第三节管道阻力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:式中 Rm2v 一Rm =——一：4Rs 2-单位长度摩擦阻力， Pa/ m ；风管内空气的平均流速， m / s;(5 - 3)p——空气的密度，kg/m3；入——摩擦阻力系数；Rs——风管的水力半径，对圆形风管：m5—4)式中 D——风管直径,对矩形风管m式中 a, b——矩形风管的边长，因此，圆形风管的单位长度摩擦阻力2vRm =一 一 ：D 22(a b)m5—5)ab(5 — 6)摩擦阻力系数入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：1 …K 2.51、--2 lg( )以 3.7D ReJ% (5—7)式中 K——风管内壁粗糙度,vd Re =— vm / s;Re——雷诺数。
5—8)式中 u ——风管内空气流速，d 风管内径，m;v 运动黏度，m2/ 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=20C、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》查得的入/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 20X10110X10』、SXIOV4X1 O件4XI013X10J2XJOsl1X|QJSOOi4DU200疑一买 s胃rwRNIN壬■ 昇拾宜瓯一孟gs密学愚sfisass-! 「夔谒最一套KI#教一覆IHHKHKS 一 — I I ■- L..4-. ■.・■—■PIP < I d ■ Hri fl Bn ^-_n-r * V —ffd^inw^aF,.匕 lip-*ws . ■■ .5 ■—■■■•HS&1E・・WEKIIMESKW・・・-M・E.w#^^Me^vK!・ •堂-1:口.日肥<;^^4也|^・・・=|2正.・・，=5|.巳=;・・1・..・，.・ i■■, ・li,一 ■i^H:F*l!・ .■mt Il Mi M kr5* - J R 4:!yn 胡我wgasKses 畚#sa^s^l!ikll曹 鞭誓翳境兽•VV5-.*眺・■ V二J*卜X■日w裸■■ F •_■串aswn惠 隽备VKNN■嵌•iv AI*■・.、 13■囱01 0.2 0 4 0.6 0 g 1 2 4 6 8 10 20 3040506080单位长度摩探阻力/(Pa/m>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u= 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。
解 利用线解图5-2,在纵坐标上找到风量 L = 2400m3/h,从这点向右做垂线，与流 速u = 16m/s的斜线相交于一点，在通过该点表示风管直径的斜线上读得 d = 230mm再过该点做垂直于横坐标的垂线，在与表示单位摩擦阻力的横坐标交点上直接读得 Rm =13. 5Pa/ m该段风管摩擦阻力为：R= Rml= 13.无论是按照〈〈全国通用通风管道计算表》温度不等于20 C,而且相差较大时，则应对5 x 10Pa= 135Pa,还是按图5-2计算风管时，如被输送空气的R值进行修正，修正公式如下：(5 — 9)Rm = RmKt式中 Rm ——在不同温度下，实际的单位长度摩擦阻力， Pa；Rm——按20C的计算表或线解图查得的单位摩擦阻力， Pa;Kt——摩擦阻力温度修正系数，如图 5—3所示图5—3摩擦阻力温度修正系数钢板制的风管内壁粗糙度 K值一般为0. 15mm当实际使用的钢板制风管，其内壁粗糙度K值与制图表数值有较大出入时，由计算图表查得的单位摩擦阻力 Rm值乘以表5-3中相应的粗糙度修正系数表中 u为风管内空气流速 表5- 3管壁粗糙度修正系数( ra/ s)z4~614—2224~3O。
〜0. 010.950, 90850.8Q0.750. 10LOO0.950. 950. 950* 950. 20LOOL051.051,051.05对于一般的通风除尘管道，粉尘对摩擦阻力的影响很小，例如含尘浓度为 50g/m3时,所增大的摩擦阻力不超过 2%,因此一般情况下可忽略不计二、局部阻力各种通风管道要安装一些弯头、 三通等配件流体经过这类配件时，由于边壁或流量的改变，引起了流速的大小、方向或分布的变化，由此产生的能量损失，称为局部损失，也称 局部阻力局部阻力主要可分为两类：①流量不改变时产生的局部阻力，如空气通过弯头、 渐扩管、渐缩管等；②流量改变时所产生的局部阻力，如空气通过三通等局部阻力可按下式计算：z二2(5 - 10)式中 Z——局部阻力，Pa;E ——局部阻力系数，见表 5-4;u ——空气流速，m/s；P 一空气密度，kg / m3上式表明，局部阻力与其中流速的平方成正比局部阻力系数通常都是通过实验确定的可以从有关采暖通风手册中查得表 5-4列出了部分管道部件的局部阻力系数值在计算通风管道时，局部阻力的计算是非常重要的一部分 因为在大多数情况下， 克服局部阻力而损失的能量要比克服摩擦阻力而损失的能量大得多。
所以，在制作管件时，如何采取措施减少局部阻力是必须重视的问题表5-4常见管件局部阻力系数丑&we10U202530L250. 020.030.050.060. 07L500.030. Q60.10・12Q. 131. 750.050.090・14170, 192* Q0•脾0, 130. 200, 230.262. 250,030・160. Z60. Z80. 333.500+ 090.】90, 300.360.39局部阻力系敷c（r值以图内所示速度v计算）XD1.5D2D2.5D3D6D10D7.50.0280.0210.0180.0160.0140.010.008150.0580.0440.0370. 0330.0290. 0210.016300.110. 0810.0690. 0610.0540. 0380.030i0O8 云600.180.140.120.100.0910. 0640.051―土 R式中900. 230.180.150.130.120. 0830.066D1200. 270.200.170.150>130.100.0761500. 300. 220.190.170> 150.110.0841800. 330.250.210.180.160.120.092风 机 出 口 平 扩 散 ta/C)Fi/Fol.S2.02.53.03.54.0100. 080.090.100.100.110.11150.10Oell0.120.130.140.15200.120.140.150.160.170.18250.150.180.210.230. 2$0. 26300.180. 250. 300. 330.350. 35序号名弥 图形和断面局部阻力系ft 值以图内所示Aftvi.V｝）F]+Fx = Fi
1.7-1.4-0. 72-0.12+0. 521.21.892.563.34.80. 50-3.0-2.8—2. 6"A-0.9】-0. 364-0. H0.S60. 84L181.53，（以图内所示速度S计算）0.0100. 06+ 0.04-0.1-0.81-2.1-4.07-6. 60••0.100.010.100. 08♦ 0. 04一 0. 3：1.05一3. 60—5. 400. 200.060.100.130. 16+0.06-0. 24-0. 73-1.4C-2.3-3. 34-3. 59-8.640. 330.420.4S0.480.510. 52+0.32+0.0,-0. 32一 0.82—1. 41-2.19一4.00. 501.401.401.401.361.261. 090.8+0. 53+0. 15—0. S2-0.82一2 07。