.1265)*(22.11^2*1.2/2) =38.7Pa 2.6、平衡1-2段與2-4段的壓力（lì）並計（jì）算出2-4段的管道直徑（jìng）： D1=Do(H1/Ho)^0.225=126.5
  由以上實例可看出，風管的風量（liàng）的計算不僅有公式，而且還需具備對（duì）管（guǎn）路各壓（yā）力點的了解（jiě），所以選擇風量對應的（de）風機選型時，必（bì）須考慮全麵，而且（qiě）綜合全部因素。
  一般風壓就是垂直於氣流（liú）方向的平麵所受到的風的壓力（lì）。根據伯（bó）努利方程得出的（de）風－壓關係，風的動壓為
        wp=0.5·ro·v² (1)
    wp為風壓[kN/m²]，ro為空氣密度[kg/m³]，v為風速[m/s]。
  由於空氣密度(ro)和（hé）重度(r)的關係（xì）為 r=ro·g, 因此（cǐ）有 ro=r/g。在（zài）(1)中使用這一關（guān）係，得到
        wp=0.5·r·v²/g (2)
  此式為標準風壓公式。在標準狀態下(氣壓為1013 hPa, 溫度為15°C), 空氣重度r=0.01225 [kN/m³]。緯度（dù）為45°處的重力加速度（dù）g=9.8[m/s²], 我們得到
        wp=v²/1600 (3)
  此式為用風速估計（jì）風壓的通（tōng）用公式。應當指出的是（shì），空氣重度和重力加速度隨緯度和海拔高度而變。一般來說，r/g 在高原上要比在平原地區小，也就是（shì）說同樣的風速（sù）在相同的（de）溫度下，其產生的風壓在高（gāo）原上比在平原地區小（xiǎo）。

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