风管水力计算局部阻力系数

通风工程管道阻力计算通风工程中的管道阻力计算是重要的一项工作，它直接关系到系统的通风效果和节能效果。

本文将详细介绍通风工程中的管道阻力计算方法及其影响因素。

一、管道阻力计算方法：通风系统中的管道阻力是指空气在管道中流动时所遇到的阻力。

通常采用以下公式计算：ΔP=K×L×ρ×(V/3600)^2(1)其中，ΔP为管道阻力（Pa），K为阻力系数（Pa/m），L为管道长度（m），ρ为空气密度（kg/m³），V为风量（m³/h）。

阻力系数K是根据流量速度（m/s）和管道直径（m）来计算的。

对于圆形截面的管道，可以使用以下公式计算：K=(0.51+0.002D)×(V/D)^2(2)其中，D为管道直径（m），V为流量速度（m/s）。

二、影响因素：1.管道材质：不同材质的管道具有不同的内表面粗糙度，粗糙度越大，摩擦阻力越大，导致管道阻力增加。

2.管道长度：管道长度越长，空气流动经过的阻力表面越多，阻力增加。

3.管道直径：管道直径越大，流通面积越大，阻力减小。

4.管道弯头和弯管：弯头和弯管的存在会增加管道的阻力，尤其是对空气流动有较大影响的90度弯头。

5.风量：风量越大，管道阻力越大。

三、实际计算：1.根据风量和设计条件选择管道直径。

2.根据管道直径计算阻力系数K。

3.根据管道直径和长度计算总阻力。

4.根据管道阻力和所需风压，判断所选管道是否满足要求。

5.根据需要，可以进行多次迭代计算，直到找到满足要求的管道尺寸。

四、优化策略：1.尽量选择材质光滑、粗糙度低的管道，以减小阻力。

2.在管道设计中尽量减少弯头和弯管的使用，或者采取流线型弯头，以减小阻力。

3.如果风量较大，可以考虑分段设计，通过增加出风口数量来减小单个风口的风量，从而减小管道阻力。

4.在实际计算中可根据实验数据进行修正，以提高计算精度。

总结：通风工程中的管道阻力计算是一个复杂的过程，需要综合考虑管道材质、直径、长度、弯头等因素，并进行科学合理的计算和优化。

风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。

一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。

矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。

再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。

当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。

二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。

局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。

局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1.弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。

谈通风管道局部阻力计算方法胡宝林在通风除尘与气力输送系统中，管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件和重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。

由于管件形状和设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性，目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算，只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数，并制成表格供设计者查询。

例如在棉花加工生产线上，常规的漏斗形重杂物分离器压损为300a P 左右，离心式籽棉卸料器压损为400a P 左右，这些都是实测数据，由于规格结构不同差异也会很大，所以仅供参考。

只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数，例如弯头、旋风除尘器等。

局部阻力是管道阻力的重要组成部分，一个4R D = 90°弯头的阻力相当于2.5～6.5m 的直管沿程阻力。

由于涉及到局部阻力的管件种类繁多，不便一一列举，因此，本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下和带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。

一、纯空气输送时局部阻力和系数 1、局部阻力当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化，流体的流动速度分布就会发生变化，阻力大大增加，形成输送能量的损失，这种阻力称为局部阻力。

在产生局部损失的地方，由于主流与边界分离和漩涡的存在，质点间的摩擦和撞击加剧，因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多，局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比，局部阻力计算公式：22j d H H ρυξξ=⋅=⋅式中：j H —局部阻力，a P ；ξ—局部阻力系数，实验取得或公式计算； d H —动压，a P ；ρ—空气密度，1.2053/kg m （20°℃）； υ—空气流速，/m s2、阻力系数阻力系数的确定有两种方法，一是查表法，二是公式法。

查表法：许多管件或设备都具有特殊的形状或结构，阻力系数难以用理论公式计算，只能通过测试阻力后再反推阻力系数。

为了便于查询和参考，通过大量的实验已经制成了查询表。

管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气自己的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时 (如三通、弯优等 )，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。

一、摩擦阻力依照流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算：v2R m4R s2(5— 3)式中Rm——单位长度摩擦阻力，Pa／m；υ——风管内空气的平均流速，m／ s；ρ——空气的密度，kg／ m3；λ——摩擦阻力系数；Rs——风管的水力半径，m。

对圆形风管：R s D4(5— 4)式中D——风管直径， m。

对矩形风管R sab2(a b)(5— 5)式中a， b——矩形风管的边长， m。

所以，圆形风管的单位长度摩擦阻力R mv2D 2(5— 6)摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态细风管内壁的粗糙度有关。

计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式以下：1 2 lg(K 2.51)3.7D Re(5— 7)式中K ——风管内壁粗糙度，mm；Re——雷诺数。

Revd(5—8)式中υ——风管内空气流速，m／ s；d——风管内径，m；ν——运动黏度，m2／ s。

在实质应用中，为了防备烦杂的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。

图5— 2 是计算圆形钢板风管的线解图。

它是在气体压力B＝101． 3kPa、温度 t=20 ℃、管壁粗糙度K ＝ 0．15mm 等条件下得出的。

经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／ d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。

只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力 4 个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。

图 5— 2圆形钢板风管计算线解图[例 ]有一个10m长薄钢板风管，已知风量L ＝ 2400m3／ h，流速υ＝ 16m／ s，管壁粗糙度 K ＝ 0． 15mm，求该风管直径 d 及风管摩擦阻力R。

管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气本身的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时(如三通、弯头等)，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。

一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算：ρλ242v R R s m ⨯= (5—3) 式中 Rm ——单位长度摩擦阻力，Pa ／m ；υ——风管内空气的平均流速，m ／s ；ρ——空气的密度，kg ／m 3；λ——摩擦阻力系数；Rs ——风管的水力半径，m 。

对圆形风管：4D R s =(5—4)式中 D ——风管直径，m 。

对矩形风管 )(2b a abR s += (5—5)式中 a ，b ——矩形风管的边长，m 。

因此，圆形风管的单位长度摩擦阻力ρλ22v D R m ⨯= (5—6) 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管内壁的粗糙度有关。

计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式如下：)Re 51.27.3lg(21λλ+-=D K (5—7)式中 K ——风管内壁粗糙度，mm ；Re ——雷诺数。

υvd=Re (5—8)式中 υ——风管内空气流速，m ／s ；d ——风管内径，m ；ν——运动黏度，m 2／s 。

在实际应用中，为了避免烦琐的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。

图5—2是计算圆形钢板风管的线解图。

它是在气体压力B ＝101．3kPa 、温度t=20℃、管壁粗糙度K ＝0．15mm 等条件下得出的。

经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。

只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力4个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。

图5—2 圆形钢板风管计算线解图[例] 有一个10m 长薄钢板风管，已知风量L ＝2400m 3／h ，流速υ＝16m ／s ，管壁粗糙度K ＝0．15mm ，求该风管直径d 及风管摩擦阻力R 。

管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气本身的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时(如三通、弯头等)，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。

一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算：ρλ242v R R s m ⨯= (5—3)式中 Rm ——单位长度摩擦阻力，Pa ／m ； υ——风管内空气的平均流速，m ／s ；ρ——空气的密度，kg ／m 3； λ——摩擦阻力系数；Rs ——风管的水力半径，m 。

对圆形风管：4DR s =(5—4)式中 D ——风管直径，m 。

对矩形风管)(2b a abR s +=(5—5)式中 a ，b ——矩形风管的边长，m 。

因此，圆形风管的单位长度摩擦阻力ρλ22v D R m ⨯= (5—6)摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管内壁的粗糙度有关。

计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式如下：)Re 51.27.3lg(21λλ+-=D K (5—7)式中 K ——风管内壁粗糙度，mm ； Re ——雷诺数。

υvd=Re (5—8)式中 υ——风管内空气流速，m ／s ； d ——风管内径，m ；ν——运动黏度，m 2／s 。

在实际应用中，为了避免烦琐的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。

图5—2是计算圆形钢板风管的线解图。

它是在气体压力B ＝101．3kPa 、温度t=20℃、管壁粗糙度K ＝0．15mm 等条件下得出的。

经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。

只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力4个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。

图5—2 圆形钢板风管计算线解图[例] 有一个10m 长薄钢板风管，已知风量L ＝2400m 3／h ，流速υ＝16m ／s ，管壁粗糙度K ＝0．15mm ，求该风管直径d 及风管摩擦阻力R 。

风管水力计算局阻系数估算1. 圆形或矩形弯头:ξ=0.5;2. 带导流叶片圆形或矩形弯头:ξ=0。

3；3. T形合流三通:ξ=04. T形分流三通：ξ31=1。

0；ξ21=0。

35;5. Y形分流、合流三通：ξ31=ξ21=0。

30；6.矩形渐扩管：ξ=0。

28（对应小断面动压）7.矩形渐缩管：ξ=0.11(对应小断面动压）8。

圆形渐扩管:ξ=0.4（对应小断面动压）9。

圆形渐缩管:ξ=0。

11（对应小断面动压)10。

突然缩小:ξ=0.5（对应小断面动压）11.突然扩大：ξ=1。

0（对应小断面动压）12.管内多叶调节阀：ξ=0。

52（0°)13。

蝶阀：ξ=0.28（5°)14。

伞形罩：ξ=0。

415。

风机出口：ξ=0.716.侧面送风口：ξ=2.0417。

直观端部的网格（即带过滤网的直风管):ξ=1.0;有网格的直管（镀锌铅丝网封堵进、排风口）：进风ξ=2.4,排风ξ=1.0；18.防雨百叶风口:进风ξ=0.5；排风ξ=1.5；19.孔板送风口：风速0。

5m/s,ξ=2.3；风速3.0m/s，ξ=3.73；内插法计算. 20．带调节阀活动百叶送风口：ξ=2。

0；21。

散流器:ξ=1。

2822。

风帽:伞形，ξ=0。

75；锥形，ξ=1.6；筒形，ξ=1。

2;23。

回风口FK-5型风口过滤器：ξ=3.0~4。

024.消声器:L=1m，ξ=1。

0；25：软接头：ξ=0。

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风管管件阻力系数风管管件阻力系数是指在一定流量下，风管管件所产生的阻力与流量之间的比值。

它是评价风管系统性能的重要指标之一。

在风管系统中，风管管件的阻力系数直接影响风量分配、风压损失以及系统能耗等方面。

因此，正确计算和选择风管管件阻力系数对于设计和运营风管系统至关重要。

风管管件阻力系数是由风管管件的几何形状、流动参数以及流体介质的物性等因素决定的。

常见的风管管件包括弯头、三通、四通、转角、扩口、收口、变径、变角等。

每种管件的几何形状都不同，因此其阻力系数也不同。

弯头是风管系统中应用最广泛的管件之一。

弯头的阻力系数与弯头的曲率半径、角度以及流动参数有关。

一般来说，曲率半径越大，弯头的阻力系数越小；角度越小，弯头的阻力系数也越小。

这是因为曲率半径大和角度小的弯头可以减小流体在管道中的转向损失，降低阻力。

三通、四通等管件的阻力系数也与其几何形状有关。

除了几何形状外，流体介质的物性也会对管件的阻力系数产生影响。

例如，气体的密度、黏度等参数会对风管管件的阻力系数产生影响。

在计算阻力系数时，需要根据具体的流体介质的物性参数进行修正计算，以保证阻力系数的准确性。

在风管系统设计中，正确选择风管管件的阻力系数对于系统的性能和能耗有重要影响。

一般来说，为了保证系统的稳定运行和节能，应尽量选择阻力系数较小的管件。

但是，在实际应用中，也需要考虑管件的材质、安装工艺等因素，综合考虑管件的性能和经济性。

在计算风管系统的阻力时，除了考虑管件的阻力系数，还需要考虑风管段的阻力系数。

风管段的阻力系数与管道的长度、直径以及管道壁面的粗糙度有关。

一般来说，管道越长、直径越小、壁面越粗糙，风管段的阻力系数也越大。

因此，在设计风管系统时，需要综合考虑管件和管道段的阻力系数，以保证系统的性能和能耗。

风管管件阻力系数是评价风管系统性能的重要指标之一。

在风管系统设计和运营中，正确计算和选择风管管件的阻力系数对于保证系统的性能和能耗至关重要。

通过合理选择管件的几何形状、流动参数和流体介质的物性参数，可以降低系统的阻力和能耗，提高系统的效率和稳定性。

目录目录1第 1 章风管水力计算使用说明21.1功能简介21.2使用说明31.3注意8第 2 章分段静压复得法92.1传统分段静压复得法的缺陷92.2分段静压复得法的特点102.3分段静压复得法程序计算步骤112.4分段静压复得法程序计算例题11DOC第 1 章风管水力计算使用说明1.1功能简介命令名称：FGJS功能：风管水力计算命令交互：单击【单线风管】【水力计算】，弹出【风管水力计算】对话框，如图11所示：图11 风管水力计算对话框如果主管固定高度值大于0，程序会调整风系统中最长环路的管径的高度为设置值。

如果支管固定高度值大于0，程序会调整风系统中除开最长环路管段外的所有管段的管径的高度为设置值。

控制最不利环路的压力损失的最大值,如果程序算出的最不利环路的阻力损失大于端口余压，程序会提醒用户。

当用户需要从图面上提取数据时，点取搜索分支按钮，根据程序提示选取单线风管。

当成功搜索出图面管道系统后，最长环路按钮可用，单击可以得到最长的管段组。

计算方法程序提供的三种计算方法，静压复得法、阻力平衡法、假定流速法，可以改变当前的选项卡，就会改变下一步计算所用的方法，而且在标题栏上会有相应的提示。

计算结果显示包含搜索分支里面选取的管段的一条回路的各个管段数据。

1.2使用说明1.从图面上提取数据单击按钮ESC返回 / 请选择要计算的单线风管或双线风管中线的远端:选取适宜的单线风管或者双线风管中线以后，程序返回到主界面。

DOC2.从文件中提取数据〔如果是从图面上提取数据那么这步可以跳过〕单击按钮从翻开文件对话框从选取要计算的文件，确定即可。

3.选择要计算的方法，设置好相应的参数静压复得法：是最不利环路最末端的分支管〔不是从最后一根支管〕的风速。

假定末端支管风速。

系统计算过程中，为了到达系统最优的平衡性能，需要迭代计算的次数。

阻力平衡法：最不利环路的末端管段的出口风速。

4.可选管径规格图12 可选管径规格对话框程序进展计算时，可以根据用户的设置，在可选管径规格列表中选取适宜的管径组合，当用户选择标准模式是，规格列表不允许进展修改，中选取自定义模式时，可以根据用户的需要进展规格列表扩大、修改、删除。