冷风机设计计算例题

通用计算题1、某一风力发电机组，其风轮转速为30r/min ，发电机转速为1500r/min ，试求其中间齿轮箱的传动比为多少？解：已知：n 1=30r/min(设为始端主动轮)，n 2=1500r/min(设为末端从动轮)，齿轮箱齿轮的传动比为5030/1500/12===n n i答：此风力发电机组中间齿轮的传动比为50。

2、测得某风电场一年内不小于10而不大于15m/s 这一风速段内的吹刮频率为15%，求这一风速段内的年吹刮时数是多少？答：某一风速区段内的年吹时数=某一风速段内吹刮频率×年小时数=15%×8760=1314（h ）答：这一风速段的吹刮时数为1314h 。

3、已知某风力发电风轮直径D 为60m ，试求该风轮的扫掠面积（计算结果保留到整数）？解：已知风轮直径D=60m ，则扫掠面积为22228264360014.3)2(m D d S =⨯===ππ 答：风轮扫掠面积为2826m 2。

4、某风电场测得年平均风速不大于4m/s 的风速频率为20%，而不小于25m/s 风速的频率为5%，求年平均风速在4～25m/s 区间内的有效风时率是多少？ 解：4～25m/s 区间内的有效风时数=（1-20%-5%）×8760=6570(h) 有效风时率为%75%10087606570%100=⨯=⨯=年日历小时数有效风时速η 答：该风场4～25m/s 区间有效风时率为75%。

5、已知某一风力发电机制动卡钳弹簧被压缩到位时的作用力是20000N ，液压缸端面积是1200mm 2，试求液压系统压力至少达到多少数值时才能保证弹簧被压缩（1N/mm 2=10bar ）？解：作用在卡钳的压强P 1=F/S=20000÷1200=16.7（1N/mm 2）=167（bar ）根据帕斯卡原理，液压系统压力P 2至少也应达到167 bar 的强压值。

答：该液压系统压力达到167 bar 时才能保证弹簧被压缩。

通用计算题1、某一风力发电机组，其风轮转速为30r/min ，发电机转速为1500r/min ，试求其中间齿轮箱的传动比为多少？解：已知：n 1=30r/min(设为始端主动轮)，n 2=1500r/min(设为末端从动轮)，齿轮箱齿轮的传动比为5030/1500/12===n n i答：此风力发电机组中间齿轮的传动比为50。

2、测得某风电场一年内不小于10而不大于15m/s 这一风速段内的吹刮频率为15%，求这一风速段内的年吹刮时数是多少？答：某一风速区段内的年吹时数=某一风速段内吹刮频率×年小时数=15%×8760=1314（h ）答：这一风速段的吹刮时数为1314h 。

3、已知某风力发电风轮直径D 为60m ，试求该风轮的扫掠面积（计算结果保留到整数）？解：已知风轮直径D=60m ，则扫掠面积为22228264360014.3)2(m D d S =⨯===ππ 答：风轮扫掠面积为2826m 2。

4、某风电场测得年平均风速不大于4m/s 的风速频率为20%，而不小于25m/s 风速的频率为5%，求年平均风速在4～25m/s 区间内的有效风时率是多少？ 解：4～25m/s 区间内的有效风时数=（1-20%-5%）×8760=6570(h) 有效风时率为%75%10087606570%100=⨯=⨯=年日历小时数有效风时速η 答：该风场4～25m/s 区间有效风时率为75%。

5、已知某一风力发电机制动卡钳弹簧被压缩到位时的作用力是20000N ，液压缸端面积是1200mm 2，试求液压系统压力至少达到多少数值时才能保证弹簧被压缩（1N/mm 2=10bar ）？解：作用在卡钳的压强P 1=F/S=20000÷1200=16.7（1N/mm 2）=167（bar ）根据帕斯卡原理，液压系统压力P 2至少也应达到167 bar 的强压值。

答：该液压系统压力达到167 bar 时才能保证弹簧被压缩。

第一章计算题1-1．已知某离心风机的转速n=1450r/min，叶轮外径D2=600mm，内径D1=480mm，叶片进口安装角β1y∞=60°，出口安装角β2y∞=120°，叶片出口径向分速υ2r∞=19m/s，叶片进口相对速度w2r∞=25m/s，设流体沿叶片的型线运动，空气密度ρ=1.2kg/m3，求该风机叶轮产生的理论全压p T∞。

1-2．某前弯离心风机，叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角β2y∞=120°，叶片出口处空气的相对速度w2r∞=20m/s，设空气以径向进入叶轮，空气的密度ρ=1.293kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压p T∞。

如叶轮尺寸、转速、空气密度及出口相对速度均相同，且空气仍径向流入叶轮，但叶片型式改为后弯β2y∞=60°，问这时的理论全压将如何变化？1-3．已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm，叶轮出口宽度b2=50mm，叶片厚度占出口面积的8%，流动角β2=20°，当转速n=2135r/min时，理论流量q V T=240L/s，求作叶轮出口速度三角形。

1-4．某轴流风机转速为1450r/min时，理论全压p T=866Pa（p T=ρuυ2u），在叶轮半径r2=380mm处，空气以33.5m/s的速度沿轴向流入叶轮，若空气密度ρ=1.2㎏/m3，求该处的几何平均相对速度w∞。

1-5．已知某离心泵工作叶轮直径D2=0.335m，圆周速度u2=52.3m/s，水流径向流入，出口速度的径向分速为υ2r∞=4.7m/s，叶片出口安装角β2y∞=30°，若泵的叶轮流量为5.33 m3/min，设为理想流体并忽略一切摩擦力，试求泵轴上的转矩。

1-6．某前向式离心风机、叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角β2y=120°，叶片出口处空气的相对速度w2∞=20m/s。

干式风机盘管+新风空调系统设计选型步骤1. 确定夏季室内、外空气的状态参数（t N、φN、i N、t W、t WS、i W）；2. 分别计算各个房间的室内显热负荷（Q x）和湿负荷（W）并汇总；3. 根据室内外空气状态之间的关系（i N、i W、d N、d W），依据设计选用原则确定新风机组和风机盘管分别负担的显热负荷，在某可按照各承担50%的水平选取。

4.风机盘管干工况运行，则新风系统必须承担室内产生的全部湿（潜热）负荷；在新风除湿的同时，应使新风冷量最大化，并尽可能多地承担室内的显热负荷。

5. 选取新风机组的送风温差，可得新风送风温度t O，依据显热负荷承担比例算出新风需要承担的显热负荷，根据G O＝可计算出新风的送风量。

0.337：空气比热（1010J/kg .℃）和标准状态下密度（1.2kg/ m3 ）的乘积，再除以3600s/h的换算系数。

6．根据公式，计算按照消除室内余湿，新风机器露点对应的含湿量d L，校核新风量是否满足除湿和人体卫生要求。

7．已知新风送风温度t O和送风含湿量d O，可得新风送风点的其它状态参数。

沿新风送风状态点等焓线向上及新风室外状态点等含湿量线相交，即为新风间接蒸发制冷段出风状态点。

8．根据不同地区、不同的室内设计参数、不同建筑物和室内条件，选取和校核间接蒸发制冷段效率和直接蒸发制冷段效率及其组合是否满足新风出风状态的要求。

9．统计各个房间所需的新风量，根据所需的新风总量选取新风机组及功能段。

10．按风机盘管承担的显热负荷比例，计算得出风机盘管需要承担的显热负荷数值，参照样本中风机盘管干工况供冷量数据表，选择风机盘管型号和数量。

11．统计风机盘管的数量，汇总风机盘管的总供冷量及水流量，选取相应的间接蒸发冷水机组。

某文体中心干式风机盘管+新风空调系统设计选型实例已知：某市办公楼建筑面积2700平方米，办公室结构尺寸统一为9米×6.3米，共45间。

给定夏季空调室内设计参数，室内干球温度t N = 26℃,相对湿度φN =60%。

冷库冷风机及冷库机组匹配计算冷藏库匹配一、选配冷风机,每立方米按W0=75W/m3;计算1、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30m3;≤V＜100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.13、若V≥100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.0 4 若为单个冷藏库时，则乘系数B=1.1 。

最终冷风机选配按W=A*B*W0(W为冷风机热负荷)二、选配机组,每立方米按Q0=65W/ m3;计算1、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30 m3;≤V＜100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.13、若V≥100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.04、若为单个冷藏库时，则乘系数B=1.1 最终机组选配按Q=A*B*Q0(Q为机组制冷能力) ，机组及冷风机匹配按-10oC蒸发温度计算。

冷冻库匹配一、选配冷风机,每立方米按W0=70W/ m3;计算1 、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30 m3;≤V＜100 m3;开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.1 3 若V≥100 m33、开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.04 、若为单个冷冻库时，则乘系数B=1.1 最终冷风机选配按W=A*B*W0(W为冷风机热负荷)二、当冷库与低温柜共用机组时，机组及冷风机匹配按-35oC蒸发温度计算。

当冷库与低温柜分开时，机组及冷风机匹配按-30oC蒸发温度计算加工间负荷匹配。

1、选配冷风机,每立方米按W0=110W/ m3;计算 1、若V(加工间容积)＜50 m3;,则乘系数A=1.12、若V≥50 m3;则乘系数A=1.0 最终冷风机选配按W=A*W0(W为冷风机热负荷)。

暖通空调专业案例模拟试题及答案解析（5）(1/30)单项选择题第1题某办公室有40人，风机盘管加新风系统，设排风新风热回收装置，室内全热负荷为22kW，新风机组1200m3/h，以排风侧为标准的热回收装置全热回收效率为60%，排风量为新风量的80%，新风：tw=36℃，tws=27℃，tn=26℃，φn=50%，经热回收后，空调设备冷负荷为下列哪一项?A．28.3～29kW B．27.6～28.2kWC．26.9～27.5kW D．26.2～26.8kW A.B.C.D.下一题(2/30)单项选择题第2题某全年需要供冷的空调建筑，最小需求的供冷量为120kW，夏季设计工况的需冷量为4800kW。

现有螺杆式冷水机组(单机最小负荷率为15%)和离心式冷水机组(单机最小负荷率为25%)两类产品可供选配。

合理的冷水机组配置应为下列哪一项?并给出判断过程。

A．选择2台制冷量均为2400kW的离心机式冷水组B．选择3台制冷量均为1600kW的离心机式冷水组C．选择1台制冷量为480kW的离心式冷水机组和2台制冷量均为2160kW的离心机式冷水组D．选择1台制冷量为800kW的螺杆式冷水机组和2台制冷量均为2000kW的离心机式冷水组A.B.C.D.上一题下一题(3/30)单项选择题第3题某办公室的集中空调采用不带新风的风机盘管系统，负荷计算结果为：夏季冷负荷1000kW，冬季热负荷1200kW。

夏季冷水系统的设计供回水温度为7/12℃，冬季热水系统的设计供回水温度为60/50℃。

若夏季工况下用户侧管道的计算水流阻力为0.26MPa。

冬季用户侧管道的计算水流阻力等于(或最接近)下列哪一项?(计算时，冷水和热水的比热容视为相同) A．0.0936MPa B．0.156MPaC．0.312MPa D．0.374MPa A.B.C.D.上一题下一题(4/30)单项选择题第4题已知空调风管内空气温度t1=14℃，环境的空气温度t2=32℃，相对湿度为80%，露点温度td=28℃，采用的保温材料导热系数λ=0.04W/(m·K)，风管外部的对流换热系数α=8W/(m2·K)，为防止保温材料外表面结露，风管的保温层厚度应是下列哪一项(风管内表面的对流换热系数和风管壁热阻忽略不计)?A．18mm B．16mmC．14mm D．12mm A.B.C.D.上一题下一题(5/30)单项选择题第5题某四星级宾馆的宴会厅，设计最大用餐人数为120人，平均用餐人数为50人，用餐时间为2h，宴会厅总排风量为1000m3/h，该宴会厅空调系统的新风量应是下列哪一项? A．1000m3/h B．1250m3/hC．1500m3/h D．2500m3/h A.B.C.D.上一题下一题(6/30)单项选择题第6题表冷器处理空气过程，风量为18000m3/h，空气t1=25℃，ts1=20.2℃，t2=10.5℃，ts2=10.2℃，水量为20t/h，冷水tw1=7℃，水比热为4.2J/(kg·℃)，空气密度为1.2kg/m3，求冷水终温和表冷器热交换效率系数ξ1。

泵与风机1. 有一离心式水泵，其叶轮外径2D =220mm,转速n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度2m v =3.6m/s 。

设流体径向流入叶轮，试计算无限多叶片叶轮的理论扬程T H ∞，又若环流系数K=0.8，流动效率h η=0.9时，泵的实际扬程H 是多少？ 解：2u =2D 60n π=0.22298060π⨯⨯=34.3 （m/s ）∵2m V =3.6 m/s 2a β=45° ∴2w =22sin mav β=5.09 （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=34.31-3.6⨯ctg45°=30.71 （m/s ）∵1α=90° T H ∞=22u u V g ∞=34.3130.719.8⨯=107.5 (m) 实际扬程H=K T H =K h ηT H ∞=0.8⨯0.9⨯107.5=77.41 (m)2. 有一离心式水泵，叶轮外径2D =360mm ，出口过流断面面积2A =0.0232m ，叶片出口安装角2a β=30°，流体径向流入叶轮，求转速n=1480r/min ，流量,V T q =86.8L/s 时的理论扬程T H 。

设环流系数K=0.82。

解：流体径向流入叶轮 1α=90°2u =2D 60n π=0.36148060π⨯⨯=27.88 （m/s ）2m v =,V Tq A=383.8100.023-⨯=3.64 （m/s ）2u v ∞=2u －2m v 2a ctg β=27.88－3.64⨯=21.58 （m/s ） T H ∞=22u u V g ∞=27.8821.589.8⨯=61.39 （m ） T H =K T H ∞=0.82⨯61.39=50.34 （m ）3. 有一离心式风机，转速n=1500r/min ，叶轮外径2D =600mm ，内径1D =480mm ，叶片进、出口处空气的相对速度为1w =25m/s 及2w =22m/s ，它们与相应的圆周速度的夹角分别为1β=60°，2β=120°，空气密度ρ=1.2kg/3m 。

第二章冷空气参数计算人工制冷是指借助于制冷装置,以消耗机械能或电磁能、热能、太阳能的呢过形式的能量为代价，把热量从低温系统向高温系统转移而得到低温，并维持这个低温.目前常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷、电热制冷、磁制冷、涡流管制冷和热声制冷等，其中最为常用的是蒸汽压缩式制冷。

蒸汽压缩式制冷是利用气体的节流效应，通过绝热膨胀来制冷的。

蒸汽压缩式制冷由分为单机蒸汽压缩式制冷循环和多级蒸汽压缩式制冷循环及其许多发展形式，这里为了研究方便，采用最简单的单级蒸气压缩式制冷循环。

单机压缩式制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如下图所示。

对制冷剂蒸汽只进行一次压缩,故称为单机蒸汽压缩。

整个循环过程主要由压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成，每个过程在不同的部件中完成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同。

对于冷风机的设计计算，要对循环的主要参数进行设计计算，并主要关注与蒸发器相关的循环参数。

在冷风机的设计过程中，首先要根据所给条件计算出冷空气参数，冷空气参数是冷风机设计计算的基础和依据，其计算结果直接影响冷风机的选型和设计，因此其计算要求较高的精度，具有重要的意义.冷空气计算主要是依据相关经验公式和查表所得进行的。

计算的内容可大概分为回风参数和送风参数，回风参数是冷风机蒸发器的进口空气参数，送风参数是冷风机的出口空气参数也即要进入室内的空气参数；计算主要涉及冷空气的焓值、含湿量、密度、粘度、饱和蒸汽压等。

2.1制冷循环相关计算2.11已知条件：已知:回风干球温度:0℃ 回风相对湿度:90％ 送风干球温度：—3℃ 送风相对湿度：95％ 大气压： 10132Pa 制冷量: 5。

4kw 制冷剂： R222.12相关计算：1.查表得R22的汽化潜热为210。

55kJ/kg2.制冷剂循环量：代入数据计算得,制冷剂循环量为115.412kg/h2。

Δt1=5-0=5K，Δt2=-4.75-(-5)=0.25K
（推算：暂定乙二醇温差5度，即进水-5℃，出水0℃，然后空气回风温度5度，65%，根据 换热量求出处理后空气的焓值为ia2=1.93Kj/Kg，对应湿球温度-4.51℃，干球温度最
低为与进水温度-5℃接近， 当焓值一定时，干球温度越高，露点温度越低，露点温度最低也只能是-5℃。

当干球温度为-4℃，湿球温度为-4.51℃，对应露点温度为-5.44℃，当干球温度为-4.5℃，湿球温度为-4.51℃时，对应露点温度为-4.52℃，当干球温度
为-4.24℃，湿球温度为-4.51℃时，露点温度为-4.99℃.）
Δtlm=(Δt1-Δt2)/(2.3*log10(Δt1/Δt2))=2.253℃
SHF=qs/qt=15.4/20=0.77.
qs=QT*ρa*Cp*(DB1-DB2)/3600=5000*1.2*(5-(-4.24))/3600=15.4KW.
WSF=1.04*SHF2-2.63*SHF+2.59=1.182
Row=1000*qt/(Kf*Δtlm*Af*WSF)=1000*20/(925*2.253*0.526*1.182)=15.4
考虑余量5%，所以Row=6.4*(1+5%)=16.2
选17列，盘管将相当厚,空调厂家作一个盘管几乎不可能，要么做3道盘管。

如果乙二醇溶液入水温度为-1℃，盘管将更加厚。

风机习题1-1有⼀离⼼式⽔泵，其叶轮尺⼨如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm,2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。

设流体径向流⼊叶轮，如n=1450r/min ，试画出出⼝速度三⾓形，并计算理论流量,V Tq 和在该流量时的⽆限多叶⽚的理论扬程T H ∞。

解：由题知：流体径向流⼊叶轮∴1α=90° 则：1u =1n60D π=317810145060π-=13.51 （m/s ）1V =1m V =1u tg 1a β=13.51?tg 18°=4.39 （m/s ）∵1V q =π1D 1b 1m V =π?0.178?4.39?0.035=0.086 （3m /s ）∴2m V =122Vq D b π=0.0860.3810.019π??=3.78 （m/s ）2u =2D 60nπ=338110145060π-=28.91 （m/s ）2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78?ctg20°=18.52 （m/s ） T H ∞==28.9118.529.8=54.63 （m ）1-2有⼀离⼼式⽔泵，其叶轮外径2D =220mm,转速n=2980r/min ，叶⽚出⼝安装⾓2a β=45°，出⼝处的轴⾯速度2m v=3.6m/s 。

设流体径向流⼊叶轮，试按⽐例画出出⼝速度三⾓形，并计算⽆限多叶⽚叶轮的理论扬程T H ∞，⼜若环流系数K=0.8，流动效率h η=0.9时，泵的实际扬程H 是多少？解：2u =2D 60nπ=0.22298060π??=34.3 （m/s ）∵2m V =3.6 m/s 2a β=45°∴2w =22sin m av β=5.09 （m/s ）画出出⼝速度三⾓形2u V ∞=2u -2mV ctg 2a β=34.31-3.6?ctg45°=30.71 （m/s ）∵1α=90°T H ∞=22u u V g∞=34.3130.719.8=107.5 (m)实际扬程H=K T H =K h ηT H ∞=0.8?0.9?107.5=77.41 (m)1-3有⼀离⼼式⽔泵，叶轮外径2D =360mm ，出⼝过流断⾯⾯积2A =0.0232m ，叶⽚出⼝安装⾓2a β=30°，流体径向流⼊叶轮，求转速n=1480r/min ，流量,V Tq =86.8L/s 时的理论扬程T H 。

出风口时风速为50m/s，从单位标注上看应该是每秒50米。

‘时风速’是指每小时风速为50米吗？还是每秒50米？确认后我来帮你算一下。

补充回答：1、我们先从三个已知条件中取二个条件来验证第三个条件。

1.1、当出风口为2平方米，流速达到50m/s时，计算流量。

根据流量公式Q=νS3600=50×2×3600=360000(m3/h)；1.2、当出风口为2m2，风量10立方米每分钟时，计算出风口风速。

ν=Q/(S3600)=10×60/(2×3600)=0.083(m/s)1.3、当流速为50m/s，流量为10×60立方每小时，计算出风口面积。

D=√[Q4/(ν3.14×3600)]=√[600×4/(50×3.14×3600)]=0.065(m)S=(D/2)^2×3,14=(0.065/2)^2×3.14=0,0033(平方米)2、从1,1计算结果上来看，要满足出风口为2平方米，流速达到50m/s 这个条件，风量需达到360000(m3/h)；从1.2计算结果看，当出风口为2平方米，风量10立方米每分钟，风速只有0.083(m/s)；从1.3计算结果来看，流速为50m/s，流量为10×60立方每小时，出风口面积只需0.0033平方米。

3、结论：你所列出的条件不能相互成立。

QQ:1102952818 ‘新科’追问风机的全压等于静压加上动压，而动压P=ρv²/2；可以理解为风机的出口风速与风机的动压有关，或者说有相应的比例关系，就像上式那样的。

那么提高风机的动压，是否可以提升风机的出口风速，出口风速的提高能否按照公式v=根号下2P/ρ（就是上面的公式来推导的）来计算风速的大小，风速的提高有没有什么限制回答没错，正如你所述。

动压的定义是：把气体流动中所需动能转化成压力的一种形式。