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1、风管管件损失计算,1,风管管件损失计算,风管管件损失计算,2,风管系统标准风速,风管风速标准分为低速与高速两种，风速在15m/s以下属低速风管，以上则为高速风管。前者用于大楼之通风及空调，后者则应用于工业及生产作业方面。风速之大小与风管之噪音、震动、及成本均有相当大的关系。而风管出口及吸气口之风速亦会影人体之舒适与安宁,风管管件损失计算,3,低速风管之风速标准,风管管件损失计算,4,高速风管内之风速标准,风管管件损失计算,5,风机出风口及吸风口之风速标准,风管管件损失计算,6,风管材料,制造风管之材料通常多为黑铁锌或镀锌铁板。后者耐锈蚀，使用较为普遍。设计上亦有采用铝板者，但价格较高，故仍少见
2、。工场类之建筑中，其排风及回风亦有采用混凝土结构者，但大多建于地下。有关圆形风管使用铁板之厚度及号 如下列所视,风管管件损失计算,7,圆形低速风管使用之铁板标准,风管管件损失计算,8,圆形高速风管使用之铁板标准,风管管件损失计算,9,矩形低速风管使用之铁板标准,风管管件损失计算,10,矩形高速风管使用之铁板标准,风管管件损失计算,11,矩形低速风管使用之铝板标准,风管管件损失计算,12,风管接合用法兰(Flange,风管管件损失计算,13,圆形风管之吊架标准,风管管件损失计算,14,矩形风管之支(吊)架标准,风管管件损失计算,15,管路中之损失,在管路中，要使空气流体经过管路，必须克服相当的阻
3、力，这阻力以压力表示，可分为管路直线部份之损失及局部弯管、分岐管、网关等之压力损失，其主要原因包括来自： (1)摩擦 (2)弯曲 (3)分岐或汇合 (4)断面积或形状之变化 在管道中亦有许多存在之障碍物，均会造成管流之阻力，这些项目包括： (1)风量控制器 (2)阻水板 (3)空气过滤器 (4)加热器或冷却器 (5)测量及控制仪器 (6)防火活门,风管管件损失计算,16,静压与动压之损失,送风设备所产生之阻力可分为动与静两种。与风速平方成比例变化的是动阻力，与风速无关的静阻力。动阻力与静阻力合成即为为送风系统之全阻力。若管路中有存在静压存在，则全压亦须包括达到静压所需之压力。气流在风管内所损失
4、之压力可用下式表示： PT = PL + PD 式中，PT为全部压损，PL为管长之压损，而PD则为各种弯管、分岐管、闸门等之压损。 前文已述，动压与风速间有一个确定的关系。就空气而言， 其关系如下式： Pv = V2/2g x = V2/16.3 = ( V/4.03 ) 2 mmAq 式中，V的单位为 m/s,风管管件损失计算,17,直线风管之阻力损失,风管管件损失计算,18,矩形风管之换算,若想换算成同样单位阻力之矩形风管时，可利用下式换算之,a、b分别为矩形风管之宽与高。其值亦可利用圆形面积与矩形面积相等之方式进行粗略估计。矩形风管外围宽与高之比又称为纵横比(Aspect Ratio)，
5、此值最高可为8:1。但自1:1至8:1时，铁板面积要增加70%，其重量亦会增加3.5倍。故设计风管时，除非特殊情况，此比值应愈趋近1:1时为佳，以节省其制造与安装成本,风管管件损失计算,19,风管局部管道之阻力,一个完整的风管系统中，除风管本身外，尚有直管,弯管、分岐管闸门(damper)大小头,三通管,等其它组件。此部份因形状之改变会使风道产生涡流，并消耗部份能量。在这部份所产生之摩擦及压力损失，统称为局部管道之阻力，其计算方式如下,风管管件损失计算,20,风管局部管道之阻力,局部管道之损失也可以换算为等长管所造成之损失，以简化计算全系统风管阻力之过程。亦即,等效长度与直径之比,若局部管道为
6、矩形风管，则L/d可改以L/a代替，其中a为矩形风管之长边,风管管件损失计算,21,风管局部阻力系矩形弯管(90度,风管管件损失计算,22,矩形角管(90度,风管管件损失计算,23,矩形弯管(整流片,风管管件损失计算,24,矩形弯管附小型整流片,风管管件损失计算,25,圆型弯管,风管管件损失计算,26,圆形管接制弯管,风管管件损失计算,27,急扩大管,风管管件损失计算,28,急缩小管,风管管件损失计算,29,渐大管,风管管件损失计算,30,渐小管,风管管件损失计算,31,变形 14=0.15,风管管件损失计算,32,圆形管三通管,风管管件损失计算,33,圆形管三通管(支管钳形缩小,风管管件损失
7、计算,34,分流(支斜管) 45度角,风管管件损失计算,35,矩形风管分岐管,风管管件损失计算,36,矩形风管合流,风管管件损失计算,37,金属网,风管管件损失计算,38,管内气孔,风管管件损失计算,39,管出口(渐扩大形,风管管件损失计算,40,多孔型出风口,风管管件损失计算,41,风管设计实例,风管之设计方法有：减速法(Relocity reduction)、定阻法(Equal Friction)、静压重获法(Static pressure regain, SPR)等三种，减速法设计时较难获得准确的答案，故较少人采用。目前仅介绍定阻法,风管管件损失计算,42,工厂之风管布置图为例。经过风机
8、之后，总风量为18000m3/h，经过A点后分出两条管路，主管维持10,800 m3/h，支管则为7,200 m3/h。共有B、C、D、E、F等五个点出口，每个出口之风量为3,600 m3/h,1)决定风速：由表6.1中先选定风量标准。就工厂之环境而言，其标准风速为6-9m/s。兹以最大值9m/s作为此次设计之风管风速。 (2)主管部份之损失：在18,000 m3/h之风量下，若以风速9m/s为基准，由图6.1可知，主管之损失率每米为0.092mmAq，设本例以0.1 mmAq/m为损失标准。 (3)求ZA间之直径：Q=18,000 m3/h，R=0.1 mmAq/m时，覆由图6.1得其直径为
9、83cm，修正后其风速变为9.3 m/s，应属合理之范围内。 (4)直径83 cm为圆管，但风管仍以矩形管为多，若换算为矩形管，则可由表6.13b中查出接近于76x76之尺寸。若以此为主风管之口径，则风速将变为8.7 m/s，更适合标准范围。 (5)重复第(3)及第(4)项，可以求出AB、BE、CD、AE、EF等区段之直径、矩形尺寸及其相对应之风速(如表6.14)。 在ZD间，A处之分岐管及CD间之90度弯管，均会产生损失。A处之详细结构如图6.6,风管管件损失计算,43,风管系统设计之数据,风管管件损失计算,44,分岐管之设计,风管管件损失计算,45,空气由A处流向BC方向时，其阻力可以不计
10、。CD间之弯管则由第1例可以先查出H/W=1.0，r/W=1.5(假设值)时，其L/W=4.5。故等效长度应为 L = 4.5 x 0.40 = 1.8 m 故ZD间之风管总长度应为： ( 5 + 10 + 10 + 10) + 1.8 = 36.8 m 己知 R =0.1 mmAq/m，故其阻力应为： 0.10 /m x 36.8 m = 3.7 mmAq (AD部份) (7)AEF部份：AEF部份由A处之分岐管、AE间之90度弯管及直管长度。由第15例可以求得： = (a/b)0.25(V3/V1) =(6.9/31)0.25(8.7/8.7) =1.26 =0.65 PT =0.65 x
11、 (8.7/4.05)2 =3.0 mmAq 故AEF间之直管及曲管合并，其压损失为： (10 + 5 + 10 + 4.5 x 0.54) x 0.10 = 2.75mmAq AEF之总阻力为 3.0 + 2.75 = 5.75 mmAq (8)由(6)与(7)之结果得知：AF之阻力损失大于AD，所以采用AF之阻力值计算。AF再加上ZA间之阻力损失2.0mm，即等于全部风管阻力为7.75 mmAq (约7.8mm)。 (9)风管外尚需加入空气过滤器10mmAq及出风口之压损5 mmAq，故全部送风系统之损失为： PT = 7.8 + 10 + 5 = 22.8 mmAq (10)但风机之选择大多按静压计算。送风机之排出口风速为11m/s，则所需之静压为： PS = PT ( V/4.03)2 = 22.8 (11/4.03)2 =15.4 mmAq (11)为求得整套风管系统之压力平衡，使风量能得以平均分配各地，部份分岐管内应安装风量调节器，以期取得此项平衡效果。 ? (12)以上值并未包括缩小管部份之损失。读者可以自行将这部份考虑在内，以求得更为周全
