应用形状系数法计算矩形风管比摩阻
暖通空调HV&AC 2010年第40卷第12期 设计参考#43#
应用形状系数法计算矩形风管比摩阻
同济大学 刘传聚m
Calculation of specific frictional resistance of rectangular ducts using shape factor method
B y Liu Chuanju
n Tongji U nivers ity, S hanghai, China
¹
n
通风管单位长度摩擦阻力(简称比摩阻) 的计算表(或线算图) 只适用于计算圆形风管的比摩阻, 为利用该计算表(或线算图) 求矩形风管的比摩阻, 通常需要先把矩形风管的断面尺寸折算成相当的圆形风管的直径, 即折算为当量直径, 再由当量直径从圆形风管比摩阻计算表(或线算图) 上查得矩形风管的比摩阻。
所谓当量直径, 就是与矩形风管有相同比摩阻的圆形风管的直径。当量直径又分为流速当量直径D V 和流量当量直径D L 两种。
(a +b) 0. 625
D L =
(a +b) 0. 25
D V =
式(1) , (2) 中 a, b 为矩形风管的边长, m 。必须注意, 采用流速当量直径时, 要用矩形风管的流速去查计算表; 采用流量当量直径时, 要用矩形风管的流量去查计算表。
关于矩形风管比摩阻的计算, 除上述的当量直径法以外, 还可以采用形状系数法计算。
设矩形风管的边长比n =a/b, 且使n \1, 则矩形风管的形状系数m 可按下式
m =0. 495(1+n)
[3]
[2-3][1]
尺寸的矩形风管时, R c 是定值, 不必重复查计算表, 只要重新查形状系数m 即可。
比较式(1) ~(3) 可知, 式(1) 的计算最简单, 式(2) , (3) 的计算都较复杂。在实际的工程设计计算时, 大都习惯采用流速当量直径法, 而忽视了选择不同的a, b 组合时, 重复计算的繁简不同。
为了在工程设计中推广使用形状系数法, 笔者将式(3) 简化为如下的直线方程:
m =1. 03+0. 117n (4)
式(4) 的计算结果与式(3) 的相对误差, 在n [3. 5范围内为1%左右; 在3. 5
这样, 用式(4) 计算矩形风管形状系数比用式(1) , (2) 计算当量直径要方便许多。
不过, 需要指出的是, 计算式(3) 并未考虑Colebr ook 公式中K 存在的复杂关系, 并且式(4) 在式(3) 的基础上又作了简化。本文中给出的这种工程近似造成的误差是可以接受的。参考文献:
[1] 孙一坚. 工业通风[M ].3版. 北京:中国建筑工业出
版社, 2009
[2] 刘传聚. 一种新的非圆形截面风管摩阻计算方法[J].
同济大学学报, 1990, 18(3)
[3] 刘传聚. 关于非圆形风管摩阻的形状系数法[J].暖通
空调, 1992, 22(4)
(1) (2)
计算:n
(3)
1. 23-0. 615
根据矩形风管的风量及风速查上述计算表得到比摩阻R c , 再乘以形状系数m , 即可得到矩形风管的比摩阻R 。
为了简化计算过程, 文献[3]还将式(3) 的计算结果列成表格供查用。
用形状系数法计算矩形风管的比摩阻, 方法简便。这一计算方法用于设计计算时更能显出其优, ¹
m 刘传聚, 男, 1942年8月生, 大学, 教授
200092上海市四平路1239号同济大学机械学院暖通空调
研究所
(021) 65981786E -mail:cliu987@163. com 收稿日期:2010-04-19:2010-