1、第三節管道阻力空氣在風管內的流動阻力有兩種形式：一是由于空氣本身的黏滯性以及空氣與管壁間的摩擦所產生的阻力稱為摩擦阻力；另一是空氣流經管道中的管件時（如三通、彎頭等），流速的大小和方向發生變化，由此產生的局部渦流所引起的阻力，稱為局部阻力。一、摩擦阻力(53)根據流體力學原理，空氣在管道內流動時，單位長度管道的摩擦阻力按下式計算：s式中Rm單位長度摩擦阻力，Pa/m；U風管內空氣的平均流速，m/s；p空氣的密度，kg/m3；m。D入摩擦阻力系數；Rs風管的水力半徑，對圓形風管：Rs4式中D風管直徑,對矩形風管(54)m。ab2(a+b)式中a,b矩形風管的邊長，m。因此，圓形風管的單位長度摩擦

2、阻力九v2R=xpmD2(55)(56)摩擦阻力系數入與空氣在風管內的流動狀態和風管內壁的粗糙度有關。計算摩擦阻力系數的公式很多，美國、日本、德國的一些暖通手冊和我國通用通風管道計算表中所采用的公式如下：1K2.51）r=_2lg（3+賦J）式中K風管內壁粗糙度，mm；Re雷諾數。(57)(58)式中u風管內空氣流速，m/s；A10X10*8X1046X10*4X10*3X10*2X10*0+0J03yoJftJ1L_ILTLILnXXXXXX18rt432單沱検度羸撩阻力/（旳/曲）圖52圓形鋼板風管計算線解圖例有一個10m長薄鋼板風管，已知風量L=2400m3/h，流速U=16m/s,管壁

3、粗糙度K=0.15mm,求該風管直徑d及風管摩擦阻力R。解利用線解圖52,在縱坐標上找到風量L=2400m3/h，從這點向右做垂線，與流速U=16m/s的斜線相交于一點，在通過該點表示風管直徑的斜線上讀得d=230mm。再過該點做垂直于橫坐標的垂線，在與表示單位摩擦阻力的橫坐標交點上直接讀得Rm=13.5Pa/m。該段風管摩擦阻力為：R=R1=13.5x10Pa=135Pam無論是按照全國通用通風管道計算表，還是按圖52計算風管時，如被輸送空氣的溫囪木堂年吊PI+口黑古祚+時mil佶攵疋/|攵才卄口卞一粗糙度修正系數。表中U為風管內空氣流速。表53管壁粗糙度修正系數2812U-2224-300

4、-0.010.950.9Q0.850.B00,750.10LOO0.950.950.950+950.20LOOLOS1.C51.05LOS對于一般的通風除塵管道，粉塵對摩擦阻力的影響很小，例如含塵濃度為50g/m3時，所增大的摩擦阻力不超過2，因此一般情況下可忽略不計。二、局部阻力各種通風管道要安裝一些彎頭、三通等配件。流體經過這類配件時，由于邊壁或流量的改變，引起了流速的大小、方向或分布的變化，由此產生的能量損失，稱為局部損失，也稱局部阻力。局部阻力主要可分為兩類：流量不改變時產生的局部阻力，如空氣通過彎頭、漸擴管、漸縮管等；流量改變時所產生的局部阻力，如空氣通過三通等。局部阻力可按下式計算

5、：Z苫2(510)式中Z局部阻力，Pa；E局部阻力系數，見表54；U空氣流速，m/s；p一空氣密度，kg/m3。上式表明，局部阻力與其中流速的平方成正比。局部阻力系數通常都是通過實驗確定的。可以從有關采暖通風手冊中查得。表54列出了部分管道部件的局部阻力系數值。在計算通風管道時，局部阻力的計算是非常重要的一部分。因為在大多數情況下，克服局部阻力而損失的能量要比克服摩擦阻力而損失的能量大得多。所以，在制作管件時，如何采取措施減少局部阻力是必須重視的問題。表54常見管件局部阻力系數序號田曙和斷面酣砲力熹豪r聳值以圖內所示遠度*卄尊）1傘&11or«/(*)10203040SO)2

6、0150Q-B0+07om0,050.110.20L0.25®130.100.IE0.19Q+劭0,372新涓蠡當O<4寸時：=0,183Fl耳«/n1015202530:fld-1.251.501.752+002. 2S3. 5口0.020.030.050.060,080+090.030.Q60.船0,150.16d190.050.100.140.200.256300.060.Z0.170,230.熬6360.070.13Q.19a餉Q,330狛序號名稱圖形和祈面局部阻力值以圖內所示速度卩計算）a/dD1.5D2D2.5D3D6D10D7.50.0280.0210.

7、0180.0160.0140.010.008150.0580.0440.0370.0330.0290.0210.016300.110.0810.0690.0610.0540.0380.030600.180.140.120.100.0910.0640.051900230.180.150.130.120.0830.0661200.270.200.170.150.130.100.076ISO0300.220.190.170.IS0.110.0841800.330.250.210.180.160.120.092式中:兀養p0008風機出口平擴a/OR/Fo1.52.02.53.03.54.0100,0

8、80.090.100.100.110.11150.100.110.120.130.140.15200.120.140.150.160.170.18250150.180.210.230250.26300.180.250.300.330.350.35簡部阻力系»值以圖內所示速度序號6FtFa00.030.050.10.20.30.40.50.60.70.81.0£（以圖內所示速度巾卄算）0.06-1.13-0.07一030+1.8210.123.341.565.20.10-1.12-1.00一076+0.022.887.3413.421.12940.20-1.S0-1.35-1

9、.22-0.84+0.05+1.42.704.466.48&711.417.30.33-2.01.8C-1.7-1.4-0.72-0.12+0.521.21.892.563.34.80.50-3.0-2.82.6一224-1.44-0.91-0.364-0.140.560.841.181.535（以圖內所示速度5計算0.0100.06+0.04-0.1-0.81-2.1-4.076.600.100.010.100.08卜0040.3：1.05-J-3.60-5.400.200.060.100.130.16+0.06一024-0.73-1.40-2.3一334一3.59一&640

10、.330.420.450.480.510.52+0.32+0.07一0.32-0.82747一2.19-4.00.501.401.401401.361.26I.090.86+0.53+0.15一0.52一082-2.07序號名稱圖形和斷面局部限力系數（值以圖內所示的速度切計算）FzF；«（以圖內所示速度zd計算00.030.050.10.20.30.40.50.60.70.81.0處1Q.06-1.12-0.70一0201.8210.323.842.464.320.10722700一0780.063.007.6413.922.031.9合0.20-1.50740-1.25一0850.

11、121.423.004.867.059.5012.47流0.33一2.00-1.821.69-1.38一066一0100.701.482.243.10395576通L.0.50-3.0C7.80-2.60一224-1.50一085一024一0300.791.261.602.18f勺小&（以圖內所示速度S計算）0.060.000.050.05一005一059-1.65-3.21-5.13-一Fi+FFa0.100.060.100.120.110.15一0.71-1.55-2.71-3.73a45°0.200.200.250.300,300.260.04-0.33一086-1.5

12、2一240-3.420.330.370.420.480.480.500.400.20-0.12-0.5C-1.01-1.60-3.100.50L301.301.271.271.201.10090+0.61+0.22-02C-0.68-1.S2力系數hl值以圖內所示速度w計算）10203040506070800.31.02.572050100150080000.41.02.548305035060000.20.72,0510204016060000.250.82.048153010060000.200.6L83.5713288040000.20.30.40.50.60.70.80.91.03S1

13、04.62060.980.440.170.060.0544.517.8&124.022.080.950.390.290洋號巖賽圖捲和朝面歸部融力果數軟匚值以朋內所示速度W計算、0.10.20.310.40.50t«0.?0,8911,0進鳳2ReaLS3L53:L391.31i.1&tnLOBlkQ?lbQ$排鳳4.002.鈾L6G1.3D1.1Skit)1.0&ILOOLOOl,0C進鳳1.3Z0.97OlCD0.相41Q300.29Q.280.250.25排鳳2.601.300”800.500.600.60血600+60傘懵鳳幅直»式+基鳳

14、71;擴K式】O.11下面通過分析幾種常見管件產生局部阻力的原因，提出減少局部阻力的辦法。1三通圖54為一合流三通中氣流的流動情況。流速不同的1、2兩股氣流在匯合時發生碰撞，以及氣流速度改變時形成渦流是產生局部阻力的原因。三通局部阻力的大小與分支管中心夾角、三通斷面形狀、支管與總管的面積比和流量比（即流速比）有關。圖54合流三通中氣流流動狀態為了減少三通局部阻力，分支管中心夾角。應該取得小一些，一般不超過30°。只有在安裝條件限制或為了平衡阻力的情況下，才用較大的夾角，但在任何情況下，都不宜做成垂直的“T”形三通。為了避免出現引射現象，應盡可能使總管和分支管的氣流速度相等，即按u3=

15、U1=U2來確定總管和分支管的斷面積。這樣，風管斷面積的關系為：F3=F1+F2o22彎頭312當氣流流過彎頭時（見圖55）,由于氣流與管壁的沖擊，產生了渦流區I；又由于氣流的慣性，使邊界層脫離內壁，產生了渦流區II。兩個渦流區的存在，使管道中心處的氣流速度要比管壁附近大，因而產生了旋轉氣流。渦流區的產生和氣流的旋轉都是造成局部阻力的原因。圖55彎頭中氣流流動狀況實驗證明，漸縮或漸擴管中心角。越大，渦流區越大，能量損失也越大。為了減少漸縮、漸擴管的局部阻力，必須減小中心角a,緩和流速分布的變化，使渦流區范圍縮小。通常中心角。不宜超過45。三、系統阻力整個通風除塵系統的阻力稱為系統阻力，它包括吸

16、塵罩阻力、風管阻力、除塵器阻力和出口動壓損失4部分。四、通風管道的壓力分布圖57所示為一簡單通風系統，其中沒有管件、吸塵罩和除塵器，假定空氣在進口A和出口C處局部阻力很小，可以忽略不計，系統僅有摩擦阻力。BCh£0大吒壓力線圖57僅有摩擦阻力的風管壓力分布按下列步驟可以說明該風管壓力分布。(1)定出風管中各點的壓力。風機開動后，空氣由靜止狀態變為運動狀態。因為風管斷面不變，所以各點(斷面)的空氣流速相等，即動壓相等。各點的動壓分布分別為：動壓日胡二竽二日斗靜壓丹油=比3WjB豊從上式町得(511)由式(511)可以看出，當風管內空氣流速不變時，風管的阻力是由降低空氣的靜壓來克服的。點C當空氣排入大氣時，這一能量便全部消失在大氣中，稱為風管出口動壓損失。掙壓H斗二大氣壓力=0全壓=弧+%=磕=嘗點B空氣由點B'流至點C需要克服摩擦阻力Rml2，所以：全壓H個-ltHjc+/?口竝動壓皿=鳴曲壓H洱=H屛一円弧=也卄尺詁一=RmJ3(2)把以上各點的數值在圖上標出，并連成直線，即可繪出壓力分布圖