管道水力計算

管道水力計算主講教師：駱大勇重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、管道水力計算方法靜壓復(fù)得法等壓損法假定流速法該方法是以單位長度風(fēng)道有相等的壓力損失為前提條件，在已知總作用壓力的情況下，將總壓力值按干管長度平均分配給各部分，再根據(jù)各部分的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸，該法適用于風(fēng)機壓頭已定及進行分支管路阻力平衡等場合該方法是以技術(shù)經(jīng)濟要求的空氣流速作為控制指標(biāo)，再根據(jù)風(fēng)量來確定風(fēng)管的斷面尺寸和壓力損失，目前常用此法進行水利計算該方法是利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力，根據(jù)這一原則確定風(fēng)管的斷面尺寸，此法適用于高速風(fēng)道的水力計算二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機繪制系統(tǒng)軸測示意圖，并對各管段進行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃為一個計算管段二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對系統(tǒng)有很大的影響。流速低，阻力小，動力消耗少，運行費用低，但是風(fēng)管斷面尺寸大，耗材料多，建造費用大。反之，流速高，風(fēng)管段面尺寸小，建造費用低，但阻力大，運行費用會增加，另外還會加劇管道與設(shè)備的磨損二、流速控制計算方法和步驟建筑物類別管道系統(tǒng)的部位風(fēng)速靠近風(fēng)機處的極限流速自然通風(fēng)機械通風(fēng)輔助建筑吸入空氣的百葉窗0~1.02~410~12吸風(fēng)道1~22~6支管及垂直風(fēng)道0.5~1.52~5水平總風(fēng)道0.5~1.05~8近地面的進風(fēng)口0.2~0.50.2~0.5近頂棚的進風(fēng)口0.5~1.01~2近頂棚的排風(fēng)口0.5~1.01~2排風(fēng)塔1~1.53~6工業(yè)建筑材料薄鋼板總管6~14支管2~8室內(nèi)進風(fēng)口1.5~3.5室內(nèi)回風(fēng)口2.5~3.5新鮮空氣入口5.5~6.5磚、礦渣、石棉水泥、礦渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6工業(yè)管道中常用的空氣流速（m/s）二、流速控制計算方法和步驟空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（m/s）風(fēng)速（m/s）部位低速風(fēng)管高速風(fēng)管推薦風(fēng)速最大風(fēng)速推薦最大居住公共工業(yè)居住公共工業(yè)一般建筑新風(fēng)入口2.52.52.54.04.5635風(fēng)機入口3.54.05.04.55.07.08.516.5風(fēng)機出口5~86.5~108~128.57.5~118.5~1412.525主風(fēng)道3.5~4.55~6.56~94~65.5~86.5~1112.530水平支風(fēng)道3.03.0~4.54~53.5~4.04.0~6.55~91022.5垂直支風(fēng)道2.53.0~3.54.03.25~4.04.0~6.05~81022.5送風(fēng)口1~21.5~3.53~4.02.0~3.03.0~5.03~54－二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機由風(fēng)量和流速確定最不利環(huán)路各管段風(fēng)管斷面尺寸，計算沿程損失、局部損失及總損失。計算時應(yīng)首先從最不利環(huán)路開始，即從阻力最大的環(huán)路開始。確定風(fēng)管斷面尺寸時，應(yīng)盡量采用通風(fēng)管道的統(tǒng)一規(guī)格二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機

二、流速控制計算方法和步驟繪圖確定空氣流速計算阻力平衡阻力選擇風(fēng)機

二、流速控制計算方法和步驟例如圖所示的機械排風(fēng)系統(tǒng)，全部采用鋼板制作的圓形風(fēng)管，輸送含有有害氣體的空氣密度=1.2m3/kg，氣體溫度為常溫，圓形傘形罩的擴張角為60°，合流三通分支管夾角為30°，帶擴壓管的傘形風(fēng)帽h/D0=0.5，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?2kPa，對該系統(tǒng)進行水力計算二、流速控制計算方法和步驟1對管段進行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量，如圖示1200m3/h13m①二、流速控制計算方法和步驟2確定各管段氣流速度，建筑物類別管道系統(tǒng)的部位風(fēng)速靠近風(fēng)機處的極限流速自然通風(fēng)機械通風(fēng)輔助建筑吸入空氣的百葉窗0~1.02~410~12吸風(fēng)道1~22~6支管及垂直風(fēng)道0.5~1.52~5水平總風(fēng)道0.5~1.05~8近地面的進風(fēng)口0.2~0.50.2~0.5近頂棚的進風(fēng)口0.5~1.01~2近頂棚的排風(fēng)口0.5~1.01~2排風(fēng)塔1~1.53~6工業(yè)建筑材料薄鋼板總管6~14支管2~8室內(nèi)進風(fēng)口1.5~3.5室內(nèi)回風(fēng)口2.5~3.5新鮮空氣入口5.5~6.5磚、礦渣、石棉水泥、礦渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6查表有：工業(yè)建筑機械通風(fēng)對于干管v=6~14m/s；對于支管v

=2~8m/s二、流速控制計算方法和步驟3確定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)①~⑤為最不利環(huán)路①③④⑤②二、流速控制計算方法和步驟4計算摩擦力根據(jù)各管段風(fēng)量及流速，確定各管段的管徑及比摩阻，計算沿程損失。如管段①,根據(jù)L=1200m3/h,v=6~14m/s查附錄可得：Rm=4.5Pa/mv=9m/sD=220mm二、流速控制計算方法和步驟4計算摩擦力對Rm進行修正1.11.00.90.80.70.660708090100-50050100150t/℃B/kPaKBKt查圖6.1有εB=0.91，則有：

也可查附錄

確定管徑后，利用內(nèi)插法求出：v、Rm二、流速控制計算方法和步驟4計算摩擦力管段編號流量(m3/h)長度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系數(shù)修正后的比摩擦阻力(Pa/m)摩擦阻力(Pa)最不利環(huán)路112001322094.50.914.153.32210062809.63.90.913.5521.33340063609.42.70.912.4614.76449001140010.630.912.7330.03549001540010.630.912.7340.95分支環(huán)路6900920084.10.913.7333.5771300920011.99.50.918.778.3815001020013.0110.91101009900916012.3130.9111.83106.4

通風(fēng)摩擦阻力管道水力計算表二、流速控制計算方法和步驟5計算各管段局部損失如管段①，1個圓形傘形罩?jǐn)U張角60°，

90°彎頭2個，一個合流三通直管段二、流速控制計算方法和步驟5計算各管段局部損失查附錄8有：圓形傘形罩?jǐn)U張角60°

二、流速控制計算方法和步驟5計算各管段局部損失查附錄8有：90°彎頭2個

二、流速控制計算方法和步驟5計算各管段局部損失F1+F2≈F3,a=30°，查表

二、流速控制計算方法和步驟5計算各管段局部損失各管段局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表二、流速控制計算方法和步驟6計算各管道的總損失管段編號流量(m3/h)長度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系數(shù)修正后的比摩擦阻力(Pa/m)動壓Pd(Pa)局部阻力系數(shù)摩擦阻力(Pa)局部阻力(Pa)總阻力(Pa)最不利環(huán)路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.796642.70.912.46531.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支環(huán)路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.171300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7815001020013.0110.9110101.41.26100127.8227.89900916012.3130.9111.8390.80.03106.42.7109.1

通風(fēng)摩擦阻力管道水力計算表二、流速控制計算方法和步驟7計算各管道的總損失管段⑥和管段①管段⑦和管段①+②或者⑥+②，不能是管段⑦和管段②二、流速控制計算方法和步驟7計算各管道的總損失管段⑥和管段①不平衡率為>15%調(diào)整管徑mm取D’=160mm查附錄

，得D=160mm，v

=12.3m/s，Rm

=13Pa/m二、流速控制計算方法和步驟7計算各管道的總損失

通風(fēng)摩擦阻力管道水力計算表管段編號流量(m3/h)長度(m)D(mm)流速(m/s)

比摩擦阻力(Pa/m)修正系數(shù)修正后的比摩擦阻力(Pa/m)動壓Pd(Pa)局部阻力系數(shù)摩擦阻力(Pa)局部阻力(Pa)總阻力(Pa)備注最不利環(huán)路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.796642.70.912.46531.0814.7657.2472.0449001140010.630.912.7367.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.7367.40.640.9540.4481.4分支環(huán)路6900920084.10.913.7338.40.0333.571.235.1與①平衡71300920011.99.50.918.7850.6478.354.4132.7與①+②平衡815001020013.0110.9110101.