直流式通风系统课程设计Word下载.docx

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1.2设计概况

1.3设计题目

第二章风道设计

2.1风道设计的原则

2.2风道设计的基本任务

2.3沿程压力损失的基本计算公式

2.4局部压力损失的基本计算公式

第三章风道设计计算的方法与步骤

3.1风道水力计算方法

3.1.1假定流速法

3.2风道水力计算步骤

第四章管道计算

第五章通风机选择

1.1选题意义

众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。

由于供电频率不能改变，传统的定频空调的压缩机转速基本不变，依靠不断地“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一关之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。

而与之相比的“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速，依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度得到较大提高。

运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要温度，并在低转速、低能消耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

直流变频压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：

定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。

可以通过改变送给电机的直流电压来改变电机的转速，直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点，直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。

直流式空调由室外引入新风，经过温湿度处理，送入室内，由于室内的环境，这部分的空气，温湿度发生变化，不能满足室内环境的要求，再把这部分空气排出室内。

直流式空调系统，已知每个风口的风量为1500m3/h，空气处理装置的阻力（过滤器50Pa，表冷器150Pa，加热器70Pa，空气进出口及箱体内附加阻力35Pa）为305Pa；

空调房间内的正压为10Pa，管道材料为镀锌钢板。

设计风道尺寸并计算选择通风机。

图1某直流式空调系统

2.1风道设计的原则

进行风道设计时应统筹考虑经济、实用两条基本原则。

1．确定风管的断面形状，选择风管的断面尺寸。

2．计算风管内的压力损失，最终确定风管的断面尺寸，并选择合适的通风机。

风管的压力损失∆P由沿程压力损失∆Py和局部压力损失∆Pj两部分组成：

∆P=∆Py+∆Pj（Pa）

沿程压力损失是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，又称为摩擦阻力损失。

长度为l（m）的风管沿程压力损失可按下式计算：

∆Py=∆pyl（Pa）

∆py—单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损失，Pa/m。

∆py=λ/de×

υ2ρ/2（Pa）

式中ρ—空气密度，标准状况下ρ=1.2kg/m3；

υ—风管内空气的平均流速，m/s；

de—风管的当量直径，m，

圆形风管的当量直径de=d，d为风管直径；

矩形风管的当量直径de=2ab/（a+b），a、b分别为矩形风管的两个边长；

λ—摩擦阻力系数:

1/√λ=-2log（K/3.71de+2.51/Re√λ）

式中K—风管内壁的当量绝对粗糙度，各种材料的粗糙度如下表:

8-2各种材料的粗糙度表

风管材料

粗糙度（mm）

薄钢板或镀锌薄钢板

塑料板

矿渣石膏板

矿渣混凝土板

胶合板

砖砌体

混凝土

木板

0.15~0.18

0.01~0.05

1.0

1.5

3~6

1~3

0.2~1.0

根据题目选择粗糙度为0.15-0.18的镀锌钢板

Re—雷诺数：

Re=υde/ν

ν—空气的运动粘度，标准状况下，ν=15.06×

10-6m2/s。

局部压力损失∆Pj是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流而造成比较集中的能量损失。

风管的局部压力损失计算公式如下：

∆Pj=ζ×

υ2ρ/2（Pa）

式中ζ—局部阻力系数；

υ—ζ与之对应的断面流速。

影响局部阻力系数ζ的主要因素有：

管件形状、壁面粗糙度以及雷诺数。

附录1中载有各种各样管件的局部阻力系数ζ计算表，可供设计时选用。

第三章风道设计计算的方法与步骤

3.1．风道水力计算方法

风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。

风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。

对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用静压复得法。

3.1.1．假定流速法

假定流速法也称为比摩阻法。

这种方法是以风道内空气流速作为控制因素，先按技术经济要求选定风管的风速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。

这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。

以假定流速法为例：

1．确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。

2．在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。

管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。

3．选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多的环路。

4．选择合理的空气流速。

风管内的空气流速可按附表2、附表3确定。

4.1．风道压力损失估算法

对于一般的空调系统，风道压力损失值可按下式估算

∆P=∆pyl（1+k）+∑∆ps（Pa）（6—8）

式中∆py—单位管长沿程压力损失，即单位管长摩擦阻力损失，Pa/m。

l—最不利环路总长度，即到最远送风口的送风管总长度加上到最远回风口的回风管总长度，m。

k—局部压力损失与沿程压力损失之比值：

弯头、三通等局部管件比较少时，取k=1.0~1.2；

弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k=3.0~5.0。

∑∆ps—考虑到空气通过过滤器、喷水室（或表冷器）、加热器等空调装置的压力损失之和。

表6—5给出了为空调系统推荐的送风机静压值，可供估算时参考：

送风机静压参考值表6—5

空调系统类别

风机静压值（Pa）

小型空调系统（空调服务面积300m2以内）

中型空调系统（空调服务面积2000m2以内）

大型空调系统（空调服务面积大于2000m2）

高速送风系统（空调服务面积2000m2以内）

高速送风系统（空调服务面积大于2000m2）

400~500

600~750

650~1000

1000~1500

1500~2500

小型通风系统

一般通风系统

100~250

300~400

5.1通风机分类

由于通风机的工作压力较低，其全压不大于1500mmH2O,因此可以忽略气体的压缩性。

设计条件下，风机额定压力范围为98Pa

14710Pa（1500mmH2O）。

一般风机均指通风机而言，也是本设计所论述的风机。

通风机是应用最为广泛的风机。

空气污染治理、通风、空调等工程大多采用此类风机。

通风机通常也按工作压力进行分类。

低压风机

980Pa（100mmH2O）

离心式风机中压风机980Pa

2942Pa（300mmH2O）

高压风机2942Pa

14710Pa（1500mmH2O）

通风机

低压风机

490Pa（50mmH2O）

轴流式风机

高压风机490Pa

4900Pa（500mmH2O）