1、風(fēng)管管件損失計(jì)算,1,風(fēng)管系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速,風(fēng)管風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)分為低速與高速兩種，風(fēng)速在15m/s以下屬低速風(fēng)管，以上則為高速風(fēng)管。前者用于大樓之通風(fēng)及空調(diào)，后者則應(yīng)用于工業(yè)及生產(chǎn)作業(yè)方面。風(fēng)速之大小與風(fēng)管之噪音、震動(dòng)、及成本均有相當(dāng)大的關(guān)系。而風(fēng)管出口及吸氣口之風(fēng)速亦會(huì)影人體之舒適與安寧。,2,低速風(fēng)管之風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn),3,高速風(fēng)管內(nèi)之風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn),4,風(fēng)機(jī)出風(fēng)口及吸風(fēng)口之風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn),5,風(fēng)管材料,制造風(fēng)管之材料通常多為黑鐵鋅或鍍鋅鐵板。后者耐銹蝕，使用較為普遍。設(shè)計(jì)上亦有采用鋁板者，但價(jià)格較高，故仍少見。工場(chǎng)類之建筑中，其排風(fēng)及回風(fēng)亦有采用混凝土結(jié)構(gòu)者，但大多建于地下。有關(guān)圓形風(fēng)管使用鐵板之厚度及號(hào) 如下列所視

2、,6,圓形低速風(fēng)管使用之鐵板標(biāo)準(zhǔn),7,圓形高速風(fēng)管使用之鐵板標(biāo)準(zhǔn),8,矩形低速風(fēng)管使用之鐵板標(biāo)準(zhǔn),9,矩形高速風(fēng)管使用之鐵板標(biāo)準(zhǔn),10,矩形低速風(fēng)管使用之鋁板標(biāo)準(zhǔn),11,風(fēng)管接合用法蘭(Flange),12,圓形風(fēng)管之吊架標(biāo)準(zhǔn),13,矩形風(fēng)管之支(吊)架標(biāo)準(zhǔn),14,管路中之損失,在管路中，要使空氣流體經(jīng)過管路，必須克服相當(dāng)?shù)淖枇?，這阻力以壓力表示，可分為管路直線部份之損失及局部彎管、分岐管、網(wǎng)關(guān)等之壓力損失，其主要原因包括來自： (1)摩擦 (2)彎曲 (3)分岐或匯合 (4)斷面積或形狀之變化 在管道中亦有許多存在之障礙物，均會(huì)造成管流之阻力，這些項(xiàng)目包括： (1)風(fēng)量控制器 (2)阻水板

3、(3)空氣過濾器 (4)加熱器或冷卻器 (5)測(cè)量及控制儀器 (6)防火活門,15,靜壓與動(dòng)壓之損失,送風(fēng)設(shè)備所產(chǎn)生之阻力可分為動(dòng)與靜兩種。與風(fēng)速平方成比例變化的是動(dòng)阻力，與風(fēng)速無關(guān)的靜阻力。動(dòng)阻力與靜阻力合成即為為送風(fēng)系統(tǒng)之全阻力。若管路中有存在靜壓存在，則全壓亦須包括達(dá)到靜壓所需之壓力。氣流在風(fēng)管內(nèi)所損失之壓力可用下式表示： PT = PL + PD 式中，PT為全部壓損，PL為管長(zhǎng)之壓損，而PD則為各種彎管、分岐管、閘門等之壓損。 前文已述，動(dòng)壓與風(fēng)速間有一個(gè)確定的關(guān)系。就空氣而言， 其關(guān)系如下式： Pv = V2/2g x = V2/16.3 = ( V/4.03 ) 2 mmAq 式

4、中，V的單位為 m/s。,16,直線風(fēng)管之阻力損失,17,矩形風(fēng)管之換算,若想換算成同樣單位阻力之矩形風(fēng)管時(shí)，可利用下式換算之：,a、b分別為矩形風(fēng)管之寬與高。其值亦可利用圓形面積與矩形面積相等之方式進(jìn)行粗略估計(jì)。矩形風(fēng)管外圍寬與高之比又稱為縱橫比(Aspect Ratio)，此值最高可為8:1。但自1:1至8:1時(shí)，鐵板面積要增加70%，其重量亦會(huì)增加3.5倍。故設(shè)計(jì)風(fēng)管時(shí)，除非特殊情況，此比值應(yīng)愈趨近1:1時(shí)為佳，以節(jié)省其制造與安裝成本。,18,風(fēng)管局部管道之阻力,一個(gè)完整的風(fēng)管系統(tǒng)中，除風(fēng)管本身外，尚有直管,彎管、分岐管閘門(damper)大小頭,三通管,等其它組件。此部份因形狀之改變會(huì)

5、使風(fēng)道產(chǎn)生渦流，并消耗部份能量。在這部份所產(chǎn)生之摩擦及壓力損失，統(tǒng)稱為局部管道之阻力，其計(jì)算方式如下：,19,風(fēng)管局部管道之阻力,局部管道之損失也可以換算為等長(zhǎng)管所造成之損失，以簡(jiǎn)化計(jì)算全系統(tǒng)風(fēng)管阻力之過程。亦即：,等效長(zhǎng)度與直徑之比,若局部管道為矩形風(fēng)管，則L/d可改以L/a代替，其中a為矩形風(fēng)管之長(zhǎng)邊。,20,風(fēng)管局部阻力系矩形彎管(90度),21,矩形角管(90度),22,矩形彎管(整流片),23,矩形彎管附小型整流片,24,圓型彎管,25,圓形管接制彎管,26,急擴(kuò)大管,27,急縮小管,28,漸大管,29,漸小管,30,變形 14=0.15,31,圓形管三通管,32,圓形管三通管(支管

6、鉗形縮小),33,分流(支斜管) 45度角,34,矩形風(fēng)管分岐管,35,矩形風(fēng)管合流,36,金屬網(wǎng),37,管內(nèi)氣孔,38,管出口(漸擴(kuò)大形),39,多孔型出風(fēng)口,40,風(fēng)管設(shè)計(jì)實(shí)例,風(fēng)管之設(shè)計(jì)方法有：減速法(Relocity reduction)、定阻法(Equal Friction)、靜壓重獲法(Static pressure regain, SPR)等三種，減速法設(shè)計(jì)時(shí)較難獲得準(zhǔn)確的答案，故較少人采用。目前僅介紹定阻法。,41,工廠之風(fēng)管布置圖為例。經(jīng)過風(fēng)機(jī)之后，總風(fēng)量為18000m3/h，經(jīng)過A點(diǎn)后分出兩條管路，主管維持10,800 m3/h，支管則為7,200 m3/h。共有B、C、D

7、、E、F等五個(gè)點(diǎn)出口，每個(gè)出口之風(fēng)量為3,600 m3/h。,(1)決定風(fēng)速：由表6.1中先選定風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。就工廠之環(huán)境而言，其標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為6-9m/s。茲以最大值9m/s作為此次設(shè)計(jì)之風(fēng)管風(fēng)速。 (2)主管部份之損失：在18,000 m3/h之風(fēng)量下，若以風(fēng)速9m/s為基準(zhǔn)，由圖6.1可知，主管之損失率每米為0.092mmAq，設(shè)本例以0.1 mmAq/m為損失標(biāo)準(zhǔn)。 (3)求ZA間之直徑：Q=18,000 m3/h，R=0.1 mmAq/m時(shí)，覆由圖6.1得其直徑為83cm，修正后其風(fēng)速變?yōu)?.3 m/s，應(yīng)屬合理之范圍內(nèi)。 (4)直徑83 cm為圓管，但風(fēng)管仍以矩形管為多，若換算為矩形管，則

8、可由表6.13b中查出接近于76x76之尺寸。若以此為主風(fēng)管之口徑，則風(fēng)速將變?yōu)?.7 m/s，更適合標(biāo)準(zhǔn)范圍。 (5)重復(fù)第(3)及第(4)項(xiàng)，可以求出AB、BE、CD、AE、EF等區(qū)段之直徑、矩形尺寸及其相對(duì)應(yīng)之風(fēng)速(如表6.14)。 在ZD間，A處之分岐管及CD間之90度彎管，均會(huì)產(chǎn)生損失。A處之詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖6.6。,42,風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)之?dāng)?shù)據(jù),43,分岐管之設(shè)計(jì),44,空氣由A處流向BC方向時(shí)，其阻力可以不計(jì)。CD間之彎管則由第1例可以先查出H/W=1.0，r/W=1.5(假設(shè)值)時(shí)，其L/W=4.5。故等效長(zhǎng)度應(yīng)為 L = 4.5 x 0.40 = 1.8 m 故ZD間之風(fēng)管總長(zhǎng)度應(yīng)為

9、： ( 5 + 10 + 10 + 10) + 1.8 = 36.8 m 己知 R =0.1 mmAq/m，故其阻力應(yīng)為： 0.10 /m x 36.8 m = 3.7 mmAq (AD部份) (7)AEF部份：AEF部份由A處之分岐管、AE間之90度彎管及直管長(zhǎng)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 (8.7/4.05)2 =3.0 mmAq 故AEF間之直管及曲管合并，其壓損失為： (10 + 5 + 10 + 4.5 x 0.54) x 0.10 = 2.75mmAq AEF之總阻力為 3.0 + 2.75 = 5.75 mmAq (8)由(6)與(7)之結(jié)果得知：AF之阻力損失大于AD，所以采用AF之阻力值計(jì)算。AF再加上ZA間之阻力損失2.0mm，即等于全部風(fēng)管阻力為7.75 mmAq (約7.8mm)。 (9)風(fēng)管外尚需加入空氣過濾器10mmAq及出風(fēng)口之壓損5 mmAq，故全部送風(fēng)系統(tǒng)之損失為： PT = 7.8 + 10 + 5 = 22.8 mmAq (10)但風(fēng)機(jī)之選擇大多按靜壓計(jì)算。送風(fēng)機(jī)之排出口風(fēng)速為11m/s，則所需之靜壓為： PS