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纖維布風管的設計原理與傳統風管相同,其主要內容包括風管的布置、管徑的確定及出風設計。但由于錦暢纖維風管沿管道徑向線式送風、軸向呈扇面送風,構成立體送風模式,整體送風均勻,無需風口風閥散流器等配件,風管的布置要比傳統風管簡單的多。

一、概述
錦暢纖維風管的設計原理與傳統風管相同,其主要內容包括風管的布置、管徑的確定及出風設計。但由于錦暢纖維風管沿管道徑向線式送風、軸向呈扇面送風,構成立體送風模式,整體送風均勻,無需風口風閥散流器等配件,風管的布置要比傳統風管簡單的多。
1、  風管的布置:
由于錦暢纖維風管是立體送風模式、整體送風均勻,布置風管時應遵循以下原則:
直管——風管走向以直管為主,盡量減少支管數量
L型走向——風管需轉彎時選用L型布局
T型走向——風管需走支管時選用T型布局,但支管數量不宜過多
2、  管徑設計:
錦暢纖維風管管徑計算公式如下:
            Q=3600 V*π*D2/20002
V——進風速度(m/s)
Q——總入口流量(m3/h)
D——入口直徑(mm)
由上公式可以看出,當風量為定值時,錦暢纖維風管管徑與管內風速有關,而風速又與管內靜壓有關,當管內靜壓和風速不匹配時,風管可能發生抖動(當風速越大,靜壓越小時抖動越厲害),從而影響實際送風效果。
錦暢纖維風管是靠靜壓送風的系統,而風管的壓力Pt=Pv+Ps;Pt——全壓,Pv——動壓,Ps——靜壓。Pv與Ps只是壓力狀態不同,可以相互轉化。Pt不變時,Pv增加(風速增加)    Ps減小,Pv減小(風速減小)    Ps增加。
所以在進行風管設計時,管內設計風速不宜過大(在6-10m/s為宜),以避免靜壓轉化為動壓由于靜壓過小而引起風管的抖動。
3、  壓力損失計算
一套復雜的錦暢纖維風管系統,一般包含了一根主干管和若干直管、彎頭、變徑、三通、靜壓箱等各種部件。沿程阻力損失外,還包含了局部阻力損 失,計算這種復雜的錦暢纖維風管系統時,應選出最不利環路,將沿程阻力和局部阻力分別計算后求和,即總阻力損失。據此可算出入口處最小靜壓。
當錦暢纖維風管內氣流通過彎頭、變徑、三通等部件時,端面或流向發生了變化,同傳統風管一樣會產生相應的局部壓力損失:
Z=ξv2ρ/2,Z——局部壓力損失;ξ——局部阻力系數(主要由實驗測得,同傳統風管中類似);ρ——空氣密度(kg/m3);v——風速(m/s);
為了減少錦暢纖維風管系統的局部損失,我們通常進行一定的優化設計:
1綜合多種因素選擇管徑,盡量降低管道內風速。
2優化異型部件設計,避免流向改變過急、端面變化過快。
根據施工工程經驗,我們總結出各種錦暢纖維風管的部件、組件的局部阻力值(8m/s),如下表:


 
彎頭(曲率=1)

       等徑三通  

變徑(減縮角30度)

靜壓箱

約10Pa

 約12Pa

約3Pa

     約46Pa

     錦暢纖維風管系統內影響壓力的因素有入口靜壓、動壓及壓力損失。動壓在錦暢纖維風管中沿長度方向轉化為靜壓,又稱靜壓復得。沿程壓力損失和連接件所造成的局部損失簡稱壓力損失。故管內平均靜壓可認為由入口靜壓、靜壓復得和壓力損失三者組成。
入口靜壓:
入口靜壓一般由風機提供,若風機與錦暢纖維風管系統不是直接連接時,則入口靜壓為錦暢纖維風管直接連接件的靜壓力;若風機與 錦暢纖維風管系統直接連接,則入口靜壓即風機靜壓。一般來說,末端靜壓應大于70Pa,但根據不同工程情況有不同的要求。
根據大量工程實踐的經驗,我們推薦在不同高度的風管實現使用區域合適風速最佳的壓力梯度參考值,如下表:


 
高度

2.5m

3.5m

4m

4.5m

5m

6m

8m

10m

15m

20m

入口靜壓

70Pa

120 Pa

150 Pa

180 Pa

200 Pa

250 Pa

300 Pa

350 Pa

400 Pa

500 Pa

                                                   
以上數據僅供一些通用場合參考,實際工程的各項數據以實際情況為準。
靜壓復得:
錦暢纖維風管系統的風管由于末端封死使得沿管長方向上空氣流動速度越來越小,即動壓越來越小,動壓轉化為靜壓,也就是靜壓復得越來越大。由入口動壓轉化過來的靜壓復得的總量如下公式所示:靜壓復得=入口動壓=1.29*入口風速2/2。
由于錦暢纖維風管系統中管內風速一般只有7-9m/s,轉化為靜壓復得也只有32-52Pa。
纖維織物風管系統在沿管長方向上還有由于摩擦阻力和局部阻力造成的壓力損失。因為壓力損失與風速成正比關系,當氣流沿管長方向風速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風管的每個標準件以及出風口也存在局部阻力損失。錦暢纖維風管系統中以直管為主,系統中三通、彎頭及變徑很少,一般以沿程阻力損失為主,空氣橫斷面形狀不變的管道內流動時的沿程摩擦阻力按下式計算:⊿Pm=λv2ρl/2d;
λ——摩擦阻力系數;v——風管內空氣的平均流速,m/s;ρ——空氣密度,kg/3;
l——風管長度,m;d——圓形風管直徑(內徑),m;
摩擦阻力系數是個不定值,它與空氣在風管內的流動狀態和風管管壁的粗糙度有關。
1/λ0.5=-2lg(K/3.7+2.5l/Reλ0.5
根據纖維材料和錦暢纖維風管系統的綜合性研究得到摩擦阻力系數不大于0.024(鐵皮風管大約0.019),由于錦暢纖維風管大都應用的是圓形,且沿長度方向都有送風孔,管內平均風速就是風管入口速度的1/2.由此可見,索斯風管的沿程損失比傳統鐵皮風管要小得多。
二、風量的計算方法,風壓和風速的關系
1、假設在直徑300mm的風管中風速為0.5m/m,它的風壓是多少帕?怎么計算?(要求有公式,并說明公式中符號的意思,舉例)2、假如一臺風機它的 風量為100003/h,分別給10個房間抽風,就是有10個抽風口,風管的主管道是直徑400mm,靠近風機的第一個抽風口的風壓和抽風量肯定大于后面 的抽風口,要怎么樣配管才能使所有的抽風口的抽風量一樣?要怎么計算?3、如何快速的根據電機的轉速、風機葉片的角度、面積來來計算出這臺風機的風量和風 壓。?(要求有公式,并說明公式中符號的意思,舉例)4、風管的阻力怎么計算,矩形和圓形,每米的阻力是多少帕,一臺風壓為200帕的抽風機,管道 50m,它的進風口的風壓是多少帕
1、首先,要知道風機壓力是做什么用的,通俗的講:風機壓力是保證流量的一種手段。基于上述定義,我們可以通過一些公式來計算出在300mm管道中要保證風速為0.5m/s時所需的壓力。1.1、計算壓力:
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、結論:在每米直徑300mm風管中要保證0.5m/s的風速壓力應為0.07Pa。
2、計算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、平衡各抽風口的壓力,并計算出各個抽風口的直徑: 為保證各抽風口的流量相等,需對各抽風口的壓力進行平衡,我們采用試算法調管徑。當支管與主環路阻力不平衡時,可重新選擇支管的管徑和流速,重新計算阻力直至平衡為止。這種方法是可行的,但只有試算多次才能找到符合節點壓力平衡要求的管徑。
三、布質風管沿程阻力計算方法
摘要:布質風管又名纖維織物空氣分布系統、纖維織物空氣分布器、布風管、布袋風管、布風道等,是從國外引進的一項新產品新技術。它是一種由特殊纖維織成替代傳統送風管道、風閥、散流器、絕熱材料等的送出風末端系統。隨著對布質風管送風原理的深入研究,布質風管的設計方法也日漸成熟,其中包括對布質風管管內 沿程阻力的研究和計算。
關鍵詞:布質風管 布質風管系統 纖維織物空氣分布系統 纖維織物空氣分布器 布風管 布袋風管 布風道
布質風管系統在沿管長方向上還有由于摩擦阻力和局部阻力造成的壓力損失。因為壓力損失與風速成正比關系,當氣流沿管長方向風速越來越小時,阻力損失也不斷下降。與此同時,風管個標準件以及出風口也存在局部阻力損失。布質風管系統中以直管為主,系統中三通、彎頭及變徑很少,一般以沿程阻力損失為主,空氣橫斷 面形狀不變的管道內流動時的沿程摩擦阻力按下式計算:
——摩擦阻力系數;
——風管內空氣的平均流速,m/s;
——空氣的密度,kg/m3;
——風管長度,m;
——圓形風管直徑(內徑),m;
摩擦阻力系數是一個不定值,它與空氣在風管內的流動狀態和風管管壁的粗糙度有關。
根據對纖維材料和布質風管系統的綜合性研究得到摩擦阻力系數不大于0.024(鐵皮風管大約0.019),由于布質風管風管延長度方向上都有送風孔,管內平均風速就是風管入口速度的1/2。由此可見,布質風管風管的延程損失比傳統鐵皮風管要小的多。
部件局部壓損計算
當布質風管風管內氣流通過彎頭、變徑、三通等等部件時,斷面或流向發生了變化,同傳統風管一樣會產生相應的局部壓力損失:
Z:局部壓力損失(pa)
ξ:局部阻力系數(主要由試驗測得,同傳統風管中類似)
ρ:空氣密度(kg/m3)
v:風速(m/s)
為了減少布質風管系統的局部損失,我們通常進行一定的優化設計:
1.綜合多種因素選擇管經,盡量降低管道內風速。
2.優化異形部件設計,避免流向改變過急、斷面變化過快。
根據實際工程經驗,我們總結出各種布質風管部件的局部阻力值(風速=8m/s),如下表:
彎頭(曲率=1)    等徑三通     變徑(漸縮角30度)     靜壓箱
10 pa                12pa        3pa                   46 pa
例如:某超市壓損計算說明
對于該超市,AHU 空調箱風量為36000CMH,選取編號AHU-14號空調箱系統,主管尺寸為2000*610mm,共有5支支管,支管管徑為559mm。選取最長不利環路25米主管+20.6米支管作為計算依據;
1,沿程阻力損失計算:
主管:25米,2000*610mm,當量直徑,
支管道:20.6米,559mm,,
2,局部阻力損失計算:
等徑三通局部損失為12Pa,對于變徑三通取20Pa.
最長不利環路壓損為20+8.5+6=34.5Pa.
可見布質風管系統尤其是直管系統的沿程阻力損失非常小,一般不會超過靜壓復得的值,所以在粗算時基本可以忽略不計!


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