3.2风道的水力计算
水力计算是通风系统设计计算的主要部分。它是在确定了系统的形式、设备布置、各送、排风点的位置及风管材料后进行的。
水力计算最主要的任务是确定系统中各管段的断面尺寸，计算阻力损失，选择风机。3.2.1 水力计算方法
风管水力计算的方法主要有以下三种：
(1)等压损法
该方法是以单位长度风道有相等的压力损失为前提条件，在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度平均分配给各部分，再根据各部分的风量确定风管断面尺寸，该法适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等场合。
(2)假定流速法
该方法是以技术经济要求的空气流速作为控制指标．再根据风量来确定风管的断面尺寸和压力损失．目前常用此法进行水力计算。
(3)静压复得法
该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这的断面尺寸，此法适用于高速风道的水力汁算。
3.2.2水力计算步骤
现以假定流速法为例，说明水力计算的步骤：
(1)绘制系统轴测示意图，并对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划为一个计算管段。
(2)确定合理的气流速度
风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻力小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，耗材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面尺寸小，建造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧管道与设备的磨损。因此，必须经过技术经济分析来确定合理的流速，表3-2，表3-3，表3-4列出了不同情况下风管内空气流速范围。
表3-3 除尘风道空气流速（m/s）
失。计算时应首先从最不利环路开始，即从阻力最大的环路开始。确定风管断面尺寸时，应尽量采用通风管道的统一规格。
⑷其余并联环路的计算
为保证系统能按要求的流量进行分配，并联环路的阻力必须平衡。因受到风管断面尺寸的限制，对除尘系统各并联环路间的压损差值不宜超过10％，其他通风系统不宜超过15％，若超过时可通过调整管径或采用阀门来进行调节。调整后的管径可按下式确定
225
.0''⎪
⎭
⎫ ⎝⎛∆∆=P P D D mm
式中 'D ——调整后的管径，m ；
D 一原设计的管径，m ；
P ∆——原设计的支管阻力，Pa ； 'P ∆——要求达到的支管阻力，Pa 。
需要指出的是，在设计阶段不把阻力平衡的问题解决，而一味的依靠阀门开度的调节,对多支管的系统平衡来说是很困难的，需反复调整测试。有时甚至无法达到预期风量分配，或出现再生噪声等问题。因此，我们一方面加强风管布置方案的合理性，减少阻力平衡的工作量，另一方面要重视在设计阶段阻力平衡问题的解决。
(5)选择风机
考虑到设备、风管的漏风和阻力损失计算的不精确，选择风机的风量，风压应按下式考
虑考虑L K L L f = m 3/h
P K P f f ∆= Pa
式中 f L ——风机的风量，m 3/h ； L ——系统总风量，m 3/h ； f P ——风机的风压，Pa ； P ∆——系统总阻力，Pa ；
L K ——风量附加系数，除尘系统L K ＝1.1－1.5；一般送排风系统L K ＝1.1； p K ——风压附加系数，除尘系统p K ＝1.15－1.20；一般送排风系统p K ＝1.1-1.15 当风机在非标准状态下工作时，应对风机性能进行换算，在此不再详述．可参阅《流体力学及泵与风机》。
例3-3 如图3=10所示的机械排风系统，全部采用钢板制作的圆形风管，输送含有有害气体的空气(ρ＝1．2m 3/kg)，气体温度为常温，圆形伞形罩的扩张角为60°，合流三通分支管夹角为30°，带扩压管的伞形风帽0/D h ＝0.5，当地大气压力为92kPa ，对该系统进行水力计算。
图3-10 机械排风系统图
解 1．对管段进行编号，标注长度和风量，如图示。
2．确定各管段气流速度，查表3-2有：工业建筑机械通风对于干管v ＝6-14m/s ；对于支管v ＝2-8 m/s 。
3．确定最不利环路，本系统①—⑤为最不利环路。
4．根据各管段风量及流速，确定各管段的管径及比摩阻，计算沿程损失，应首先计算最不利环路，然后计算其余分支环路。
如管段①，根据L ＝1200 m3/h ，v ＝6－14 m/s
查附录2可得出管径D ＝220mm ，v ＝9m ／s ，m R ＝4.5Pa/m 查图3-1有B ε＝0．91，则有1.45.491.0'=⨯=m R Pa/m 3.53131.4'=⨯==∆l R P m m Pa
也可查附录2确定管径后，利用内插法求出：v ，m R 。 同理可查出其余管段的管径、实际流速、比摩阻，计算出沿程损失，具体结果见表3-5。 5．计算各管段局部损失
如管段①，查附录4有：圆形伞形罩扩张角60°，09.0=ξ，90°弯头2个，
3.0215.0=⨯=ξ，合流三通直管段，见图3-10。
43
.021*******==L L 51.02802002
32=⎪⎭⎫ ⎝⎛=F F
()038
.022.04
21==
π
F
()031
.02.04
22==
π
F
()062.028.04
23==
π
F
321F F F ≈+
30=α°，查得76.0=ξ，∑=++=15.176.03.009.0ξ 其余各管段的局部阻力系数见表3-6。
89.552
92.115.122
2
=⨯⨯==∆∑v P j ρξ Pa
同理可得出其余管段的局部损失，具体结果见表3-5。
6．计算各管段的总损失，结果见表3-5。
