1、第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力空氣流動(dòng)壓力與阻力 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1掌握掌握空氣流動(dòng)的連續(xù)性方程和能量方程?？諝饬鲃?dòng)的連續(xù)性方程和能量方程。2掌握掌握風(fēng)道流動(dòng)的空氣靜壓、位壓、動(dòng)壓、全風(fēng)道流動(dòng)的空氣靜壓、位壓、動(dòng)壓、全壓的概念及其相應(yīng)關(guān)系。壓的概念及其相應(yīng)關(guān)系。3掌握掌握紊流狀態(tài)下的摩擦阻力、局部阻力的計(jì)紊流狀態(tài)下的摩擦阻力、局部阻力的計(jì)算。算。4了解風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速分布。了解風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速分布。5了解風(fēng)道通風(fēng)壓力分布。了解風(fēng)道通風(fēng)壓力分布。第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)

2、道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五節(jié)第五節(jié) 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、風(fēng)流流動(dòng)一、風(fēng)流流動(dòng)連續(xù)性方程連續(xù)性方程1 11222v S dv S d（2-1） 一般來說，垂直于流動(dòng)方向的各截面上的流一般來說，垂直于流動(dòng)方向的各截面上的流動(dòng)參數(shù)（如速度、壓力、溫度、密度等）不隨時(shí)動(dòng)參數(shù)（如速度、壓力、溫度、密度等）不隨時(shí)間變化的流動(dòng)稱為間變化的流動(dòng)稱為定常流定常流，反之，則為非定常流，反之，則為非定常流動(dòng)。動(dòng)。風(fēng)流在風(fēng)道中的流動(dòng)一般可以看做是定常流風(fēng)流在風(fēng)道中的流動(dòng)一般可以看做是定常流。 則對(duì)通過任意兩個(gè)斷面則對(duì)通過任

3、意兩個(gè)斷面1和斷面和斷面2的氣體質(zhì)量，的氣體質(zhì)量，由質(zhì)量守恒定律可得：由質(zhì)量守恒定律可得：空氣流動(dòng)的連續(xù)性方程空氣流動(dòng)的連續(xù)性方程 設(shè)任一過流斷面的質(zhì)量流量為設(shè)任一過流斷面的質(zhì)量流量為mi（kg/s），），則根據(jù)則根據(jù)1、2的任意性，有：的任意性，有：iiiimv Sconst（2-2） 對(duì)于密度為常數(shù)的流體流動(dòng)，則通過任一對(duì)于密度為常數(shù)的流體流動(dòng)，則通過任一斷面的體積流量斷面的體積流量Q （m3/s）相等，即：）相等，即：iiQv Sconst（2-3）二、風(fēng)流流動(dòng)二、風(fēng)流流動(dòng)能量方程能量方程 風(fēng)流之所以能在系統(tǒng)中流動(dòng)，其根本原因是風(fēng)流之所以能在系統(tǒng)中流動(dòng)，其根本原因是系統(tǒng)中存在著促使空氣流

4、動(dòng)的能量差?？諝庠陲L(fēng)系統(tǒng)中存在著促使空氣流動(dòng)的能量差。空氣在風(fēng)道流動(dòng)時(shí)，風(fēng)流的能量由道流動(dòng)時(shí)，風(fēng)流的能量由靜壓能、動(dòng)能、位能和靜壓能、動(dòng)能、位能和內(nèi)能內(nèi)能組成。組成。1） 位能位能 氣體受重力的作用，在不同高度上具有不同的位能。按圖所選基準(zhǔn)面，已知截面1和2的管中心距基準(zhǔn)面的高度分別為Z1和Z2，那么位能：mgZ2） 動(dòng)能動(dòng)能21E=mv23） 靜壓能靜壓能 設(shè)流體在截面設(shè)流體在截面1處所受到的壓強(qiáng)為處所受到的壓強(qiáng)為p1，截面，截面積為積為A1，則作用在截面，則作用在截面1上流體的作用力為上流體的作用力為P1A1。若若mkg流體所占的體積為流體所占的體積為V1，那么流體通過截面，那么流體通過截

5、面1和和2所移動(dòng)的距離則分別為所移動(dòng)的距離則分別為V/A1和和 V/A2 ，因此，因此，從截面從截面1輸入的靜壓能：輸入的靜壓能： 假設(shè)風(fēng)流在如圖2-1歷示的風(fēng)道中由1斷面流至2斷面，空氣的比體積為 (m3/kg)，其間無其他動(dòng)力源，設(shè)空氣克服流動(dòng)阻力消耗的能量為L(zhǎng)R (J/kg)，周圍介質(zhì)傳遞給空氣的熱量為q (J/kg)，設(shè)1、2斷面風(fēng)流的已知參數(shù)還有風(fēng)流的絕對(duì)靜壓p1、p2(Pa)，風(fēng)流的平均流速vl、v2(m/s)，風(fēng)流的內(nèi)能ul、u2(J/kg)，風(fēng)流的密度l、2(kg/m3)，距基準(zhǔn)面的高程Zl、Z2 (m)，風(fēng)流克服通風(fēng)阻力消耗的能量后所轉(zhuǎn)化的熱能qR (J/kg)，則根據(jù)能量守

6、恒定律有：22112211221222RRpvpvg Zuqqg ZuL （2-4）對(duì)于比體積對(duì)于比體積有有22221221 111121-()ppppd ppddp1則：則：（2-5）12.nnnnnppppconst1212ln(/)ln/)ppn（2-6）（2-7）絕熱指數(shù)絕熱指數(shù)2211Rqquupd2212121212()()()122RppvvnLg ZZn22121212112()()()122RppvvnLg ZZLn（2-8）（2-9）（2-10）2212121212()()()22RmvvhppgZZ2212121212()()()22RmtvvhppgZZH（2-11）（

7、2-12）練習(xí)練習(xí)三、使用單位體積流體三、使用單位體積流體能量方程的注意事項(xiàng)能量方程的注意事項(xiàng) 風(fēng)流流動(dòng)必須是定常流；風(fēng)流流動(dòng)必須是定常流； 式（式（2-11）、（）、（2-12）右邊第三項(xiàng)適用于）右邊第三項(xiàng)適用于1、2斷斷面的密度相差不大的場(chǎng)合，否則應(yīng)用積分形式；面的密度相差不大的場(chǎng)合，否則應(yīng)用積分形式； 在始、末斷面間有壓源時(shí)，壓源的作用方向與風(fēng)在始、末斷面間有壓源時(shí)，壓源的作用方向與風(fēng)流的方向一致，壓源為正，說明壓源對(duì)風(fēng)流做正功，流的方向一致，壓源為正，說明壓源對(duì)風(fēng)流做正功，反之則壓源對(duì)風(fēng)流做負(fù)功；反之則壓源對(duì)風(fēng)流做負(fù)功； 在實(shí)際工業(yè)通風(fēng)應(yīng)用應(yīng)用能量方程時(shí)，可取在實(shí)際工業(yè)通風(fēng)應(yīng)用應(yīng)用能量

8、方程時(shí)，可取Kdn=1313Nliiidnv SKv S（2-13）第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五節(jié)第五節(jié) 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、動(dòng)壓一、動(dòng)壓 1動(dòng)壓的概念動(dòng)壓的概念 當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)，空氣定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)，空氣定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，可用可用EV表示，單位為表示，單位為J/m3；單位體積風(fēng)流的；單位體積風(fēng)流的動(dòng)能所轉(zhuǎn)化顯現(xiàn)的壓力叫動(dòng)能所轉(zhuǎn)化顯現(xiàn)的壓力叫動(dòng)壓動(dòng)壓或稱

9、或稱速壓速壓，用，用符號(hào)符號(hào)hV，表示，單位為，表示，單位為Pa。 2動(dòng)壓的計(jì)算動(dòng)壓的計(jì)算 設(shè)某點(diǎn)設(shè)某點(diǎn)i的空氣密度為的空氣密度為i(kg/m3)，其定向運(yùn)動(dòng)，其定向運(yùn)動(dòng)的流速即風(fēng)速為的流速即風(fēng)速為vi (m/s)，則單位體積空氣所具有，則單位體積空氣所具有的動(dòng)能：的動(dòng)能： EVi對(duì)外所呈現(xiàn)的動(dòng)壓對(duì)外所呈現(xiàn)的動(dòng)壓hvi為：為： 212ViiiEv212Viiihv（2-14） 3動(dòng)壓的特點(diǎn)動(dòng)壓的特點(diǎn) 只有做定向流動(dòng)的空氣才具有動(dòng)壓，因此動(dòng)壓具只有做定向流動(dòng)的空氣才具有動(dòng)壓，因此動(dòng)壓具有方向性；有方向性； 動(dòng)壓總是大于零，垂直于流動(dòng)方向的作用面所承動(dòng)壓總是大于零，垂直于流動(dòng)方向的作用面所承受的壓

10、力最大；受的壓力最大； 在同一流動(dòng)斷面上，因風(fēng)速分布的不均勻性，各在同一流動(dòng)斷面上，因風(fēng)速分布的不均勻性，各點(diǎn)的風(fēng)速不相等，所以其動(dòng)壓值不等；點(diǎn)的風(fēng)速不相等，所以其動(dòng)壓值不等； 某斷面動(dòng)壓即為該斷面平均風(fēng)速計(jì)算值。某斷面動(dòng)壓即為該斷面平均風(fēng)速計(jì)算值。二、靜壓二、靜壓靜壓具有如下特點(diǎn)：靜壓具有如下特點(diǎn)：風(fēng)流中任一點(diǎn)的靜壓各向同值，且垂直于作用面；風(fēng)流中任一點(diǎn)的靜壓各向同值，且垂直于作用面；無論靜止的空氣還是流動(dòng)的空氣都具有靜壓；無論靜止的空氣還是流動(dòng)的空氣都具有靜壓；風(fēng)流靜壓的大?。梢杂脙x表測(cè)量）反映了單位體風(fēng)流靜壓的大?。梢杂脙x表測(cè)量）反映了單位體積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾龉Φ撵o壓能的多少；

11、積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾龉Φ撵o壓能的多少；流動(dòng)空氣的絕對(duì)靜壓流動(dòng)空氣的絕對(duì)靜壓p、相對(duì)靜壓、相對(duì)靜壓hj和與其對(duì)應(yīng)的大和與其對(duì)應(yīng)的大氣壓氣壓p0三者之間的關(guān)系如下：三者之間的關(guān)系如下：0jhpp（2-15）hjbhja三、位壓三、位壓 1位壓的概念位壓的概念 單位體積風(fēng)流對(duì)于某基準(zhǔn)面而具有的位能，單位體積風(fēng)流對(duì)于某基準(zhǔn)面而具有的位能，稱為位壓稱為位壓hz。如果把質(zhì)量為。如果把質(zhì)量為m(kg)的物體從某一基的物體從某一基準(zhǔn)面提高準(zhǔn)面提高Z(m)，就要對(duì)物體克服重力做功，就要對(duì)物體克服重力做功mgZ (J)，物體因而獲得同樣數(shù)量物體因而獲得同樣數(shù)量(mgZ)的重力位能，即：的重力位能，即：0pEm

12、gZ注意注意：重力位能是一種潛在的能量，只有通過計(jì)算：重力位能是一種潛在的能量，只有通過計(jì)算才能得出。才能得出。 2位壓的計(jì)算位壓的計(jì)算1pipi1pi1pi1pi1pi10122ZpiihEgdZ0121122paaababbbijijEZ gZ gZ gZ g（2-17）（2-16） 3位壓的特點(diǎn)位壓的特點(diǎn) 位壓是相對(duì)某一基準(zhǔn)面具有的能量，在討論位壓位壓是相對(duì)某一基準(zhǔn)面具有的能量，在討論位壓時(shí)，必須首先選定基準(zhǔn)面，一般應(yīng)將基準(zhǔn)面選在所時(shí)，必須首先選定基準(zhǔn)面，一般應(yīng)將基準(zhǔn)面選在所研究系統(tǒng)風(fēng)流流經(jīng)的最低水平面；研究系統(tǒng)風(fēng)流流經(jīng)的最低水平面； 位壓是一種潛在的能量，常說某處的位能是對(duì)某位壓是一種

13、潛在的能量，常說某處的位能是對(duì)某一基準(zhǔn)面而言，它在本處對(duì)外沒有力的效應(yīng)，即不一基準(zhǔn)面而言，它在本處對(duì)外沒有力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，不能像靜壓那樣用儀表進(jìn)行直接測(cè)量，呈現(xiàn)壓力，不能像靜壓那樣用儀表進(jìn)行直接測(cè)量，只能通過測(cè)定高差及空氣柱的平均密度來計(jì)算。只能通過測(cè)定高差及空氣柱的平均密度來計(jì)算。 位壓和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化。位壓和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化。四、全壓四、全壓 風(fēng)流中某一點(diǎn)的動(dòng)壓與靜壓之和稱為全壓。根據(jù)風(fēng)流中某一點(diǎn)的動(dòng)壓與靜壓之和稱為全壓。根據(jù)靜壓的兩種不同的計(jì)算基準(zhǔn)，靜壓可以分為絕對(duì)靜壓靜壓的兩種不同的計(jì)算基準(zhǔn)，靜壓可以分為絕對(duì)靜壓（p）和相對(duì)靜壓（）和相對(duì)靜壓（hj），同樣的道理，全壓也有絕）

14、，同樣的道理，全壓也有絕對(duì)全壓（對(duì)全壓（pt）和相對(duì)全壓（）和相對(duì)全壓（ht）之分。）之分。 絕對(duì)全壓均可用下式表示：絕對(duì)全壓均可用下式表示：tiiVipph（2-18）思考：思考：通過對(duì)全壓的定義和算法的理解，通過對(duì)全壓的定義和算法的理解，壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)通道內(nèi)壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)通道內(nèi)的全壓各有什么特點(diǎn)？的全壓各有什么特點(diǎn)？Tips：壓入式通風(fēng)又叫做正壓入式通風(fēng)又叫做正壓通風(fēng)。壓通風(fēng)。例例2-1：壓入式通風(fēng)筒中某點(diǎn)：壓入式通風(fēng)筒中某點(diǎn)i的的hji=1000Pa，hvi=150Pa，風(fēng)筒，風(fēng)筒外與外與i點(diǎn)同標(biāo)高的點(diǎn)同標(biāo)高的P0i=101332，求：，求：（1）i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓點(diǎn)的絕對(duì)靜

15、壓Pi；（2）i點(diǎn)的相對(duì)全壓點(diǎn)的相對(duì)全壓hti；（3）i點(diǎn)的絕對(duì)全壓點(diǎn)的絕對(duì)全壓Pti。解：解：（1）Pi=Poi+hji=101332+1000=102332 Pa （2）hti=hji+hvi=1000+150=1150 Pa （3）Pti=P0i+hti=Pi+hvi=101332+1150=102482 Pa練習(xí)練習(xí)第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五節(jié)第五節(jié) 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布

16、風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、風(fēng)道風(fēng)流流態(tài)一、風(fēng)道風(fēng)流流態(tài) 氣體在風(fēng)道內(nèi)低速流動(dòng)時(shí)，氣體各層之間相互滑動(dòng)氣體在風(fēng)道內(nèi)低速流動(dòng)時(shí)，氣體各層之間相互滑動(dòng)而不混合，這種流動(dòng)稱為而不混合，這種流動(dòng)稱為層流層流。 如果流速繼續(xù)增加，當(dāng)其達(dá)到某一速度時(shí)，氣體質(zhì)如果流速繼續(xù)增加，當(dāng)其達(dá)到某一速度時(shí)，氣體質(zhì)點(diǎn)在徑向也得到附加速度，流動(dòng)發(fā)生混合，正常的點(diǎn)在徑向也得到附加速度，流動(dòng)發(fā)生混合，正常的層流被破壞，流動(dòng)狀態(tài)發(fā)展為層流被破壞，流動(dòng)狀態(tài)發(fā)展為紊流紊流。 風(fēng)道內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的變化，可用無因次量雷諾數(shù)風(fēng)道內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的變化，可用無因次量雷諾數(shù)Re來來表征：（表征：（2320和和13800）RevD（2-19）二、風(fēng)道斷面的風(fēng)速

17、二、風(fēng)道斷面的風(fēng)速 1層流風(fēng)速層流風(fēng)速 對(duì)于半徑為對(duì)于半徑為R的層流態(tài)圓形管風(fēng)流，對(duì)于半徑的層流態(tài)圓形管風(fēng)流，對(duì)于半徑為為r處的切應(yīng)力處的切應(yīng)力為：為： 由牛頓內(nèi)摩擦定律，在半徑為由牛頓內(nèi)摩擦定律，在半徑為r處的風(fēng)速為：處的風(fēng)速為：2rgJ22()4gJvRr（2-20）（2-21） 若在半徑為若在半徑為r處取環(huán)狀微元斷面積處取環(huán)狀微元斷面積2rdr，則風(fēng)，則風(fēng)流通過圓形管道整個(gè)斷面的流量流通過圓形管道整個(gè)斷面的流量Q為：為： 平均風(fēng)速為：平均風(fēng)速為：（2-22）（2-23）2240()248RgJgJQRrrdrR22/8gJvQRR 2紊流風(fēng)速紊流風(fēng)速層流邊界：層流邊界：雷諾數(shù)越雷諾數(shù)越大

18、，層流大，層流邊界層越邊界層越薄薄 斷面上平均風(fēng)速與最大風(fēng)速斷面上平均風(fēng)速與最大風(fēng)速Vmax的比值稱為風(fēng)的比值稱為風(fēng)速分布系數(shù)（速度場(chǎng)系數(shù)），用速分布系數(shù)（速度場(chǎng)系數(shù)），用KV表示：表示： 設(shè)斷面上任一點(diǎn)風(fēng)速為設(shè)斷面上任一點(diǎn)風(fēng)速為vi，則風(fēng)道斷面的平均風(fēng)速為：，則風(fēng)道斷面的平均風(fēng)速為：max(1)mvrvR1iSvv dSSmaxVvKv（2-24）（2-25）（2-26）第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五節(jié)第五節(jié)

19、 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、一、摩擦阻力通用計(jì)算式與摩擦阻力通用計(jì)算式與無因次系數(shù)無因次系數(shù) 1摩擦阻力通用計(jì)算式摩擦阻力通用計(jì)算式 根據(jù)流體力學(xué)原理，無論是層流還是紊流，圓根據(jù)流體力學(xué)原理，無論是層流還是紊流，圓形風(fēng)管的摩擦阻力（沿程阻力）可按下式計(jì)算：形風(fēng)管的摩擦阻力（沿程阻力）可按下式計(jì)算：如將風(fēng)管長(zhǎng)度為如將風(fēng)管長(zhǎng)度為1m摩擦阻力稱為比摩阻，并以摩擦阻力稱為比摩阻，并以hb表示，則：表示，則：22rLvhD212bvhD（2-28）（2-27）摩擦阻力無因次系數(shù)摩擦阻力無因次系數(shù) 如風(fēng)管斷面為非圓形的其他形狀，則式（如風(fēng)管斷面為非圓形的其他形狀，

20、則式（2-27）和式（和式（2-28）的直徑應(yīng)以當(dāng)量直徑代人。矩形風(fēng)管）的直徑應(yīng)以當(dāng)量直徑代人。矩形風(fēng)管流速當(dāng)量直徑流速當(dāng)量直徑De與斷面積與斷面積S、斷面周長(zhǎng)、斷面周長(zhǎng)U有如下關(guān)有如下關(guān)系：系：（2-30）（2-29）對(duì)于不同形狀的通風(fēng)斷面，其周長(zhǎng)對(duì)于不同形狀的通風(fēng)斷面，其周長(zhǎng)U與斷面積與斷面積S的關(guān)的關(guān)系，可用下式表示：系，可用下式表示：4eSDUUC S斷面形狀系數(shù)斷面形狀系數(shù) 2摩擦阻力無因次系數(shù)摩擦阻力無因次系數(shù) 摩擦阻力無因次系數(shù)摩擦阻力無因次系數(shù)與流體流動(dòng)狀態(tài)和管壁與流體流動(dòng)狀態(tài)和管壁的粗糙度有關(guān)，紊流光滑區(qū)向紊流粗糙過渡區(qū)的的粗糙度有關(guān)，紊流光滑區(qū)向紊流粗糙過渡區(qū)的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式為

21、：驗(yàn)公式為：紊流粗糙區(qū)的紊流粗糙區(qū)的可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：12.512lg()3.71ReKD 2(1.742lg)2DK0.250.11()KD或或（2-31）（2-32）（2-33）風(fēng)管內(nèi)壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度風(fēng)管內(nèi)壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度二、二、流動(dòng)處于紊流光滑區(qū)流動(dòng)處于紊流光滑區(qū)向粗糙過渡區(qū)的向粗糙過渡區(qū)的摩擦阻力計(jì)算摩擦阻力計(jì)算 （1）空氣溫度和大氣壓力的修正。）空氣溫度和大氣壓力的修正。 如果空氣的壓力、溫度與線算圖或計(jì)算表不一如果空氣的壓力、溫度與線算圖或計(jì)算表不一致，可按下式修正：致，可按下式修正：0btBbhK K h0.82527320()273tKt0.90()101

22、.3BpK ；（2-34）（2-35）溫度修正系數(shù)溫度修正系數(shù)大氣壓力修正系數(shù)大氣壓力修正系數(shù) （2）粗糙度的修正。）粗糙度的修正。 通風(fēng)防塵工程中使用多種材料制作風(fēng)管，這些材通風(fēng)防塵工程中使用多種材料制作風(fēng)管，這些材料的粗糙度各不相同，料的粗糙度各不相同， 參考采用的數(shù)值列于表參考采用的數(shù)值列于表2-1。 當(dāng)風(fēng)管管壁的粗糙度當(dāng)風(fēng)管管壁的粗糙度K0.15 mm時(shí)，可先由圖時(shí)，可先由圖2-6查出查出hb0，再近似按下式修正：，再近似按下式修正：0brbhK h0.25()rKKv（2-36）（2-37）管壁粗糙度修正系數(shù)管壁粗糙度修正系數(shù) （3）密度和黏度的修正。）密度和黏度的修正。 如果空氣的

23、壓力、溫度與線算圖或計(jì)算表不一致，如果空氣的壓力、溫度與線算圖或計(jì)算表不一致，空氣的密度和運(yùn)動(dòng)黏度不同，則按下式修正：空氣的密度和運(yùn)動(dòng)黏度不同，則按下式修正：0.910.1000()()bbvhhv（2-38）三、紊流粗糙區(qū)通風(fēng)風(fēng)道摩擦阻力及計(jì)算 在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中，紊流粗糙區(qū)的風(fēng)道如為非圓形，在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中，紊流粗糙區(qū)的風(fēng)道如為非圓形，在式（在式（2-27）中，用當(dāng)量直徑）中，用當(dāng)量直徑De代替代替D，且用通過，且用通過的風(fēng)量的風(fēng)量Q除以斷面積除以斷面積S代替風(fēng)速代替風(fēng)速v，則得到紊流粗糙，則得到紊流粗糙區(qū)風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式：區(qū)風(fēng)道的摩擦阻力計(jì)算式：不難看出，對(duì)于風(fēng)道壁面及幾何尺寸已定型的

24、紊不難看出，對(duì)于風(fēng)道壁面及幾何尺寸已定型的紊流粗糙區(qū)通風(fēng)風(fēng)道，可視流粗糙區(qū)通風(fēng)風(fēng)道，可視為定值，故可令為定值，故可令22388rLUvLUQhSS（2-39）（2-40）83rLURS；摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)摩擦風(fēng)阻摩擦風(fēng)阻 將式（將式（2-39） （2-40）代人式（）代人式（2-27）得：）得： 223rrLUhQR QS前人通過大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)獲得了在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件下前人通過大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)獲得了在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件下的各類井巷的摩擦阻力系數(shù)的各類井巷的摩擦阻力系數(shù)0值。當(dāng)井巷中空氣密值。當(dāng)井巷中空氣密度度01.2 kg/m3時(shí)，其時(shí)，其值應(yīng)按下式修正：值應(yīng)按下式修正：01.2（2-41）（2-4

25、2）紊流粗糙區(qū)（或稱阻力平方區(qū)）下的摩擦阻力定律紊流粗糙區(qū)（或稱阻力平方區(qū)）下的摩擦阻力定律四、減小通風(fēng)摩擦阻力措施 （1）選用斷面周長(zhǎng)較小的風(fēng)道。）選用斷面周長(zhǎng)較小的風(fēng)道。 （2）減小相對(duì)粗糙度。）減小相對(duì)粗糙度。 （3）保證有足夠大的風(fēng)道斷面。）保證有足夠大的風(fēng)道斷面。 （4）避免風(fēng)道內(nèi)風(fēng)量過于集中。）避免風(fēng)道內(nèi)風(fēng)量過于集中。 （5）減小風(fēng)道長(zhǎng)度。）減小風(fēng)道長(zhǎng)度。22388rLUvLUQhSS（2-39）22rLvhD（2-27）第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)

26、與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五節(jié)第五節(jié) 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、局部阻力產(chǎn)生的分析 二、局部阻力及其計(jì)算 由于局部阻力所產(chǎn)生風(fēng)流速度場(chǎng)分布的變化比較復(fù)由于局部阻力所產(chǎn)生風(fēng)流速度場(chǎng)分布的變化比較復(fù)雜，對(duì)局部阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。和摩擦雜，對(duì)局部阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。和摩擦阻力相似，局部阻力阻力相似，局部阻力hl 一般也用動(dòng)壓的倍數(shù)來表示：一般也用動(dòng)壓的倍數(shù)來表示：大量實(shí)驗(yàn)證明，在紊流范圍，局部阻力系數(shù)大量實(shí)驗(yàn)證明，在紊流范圍，局部阻力系數(shù)只取決于只取決于局部構(gòu)件的形狀，因此，可參照摩擦阻力方法，令局部構(gòu)件的形狀，因此

27、，可參照摩擦阻力方法，令22222lvhQS22lRS則有：則有：2llhRQ（1-43）（1-44）（1-45）三、減小局部通風(fēng)阻力措施 1盡量避免風(fēng)流急轉(zhuǎn)彎盡量避免風(fēng)流急轉(zhuǎn)彎 布置風(fēng)道時(shí)，風(fēng)流拐彎處盡量避免風(fēng)道布置風(fēng)道時(shí)，風(fēng)流拐彎處盡量避免風(fēng)道90或以或以上的急轉(zhuǎn)彎；對(duì)于必須直角轉(zhuǎn)彎的地點(diǎn)，可用弧上的急轉(zhuǎn)彎；對(duì)于必須直角轉(zhuǎn)彎的地點(diǎn)，可用弧彎代替直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)和外側(cè)要做成圓彎代替直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)和外側(cè)要做成圓弧形，且曲率半徑一般應(yīng)大于弧形，且曲率半徑一般應(yīng)大于0.51倍風(fēng)道當(dāng)量倍風(fēng)道當(dāng)量直徑，在曲率半徑因受條件限制而過小時(shí)，應(yīng)在直徑，在曲率半徑因受條件限制而過小時(shí)，應(yīng)在轉(zhuǎn)彎處設(shè)

28、置導(dǎo)風(fēng)板或?qū)Я髌＾D(zhuǎn)彎處設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板或?qū)Я髌?2風(fēng)流分叉或匯合處連接合理風(fēng)流分叉或匯合處連接合理 在風(fēng)流分叉或匯合點(diǎn)的三通風(fēng)道，應(yīng)減小兩個(gè)分支在風(fēng)流分叉或匯合點(diǎn)的三通風(fēng)道，應(yīng)減小兩個(gè)分支風(fēng)道的夾角，當(dāng)有幾個(gè)分支管風(fēng)路匯合于同一總風(fēng)風(fēng)道的夾角，當(dāng)有幾個(gè)分支管風(fēng)路匯合于同一總風(fēng)道時(shí)，匯合點(diǎn)最好不要在同一個(gè)斷面，同時(shí)還應(yīng)盡道時(shí)，匯合點(diǎn)最好不要在同一個(gè)斷面，同時(shí)還應(yīng)盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。 3盡量避免風(fēng)道斷面的突然變化盡量避免風(fēng)道斷面的突然變化 當(dāng)風(fēng)道斷面需要變化時(shí)，應(yīng)盡量避免風(fēng)道斷面的突當(dāng)風(fēng)道斷面需要變化時(shí)，應(yīng)盡量避免風(fēng)道斷面的突然變化，用漸縮或漸擴(kuò)風(fēng)道代替

29、突然縮小或突然擴(kuò)然變化，用漸縮或漸擴(kuò)風(fēng)道代替突然縮小或突然擴(kuò)大，如圖大，如圖2-13所示，中心角最好在所示，中心角最好在810，不，不要超過要超過45。4降低出風(fēng)口流速降低出風(fēng)口流速 降低出風(fēng)口流速以減小出口的動(dòng)壓損失，同時(shí)應(yīng)減降低出風(fēng)口流速以減小出口的動(dòng)壓損失，同時(shí)應(yīng)減小氣流在風(fēng)道進(jìn)口處的局部阻力。氣流進(jìn)入風(fēng)管時(shí)，小氣流在風(fēng)道進(jìn)口處的局部阻力。氣流進(jìn)入風(fēng)管時(shí)，由于產(chǎn)生氣流與管道內(nèi)壁分離和渦流現(xiàn)象造成局部由于產(chǎn)生氣流與管道內(nèi)壁分離和渦流現(xiàn)象造成局部阻力。對(duì)于不同的進(jìn)口形式，局部阻力相差較大。阻力。對(duì)于不同的進(jìn)口形式，局部阻力相差較大。5風(fēng)管與風(fēng)機(jī)的連接應(yīng)當(dāng)合理風(fēng)管與風(fēng)機(jī)的連接應(yīng)當(dāng)合理 保證氣流

30、在進(jìn)出風(fēng)機(jī)時(shí)均勻分布，避免發(fā)生流向和流速的突保證氣流在進(jìn)出風(fēng)機(jī)時(shí)均勻分布，避免發(fā)生流向和流速的突然變化，以減小阻力（和噪聲）。然變化，以減小阻力（和噪聲）。 為減小不必要的阻力，要盡量避免在接管處產(chǎn)生局部渦流，為減小不必要的阻力，要盡量避免在接管處產(chǎn)生局部渦流，最好使連接通風(fēng)機(jī)的風(fēng)管管徑與通風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出口尺寸大致最好使連接通風(fēng)機(jī)的風(fēng)管管徑與通風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出口尺寸大致相同。相同。 如果在通風(fēng)機(jī)的吸入口安裝多葉形或插板武閥門時(shí)，最好將如果在通風(fēng)機(jī)的吸入口安裝多葉形或插板武閥門時(shí)，最好將其設(shè)置在離通風(fēng)機(jī)進(jìn)口至少其設(shè)置在離通風(fēng)機(jī)進(jìn)口至少5倍于風(fēng)管直徑的地方，避免由倍于風(fēng)管直徑的地方，避免由于吸口處氣流的

31、渦流而影響通風(fēng)機(jī)的效率。于吸口處氣流的渦流而影響通風(fēng)機(jī)的效率。 在通風(fēng)機(jī)的出口處避免安裝閥門，、連接風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)管最在通風(fēng)機(jī)的出口處避免安裝閥門，、連接風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)管最好用一段直管。如果受到安裝位置的限制，需要在風(fēng)機(jī)出口好用一段直管。如果受到安裝位置的限制，需要在風(fēng)機(jī)出口處直接安裝彎管時(shí)，彎管的轉(zhuǎn)向應(yīng)與風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一處直接安裝彎管時(shí)，彎管的轉(zhuǎn)向應(yīng)與風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。致。第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程空氣流動(dòng)基本方程 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力空氣流動(dòng)壓力 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力摩擦阻力 第五

32、節(jié)第五節(jié) 局部阻力局部阻力 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布一、水平風(fēng)道通風(fēng)壓力分布 意義：掌握壓力沿程變化情況，有效進(jìn)行通意義：掌握壓力沿程變化情況，有效進(jìn)行通風(fēng)管理。風(fēng)管理。 繪制如下圖的壓力（能量）坡度線。繪制如下圖的壓力（能量）坡度線。風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)全壓全壓靜壓靜壓二、包含非水平風(fēng)道通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓力分布 全壓全壓靜壓靜壓動(dòng)壓動(dòng)壓本章小結(jié)本章小結(jié)第二章 空氣流動(dòng)壓力與阻力 第一節(jié)第一節(jié) 空氣流動(dòng)基本方程（重點(diǎn)）空氣流動(dòng)基本方程（重點(diǎn)） 第二節(jié)第二節(jié) 空氣流動(dòng)壓力（重點(diǎn)）空氣流動(dòng)壓力（重點(diǎn)） 第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速風(fēng)流流態(tài)與風(fēng)道斷面的風(fēng)速 第四節(jié)第四節(jié) 摩擦阻力（重點(diǎn)

33、）摩擦阻力（重點(diǎn)） 第五節(jié)第五節(jié) 局部阻力（重點(diǎn)）局部阻力（重點(diǎn)） 第六節(jié)第六節(jié) 風(fēng)道通風(fēng)壓力分布風(fēng)道通風(fēng)壓力分布 空氣流動(dòng)的壓力和阻力是工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)、測(cè)定及其實(shí)際工程空氣流動(dòng)的壓力和阻力是工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)、測(cè)定及其實(shí)際工程的基礎(chǔ)。本章主要介紹空氣在流動(dòng)過程中的風(fēng)流流動(dòng)基本方的基礎(chǔ)。本章主要介紹空氣在流動(dòng)過程中的風(fēng)流流動(dòng)基本方程、風(fēng)流壓力、通風(fēng)阻力、風(fēng)道壓力分布等內(nèi)容。其中通風(fēng)程、風(fēng)流壓力、通風(fēng)阻力、風(fēng)道壓力分布等內(nèi)容。其中通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。單位體積空氣流動(dòng)的能量方阻力包括摩擦阻力和局部阻力。單位體積空氣流動(dòng)的能量方程物理意義是單位體積空氣在流動(dòng)過程中的能量損失等于兩程物理意義是單位

34、體積空氣在流動(dòng)過程中的能量損失等于兩斷面間的機(jī)械能差。在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中，局部阻力一般按式斷面間的機(jī)械能差。在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中，局部阻力一般按式（2-43）計(jì)算，流動(dòng)處于紊流光滑區(qū)到紊流粗糙區(qū)之間的過）計(jì)算，流動(dòng)處于紊流光滑區(qū)到紊流粗糙區(qū)之間的過渡區(qū)的一般通風(fēng)管道摩擦阻力，主要運(yùn)用線算圖查出比摩阻渡區(qū)的一般通風(fēng)管道摩擦阻力，主要運(yùn)用線算圖查出比摩阻后求得，而表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管內(nèi)和隧道及地下風(fēng)道后求得，而表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管內(nèi)和隧道及地下風(fēng)道等屬于紊流粗糙區(qū)的風(fēng)道摩擦阻力則按式（等屬于紊流粗糙區(qū)的風(fēng)道摩擦阻力則按式（2-41）計(jì)算，風(fēng)）計(jì)算，風(fēng)道壓力分布是能量方程應(yīng)用。道壓力分布是能量方程

35、應(yīng)用。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題 1密度為常數(shù)的定常流體流動(dòng)的風(fēng)流連續(xù)方程及密度為常數(shù)的定常流體流動(dòng)的風(fēng)流連續(xù)方程及其物理意義如何？其物理意義如何？ 2摩擦阻力摩擦阻力hf和摩擦風(fēng)阻和摩擦風(fēng)阻Rf有何區(qū)別？有何區(qū)別？ 3簡(jiǎn)述絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的概念，為什么在通簡(jiǎn)述絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的概念，為什么在通風(fēng)機(jī)出口段通風(fēng)斷面上某點(diǎn)的相對(duì)全壓大于相對(duì)靜風(fēng)機(jī)出口段通風(fēng)斷面上某點(diǎn)的相對(duì)全壓大于相對(duì)靜壓，而在通風(fēng)機(jī)出口段通風(fēng)斷面某點(diǎn)的相對(duì)全壓小壓，而在通風(fēng)機(jī)出口段通風(fēng)斷面某點(diǎn)的相對(duì)全壓小于相對(duì)靜壓？于相對(duì)靜壓？ 4降低通風(fēng)阻力措施有哪些？降低通風(fēng)阻力措施有哪些？ 5財(cái)于不同的雷諾數(shù)的風(fēng)流，其摩擦阻力無因次財(cái)于不同的雷諾數(shù)的風(fēng)流，其摩擦阻力無因次系數(shù)如何？系數(shù)如何？ 6如圖如圖2-18所示的抽出式通風(fēng)筒中某點(diǎn)的所示的抽出式通風(fēng)筒中某點(diǎn)的hi=100 Pa，hVi=150 Pa，風(fēng)筒外與，風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的點(diǎn)同標(biāo)高的P0i=101 332.3 Pa。求：。求：i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓點(diǎn)的絕對(duì)靜壓Pi；i點(diǎn)的相對(duì)全點(diǎn)的相對(duì)全壓壓hti；i點(diǎn)的絕對(duì)全壓點(diǎn)的絕對(duì)全壓pti。 7有一矩形鍍鋅薄鋼板風(fēng)管（有一矩形鍍鋅薄鋼板風(fēng)管（K=0.15 mm），斷），斷面尺寸為面尺寸為500 mm400mm，流量，流量3 000m3/h （0.833m3/