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管道阻力的基本计算方法
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　　摩擦阻力系数λ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υ为风管内空气流速。
 
表5—3 管壁粗糙度修正系数
 
　　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：
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式中 Z——局部阻力，Pa；
　　 ξ——局部阻力系数，见表5—4；
　　 υ——空气流速，m／s；
　　 ρ—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
 
 
　　下面通过分析几种常见管件产生局部阻力的原因，提出减
少局部阻力的办法。
　　1．三通
　　图5—4为一合流三通中气流的流动情况。流速不同的1、2两股气流在汇合时发生碰撞，以及气流速度改变时形成涡流是产生局部阻力的原因。三通局部阻力的大小与分支管中心夹角、三通断面形状、支管与总管的面积比和流量比(即流速比)有关。
 
图5—4 合流三通中气流流动状态
 
　　为了减少三通局部阻力，分支管中心夹角。应该取得小一些，一般不超过30°。只有在安装条件限制或为了平衡阻力的情况下，才用较大的夹角，但在任何情况下，都不宜做成垂直的“T”形三通。为了避免出现引射现象，应尽可能使总管和分支管的气流速度相等，即按υ3＝υ1=υ2来确定总管和分支管的断面积。这样，风管断面积的关系为：F3＝F1+F2。
　　2．弯头
　　当气流流过弯头时(见图5—5)，由于气流与管壁的冲击，产生了涡流区Ⅰ；又由于气流的惯性，使边界层脱离内壁，产生了涡流区Ⅱ。两个涡流区的存在，使管道中心处的气流速度要比管壁附近大，因而产生了旋转气流。涡流区的产生和气流的旋转都是造成局部阻力的原因。
 
图5—5 弯头中气流流动状况
 
　　实验证明，增大曲率半径可以使弯头内的涡流区和旋转运动减弱。但是弯头的曲率半径也不宜太大，以免占用的空间过大，一般取曲率半径R等于弯头直径的1～2倍。在任何情况下，都不宜采用90°的“Г”形直角弯头。
　　3．渐缩或渐扩管
　　渐缩或渐扩管的局部阻力是由于气流流经管件时，断面和流速发生变化，使气流脱离管壁，形成涡流区而造成的。图5—6是渐扩管中气流的流动状况，
 
图5—6 渐扩管中气流流动状况
 
　　实验证明，渐缩或渐扩管中心角。越大，涡流区越大，能量损失也越大。为了减少渐缩、渐扩管的局部阻力，必须减小中心角α，缓和流速分布的变化，使涡流区范围缩小。通常中心角。不宜超过45°。
 
　　三、系统阻力
　　整个通风除尘系统的阻力称为系统阻力，它包括吸尘罩阻力、风管阻力、除尘器阻力和出口动压损失4部分。
 
　　四、通风管道的压力分布
　　图5—7所示为一简单通风系统，其中没有管件、吸尘罩和除尘器，假定空气在进口A和出口C处局部阻力很小，可以忽略不计，系统仅有摩擦阻力。
 
图5—7 仅有摩擦阻力的风管压力分布
 
　　按下列步骤可以说明该风管压力分布。
　　(1)定出风管中各点的压力。风机开动后，空气由静止状态变为运动状态。因为风管断面不变，所以各点(断面)的空气流速相等，即动压相等。各点的动压分布分别为：
　　[点A]
　　[点B]
　　全压 空气从点A流至点月时要克服风管的摩擦阻力，所以点B的全压(即风机吸入口的全压)为：
式中 Rm——风管单位长度摩擦阻力，Pa／m；
　　 l1——从点A至点B的风管长度，m。
　　由式(5—1