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纤维布风管的设计原理与传统风管相同,其主要内容包括风管的布置、管径的确定及出风设计。但由于锦畅纤维风管沿管道径向线式送风、轴向呈扇面送风,构成立体送风模式,整体送风均匀,无需风口风阀散流器等配件,风管的布置要比传统风管简单的多。

一、概述
锦畅纤维风管的设计原理与传统风管相同,其主要内容包括风管的布置、管径的确定及出风设计。但由于锦畅纤维风管沿管道径向线式送风、轴向呈扇面送风,构成立体送风模式,整体送风均匀,无需风口风阀散流器等配件,风管的布置要比传统风管简单的多。
1、  风管的布置:
由于锦畅纤维风管是立体送风模式、整体送风均匀,布置风管时应遵循以下原则:
直管——风管走向以直管为主,尽量减少支管数量
L型走向——风管需转弯时选用L型布局
T型走向——风管需走支管时选用T型布局,但支管数量不宜过多
2、  管径设计:
锦畅纤维风管管径计算公式如下:
            Q=3600 V*π*D2/20002
V——进风速度(m/s)
Q——总入口流量(m3/h)
D——入口直径(mm)
由上公式可以看出,当风量为定值时,锦畅纤维风管管径与管内风速有关,而风速又与管内静压有关,当管内静压和风速不匹配时,风管可能发生抖动(当风速越大,静压越小时抖动越厉害),从而影响实际送风效果。
锦畅纤维风管是靠静压送风的系统,而风管的压力Pt=Pv+Ps;Pt——全压,Pv——动压,Ps——静压。Pv与Ps只是压力状态不同,可以相互转化。Pt不变时,Pv增加(风速增加)    Ps减小,Pv减小(风速减小)    Ps增加。
所以在进行风管设计时,管内设计风速不宜过大(在6-10m/s为宜),以避免静压转化为动压由于静压过小而引起风管的抖动。
3、  压力损失计算
一套复杂的锦畅纤维风管系统,一般包含了一根主干管和若干直管、弯头、变径、三通、静压箱等各种部件。沿程阻力损失外,还包含了局部阻力损 失,计算这种复杂的锦畅纤维风管系统时,应选出最不利环路,将沿程阻力和局部阻力分别计算后求和,即总阻力损失。据此可算出入口处最小静压。
当锦畅纤维风管内气流通过弯头、变径、三通等部件时,端面或流向发生了变化,同传统风管一样会产生相应的局部压力损失:
Z=ξv2ρ/2,Z——局部压力损失;ξ——局部阻力系数(主要由实验测得,同传统风管中类似);ρ——空气密度(kg/m3);v——风速(m/s);
为了减少锦畅纤维风管系统的局部损失,我们通常进行一定的优化设计:
1综合多种因素选择管径,尽量降低管道内风速。
2优化异型部件设计,避免流向改变过急、端面变化过快。
根据施工工程经验,我们总结出各种锦畅纤维风管的部件、组件的局部阻力值(8m/s),如下表:


 
弯头(曲率=1)

       等径三通  

变径(减缩角30度)

静压箱

约10Pa

 约12Pa

约3Pa

     约46Pa

     锦畅纤维风管系统内影响压力的因素有入口静压、动压及压力损失。动压在锦畅纤维风管中沿长度方向转化为静压,又称静压复得。沿程压力损失和连接件所造成的局部损失简称压力损失。故管内平均静压可认为由入口静压、静压复得和压力损失三者组成。
入口静压:
入口静压一般由风机提供,若风机与锦畅纤维风管系统不是直接连接时,则入口静压为锦畅纤维风管直接连接件的静压力;若风机与 锦畅纤维风管系统直接连接,则入口静压即风机静压。一般来说,末端静压应大于70Pa,但根据不同工程情况有不同的要求。
根据大量工程实践的经验,我们推荐在不同高度的风管实现使用区域合适风速最佳的压力梯度参考值,如下表:


 
高度

2.5m

3.5m

4m

4.5m

5m

6m

8m

10m

15m

20m

入口静压

70Pa

120 Pa

150 Pa

180 Pa

200 Pa

250 Pa

300 Pa

350 Pa

400 Pa

500 Pa

                                                   
以上数据仅供一些通用场合参考,实际工程的各项数据以实际情况为准。
静压复得:
锦畅纤维风管系统的风管由于末端封死使得沿管长方向上空气流动速度越来越小,即动压越来越小,动压转化为静压,也就是静压复得越来越大。由入口动压转化过来的静压复得的总量如下公式所示:静压复得=入口动压=1.29*入口风速2/2。
由于锦畅纤维风管系统中管内风速一般只有7-9m/s,转化为静压复得也只有32-52Pa。
纤维织物风管系统在沿管长方向上还有由于摩擦阻力和局部阻力造成的压力损失。因为压力损失与风速成正比关系,当气流沿管长方向风速越来越小时,阻力损失也不断下降。与此同时,风管的每个标准件以及出风口也存在局部阻力损失。锦畅纤维风管系统中以直管为主,系统中三通、弯头及变径很少,一般以沿程阻力损失为主,空气横断面形状不变的管道内流动时的沿程摩擦阻力按下式计算:⊿Pm=λv2ρl/2d;
λ——摩擦阻力系数;v——风管内空气的平均流速,m/s;ρ——空气密度,kg/3;
l——风管长度,m;d——圆形风管直径(内径),m;
摩擦阻力系数是个不定值,它与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
1/λ0.5=-2lg(K/3.7+2.5l/Reλ0.5
根据纤维材料和锦畅纤维风管系统的综合性研究得到摩擦阻力系数不大于0.024(铁皮风管大约0.019),由于锦畅纤维风管大都应用的是圆形,且沿长度方向都有送风孔,管内平均风速就是风管入口速度的1/2.由此可见,索斯风管的沿程损失比传统铁皮风管要小得多。
二、风量的计算方法,风压和风速的关系
1、假设在直径300mm的风管中风速为0.5m/m,它的风压是多少帕?怎么计算?(要求有公式,并说明公式中符号的意思,举例)2、假如一台风机它的 风量为10000³/h,分别给10个房间抽风,就是有10个抽风口,风管的主管道是直径400mm,靠近风机的第一个抽风口的风压和抽风量肯定大于后面 的抽风口,要怎么样配管才能使所有的抽风口的抽风量一样?要怎么计算?3、如何快速的根据电机的转速、风机叶片的角度、面积来来计算出这台风机的风量和风 压。?(要求有公式,并说明公式中符号的意思,举例)4、风管的阻力怎么计算,矩形和圆形,每米的阻力是多少帕,一台风压为200帕的抽风机,管道 50m,它的进风口的风压是多少帕
1、首先,要知道风机压力是做什么用的,通俗的讲:风机压力是保证流量的一种手段。基于上述定义,我们可以通过一些公式来计算出在300mm管道中要保证风速为0.5m/s时所需的压力。1.1、计算压力:
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、结论:在每米直径300mm风管中要保证0.5m/s的风速压力应为0.07Pa。
2、计算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、平衡各抽风口的压力,并计算出各个抽风口的直径: 为保证各抽风口的流量相等,需对各抽风口的压力进行平衡,我们采用试算法调管径。当支管与主环路阻力不平衡时,可重新选择支管的管径和流速,重新计算阻力直至平衡为止。这种方法是可行的,但只有试算多次才能找到符合节点压力平衡要求的管径。
三、布质风管沿程阻力计算方法
摘要:布质风管又名纤维织物空气分布系统、纤维织物空气分布器、布风管、布袋风管、布风道等,是从国外引进的一项新产品新技术。它是一种由特殊纤维织成替代传统送风管道、风阀、散流器、绝热材料等的送出风末端系统。随着对布质风管送风原理的深入研究,布质风管的设计方法也日渐成熟,其中包括对布质风管管内 沿程阻力的研究和计算。
关键词:布质风管 布质风管系统 纤维织物空气分布系统 纤维织物空气分布器 布风管 布袋风管 布风道
布质风管系统在沿管长方向上还有由于摩擦阻力和局部阻力造成的压力损失。因为压力损失与风速成正比关系,当气流沿管长方向风速越来越小时,阻力损失也不断下降。与此同时,风管个标准件以及出风口也存在局部阻力损失。布质风管系统中以直管为主,系统中三通、弯头及变径很少,一般以沿程阻力损失为主,空气横断 面形状不变的管道内流动时的沿程摩擦阻力按下式计算:
——摩擦阻力系数;
——风管内空气的平均流速,m/s;
——空气的密度,kg/m3;
——风管长度,m;
——圆形风管直径(内径),m;
摩擦阻力系数是一个不定值,它与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
根据对纤维材料和布质风管系统的综合性研究得到摩擦阻力系数不大于0.024(铁皮风管大约0.019),由于布质风管风管延长度方向上都有送风孔,管内平均风速就是风管入口速度的1/2。由此可见,布质风管风管的延程损失比传统铁皮风管要小的多。
部件局部压损计算
当布质风管风管内气流通过弯头、变径、三通等等部件时,断面或流向发生了变化,同传统风管一样会产生相应的局部压力损失:
Z:局部压力损失(pa)
ξ:局部阻力系数(主要由试验测得,同传统风管中类似)
ρ:空气密度(kg/m3)
v:风速(m/s)
为了减少布质风管系统的局部损失,我们通常进行一定的优化设计:
1.综合多种因素选择管经,尽量降低管道内风速。
2.优化异形部件设计,避免流向改变过急、断面变化过快。
根据实际工程经验,我们总结出各种布质风管部件的局部阻力值(风速=8m/s),如下表:
弯头(曲率=1)    等径三通     变径(渐缩角30度)     静压箱
10 pa                12pa        3pa                   46 pa
例如:某超市压损计算说明
对于该超市,AHU 空调箱风量为36000CMH,选取编号AHU-14号空调箱系统,主管尺寸为2000*610mm,共有5支支管,支管管径为559mm。选取最长不利环路25米主管+20.6米支管作为计算依据;
1,沿程阻力损失计算:
主管:25米,2000*610mm,当量直径,
支管道:20.6米,559mm,,
2,局部阻力损失计算:
等径三通局部损失为12Pa,对于变径三通取20Pa.
最长不利环路压损为20+8.5+6=34.5Pa.
可见布质风管系统尤其是直管系统的沿程阻力损失非常小,一般不会超过静压复得的值,所以在粗算时基本可以忽略不计!


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