《风管设计课程》PPT课件.ppt
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1、风管设计课程,上海大金空调有限公司 研修课,PPT06012,大金风管机介绍,风管的分类,风管称呼及压力范围,设计相关单位,常用压力单位帕斯卡(Pa):国际标准压力单位,表示每平方米所受的牛顿力。公斤/厘米(Kg/cm):主要用于表示空调系统内部的压力。毫米汞柱(mmHg):主要用于表示大气的压力。毫米水柱(mmH2O):主要用于表示空气流动的压力,风管设计中 主要使用的单位;也用来表示空气的阻力。,各种压力单位的换算:一标准大气压力=760mmHg 10.33mH2O 1Kg/cm 0.1MPa,静压、动压和总压,这里只施加静压,全压,静压,可在这里测定动压,全压=静压+动压,静压,静压:最
2、容易理解的话来说,急速吹气球使其膨胀起来时,虽然内部形成了大气以上的压力,但因手捏住了出气口,所以空气并不流动。1mmAq9.8010Pa,动压:空气是密度非常小的物质,不施加压力就不流动,但是此压力是很微小的。如上图所示,在使其面临空气流动的检测口处,如要制止流动就要改变压力。此压力取决于速度v。,全压:静压+动压,基本参数介绍,机外静压(排出部分+吸入部分)这里所计算的压力损失称为机外静压。所谓机内阻力是指空调机内部(盘管、滤网、外壳)的损失部分。,吸入口,吹出口,全压,静压,动压,风扇特性,FXS50LVE,Pa,15.5,标准静压(H),标准静压(L),标准静压使用下限,/m,风管抵抗
3、曲線,实际使用点,目录标准点,抵抗,风量,风管阻力再大的话,,风量会下降,风管计算常用参数-风扇曲线,风量(AFR)=14m3/min机外静压=12mmH2O,风管设计方法,等速法预先确定风管中各部位的速度(风速)并确定风管截面积尺寸的方法。虽然速度已确定,但因各部分的摩擦损失不同,还有分支部分教多的风管等因素,这一方法并不实用,所以几乎不用。用途:气动输送粉末。,等压法(等摩擦法、定压法)把每米风管的损失作为定植的方法。在确定了达到基准的损失时,对各部分的送风量就以该损失为定植,自动地形成确定风速的反复作业。在算出了风管延长至最大长度时的基准损失时,就能立即得出直管部分的损失。本方法已成为目
4、前风管设计的主流。,静压再获得法用于现在很少见的高速风管,全压法根据Pt=Ps+Pv的既定原理,按全压基准设计的方法。这是现有风管设计发中最合理的方法,已成为风管设计的主流。,风管系统设计步骤,一、通风量的确定,Q:空调设备中所需的通风量Qm/hqs:显热负荷kWCP:空气的定压比热kJ/(kg.):空气的密度kg/m CP=1.2kJ/(m.)tr:室温ts:喷出口温度,概略負荷計算表設計条件,外气温度夏DB冬DB,新风量的计算,1、根据建筑物结构特点选择不同安装形式的新风换气机2、根据房间用途、面积、内部人员数量确定合适的新风量3、根据确定的新风量选择设备的规格和数量(一般取30m/h),
5、新风负荷的计算,在现实中做设计时,新风负荷的计算往往不用在学校时用的那种方法,而用经验公式:Qo=Qs+Ql,Qs=0.29*吸取室外的空气量*温度差,Ql=720*吸取室外的空气量*绝对温度差,吸取室外的空气量=30*房间面积*人员密度,二、确定送风口的数量和分布,确定使用风动扩散型还是细长风口型,从送风量到数量和尺寸、配置。要点:仔细研究扩散半径、到达距离/风速的分布,确定送风口的数量。确定每一部分的风量处理。确定风动扩散型或细长风口型的尺寸及类型(圆形、方形、细长形)。,各种风口的设计(新风引入),通道尺寸的决定因素是通过风速。通常按2.5m/s的水平设计,通道的有效开口面积一般为65%
6、。,各种风口的设计(Anemostut),这是天花板送风型的代表产品,引用美国Anemostut公司的商品名称。这一类型的特征是送出的空气通过引诱作用与室内空气混合,形成温差很小的空气,在送达的地方循环。,扩散半径送出的空气逐渐扩展并扩散,末端的气流速度降低,余留风速为0.25m/s时的扩展半径称为最大扩散半径。同样,余留风速为0.5m/s时的扩展半径称为最小扩展半径。,P8&P31,各种风口的设计(四面吹风、格栅型),四面吹风散流型(方型散流器)气流为贴附(平送型)型适用于吊顶送风系统,按性能确定颈部的风速,还须考虑安装的高度及场合中间叶片芯可拆卸,便于安装,调试尺寸由用户选定,格栅型因为是
7、挂壁型的代表产品,通常称为万向格栅。由横向格子(风窗)吹出的气流可作上下方面的调整,纵向格子吹出的气流可作左右方向的调整。并且格子后面还附有调整风量用的风口,称为风道。到达距离从墙面吹出的空气边扩展边行进,分别称为余流风速达到0.5m/s和降低到0.25m/s时的距离。,各种风口的设计(喷嘴型1),要达到最远的距离,就应采取这种喷嘴型。用在剧场和大厅里,能进行远距离送风,风速达到5m/s以上。此外,为了免除产生噪音的烦恼,办公室和广播电台的播音室里应采用低风速的送风口。,各种风口的设计(喷嘴型2),旋流风口具有送出旋转射流,诱导比大,风速衰减快等特点,在通风空调系统中可做大风量大温差送风以减少
8、风口数量,可用于3米的低空间送风也可用于10米高的大面积空间送风,也是一种喷嘴型送风口,且属送风方向能上下左右变化的摇头型。适用于厨房等场所的制冷。,各种风口的设计(管道型),采取在外围部分的窗上排列送风口以处理侧负荷(产生于周边区域)的方法。该方法之所以在风管的末端部分设置细长形状风口,并以同一风速送风,是为了配备一个很大的风箱,动压变成静压时需要挤出一部分气流。当然必须计算风管的压力,并预计风箱的损失。,各种风口的设计(常用风速-经济性平衡),单位:m/s,出风口的确定方法,1)将居室分成正方形或长方形以了解一个格栅的区域.2)以L=3H且L=1.5S进行分割.,H,S,L,?思考题:请将
9、教室进行分割,并确定出风口位置.,送风口的推荐风速,回风格栅的许可风速,三、风管通道的确定,确定连接空调机、风机和各个喷出口、各个吸入口的合理风管通道(路径),同时确定风门等附属设备的位置。,风门:可用与调节风量和阻断火灾时产生的烟消音装置:可以吸收风机和风管发生的噪音全热交换器:用于回收排气产生的热量和水分,风管设计(1),1风管内的气流速度之所以特别注意气流速度主要是为了对付噪音。如果风速高,就可使用细风管,从而节省工程费用。但是反过来增加电机的动力却不够经济。,低速风管最大值(m/s),风管设计(2)每单位长度的标准摩擦损失(等压法),历来低速风管中.送风管以0.8 1.5Pa/m(平均
10、1.00Pa/m)为基准,回风管以0.6 1.0Pa/m(平均0.82Pa/m)为基准.这里之所以缩小回风管的风速值,除了对付噪音之外,还有风管强度上的理由.因回风管位于吸风部分,与风管相反,受到来自外部的压力,要注意减轻其负荷.,风管设计(3)圆形风管对方形风管的换算,如果风量(m/h)与标准摩擦损失(Pa/m)已确定,就能从书上的”风管阻力线图”上一举读出摩擦损失、风速、圆形风管直径。一读出圆形风管直径,该尺寸就可以从圆形变为方形。此时若认为无论圆形还是方形只要截面积相同即可,那就错了。这是因为风管的外部周长不同。例如:截面积为1m的正方形风管,其边长为4m。而与其对应的圆形风管边长却为3
11、.54m,与方形风管的正方形要差13%。这一关系随着方形风管的长边、短边之比即纵横比变得越大,成为扁平式长方形风管时,该差值也就变得越大。,风管设计(4)纵横比的设定,纵横比越大,风管的周长也就越大,会产生下列麻烦的问题:1 风管的制作费用提高2 风管表面的热损失增大3 风管的压力损失增大4 在风管内部引起的偏流,还会引起风量的波动对应的方法只有减少纵横比。,理想比值:H/W=4 8 H:风管高度 W:风管宽度 圆管:r/D=1.5-2.0 r:转弯半径 D:圆管直径,主风管和分支风管的许可风速,风管内的阻力计算方法,摩擦损失(Pa):Pf=(L/d)(V/2g)r,=摩擦系数L=风管长度:m
12、d=风管直径:mV=风速:m/sr=空气比重:kg/m(通常为1.2)g=9.8m/s,实用管内的内面粗糙度:管的种类 mm冲压管、铜管、玻璃管 0.0015氯乙烯管、聚乙烯管 0.005钢管 0.045 0.15电镀钢管 0.15生锈的钢管 0.5 1.0严重生锈的钢管 1.0 3.0,摩擦损失线图(镀锌钢板),空气流量m/h风管直径cm空气流速m/s摩擦损失mmAq/m,该图是针对:管壁粗糙度=0.18压力=1atm(101.325kPa)温度=20相对湿度=60%,返回,风管计算尺,例题(圆形风管的计算),以知:一圆型风管直径为 500mm风管内部风速为 8m/s,求:此风管内部的风量
13、Q风管的摩擦阻力 P,矩形风管的计算方法,矩形风管转换圆形风管的方法:,(1)从长方形风管到圆形风管的计算式:,(2)圆形风管长方形风管换算表 风管设计课程P6(3)考虑到风管的摩擦阻力和强度后,发现断面最好能接近正方形,因此将纵横比定为8:1以下,最大也不能超过8:1。,D=,风管的尺寸规格,风管采取无论何种尺寸都可以,制作时不必以1mm为单位,空气调节卫生工程学会(HASS)认为,长边和短边在800mm以内时应以50mm为单位,而超过800mm时则鼓励大家以100mm为单位。由于风管是手工制作的单项产品,只能达到这样的精度。也就是:100、150、200、250、.750、800、900、
14、1000.。,风管规格(参考),圆形风管(直径,mm),风管规格(参考),矩形风管(边长,mm),例题(矩形风管的计算),已知:一矩形风管 长为800mm 高为250mm风管内部风速为 8m/s,求:等效圆型直径?mm风管内部风量?Q风管内部摩擦阻力?P,250mm,800mm,例题结果,等效圆形风管直径:d=470mm,截面积=d/4=3.140.47/4=0.173m风量=截面积风速=0.173m8m/s=4982m/h,习题(圆形和矩形风管的计算),0.065Pa 6400m/h0.065Pa 6120m/h 6104m/h,420,0.09 31000.095 3240 2991 32
15、40,?思考:将圆管转换成矩形风管(按1:4),弯管的设计标准,弯管的曲率:圆形管 r/d=1.5 2.0矩形管 r/W=0.5 1.5长宽比 小于1:5常用1经济 r/W=1.0,弯管的设计例题,已知:H=500mmW=1000mmr=1000mm风量=8000M/h,求:1 此风管的相当长度2 此风管的摩擦损失,各种弯管的近似计算,L=24D,L=12D,L=9D,等效长度(L/D)L:风管长度D:风管直径,习题,已知:风管尺寸 L=6000mm h=400mm w=800mm r=1200mm风管内风量 Q=10000m/h求:风管的摩擦阻力,解答,T形分支管的计算,压力损失(Pa):P
16、=(u/2)X=(u3/u1):1.2kg/m u:管内空气平均流速 u1标准,T形分支管的计算例题,风管局部阻力的简易计算方法,风管设计的注意要点(一),(1)与水相比空气的热容量较小,而作为压缩性流体,空气与水相比运送效率较差。因此减少运送阻力,对于节能也有很大关系。(2)由于过度的局部阻力是产生噪音和震动的因素,尽量降低阻力是至关重要的事情。因此必须注意以下几个要点。,a、空调机的位置应尽量靠近负荷,还应规划合理的风管线路。b、制订通常的风管规划时,按推荐范围的风速加以设计。c、弯曲部分尽量采用大曲率半径。d、扩大,缩小风管时减缓变化角度。e、风管截面的纵横比应尽量小于6,尤其不得大于1
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