鸿业暖通风管水力计算使用说明.docx

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鸿业暖通风管水力计算使用说明

目 　录

目 　录  1

第1章  风管水力计算使用说明  2

1.1  功能简介  2

1.2  使用说明  3

1.3  注意  8

第2章  分段静压复得法  9

2.1  传统分段静压复得法的缺陷  9

2.2  分段静压复得法的特点  10

2.3  分段静压复得法程序计算步骤  11

2.4  分段静压复得法程序计算例题  11

第1章风管水力计算使用说明

1.1功能简介

命令名称：

FGJS

功 能：

风管水力计算

命令交互：

单击【单线风管】

【水力计算】，弹出【风管水力计算】对话框，如图11所示：

图11风管水力计算对话框

如果主管固定高度值大于0，程序会调整风系统中最长环路的管径的高度为设置值。

如果支管固定高度值大于0，程序会调整风系统中除开最长环路管段外的所有管段的管径的高度为设置值。

控制最不利环路的压力损失的最大值,如果程序算出的最不利环路的阻力损失大于端口余压，程序会提醒用户。

当用户需要从图面上提取数据时，点取搜索分支按钮，根据程序提示选取单线风管。

当成功搜索出图面管道系统后，最长环路按钮可用，单击可以得到最长的管段组。

计算方法

程序提供的三种计算方法，静压复得法、阻力平衡法、假定流速法，可以改变当前的选项卡，就会改变下一步计算所用的方法，而且在标题栏上会有相应的提示。

计算结果

显示包含搜索分支里面选取的管段的一条回路的各个管段数据。

1.2使用说明

1.从图面上提取数据

单击

按钮

ESC返回/请选择要计算的单线风管或双线风管中线的远端:

选取合适的单线风管或者双线风管中线以后，程序返回到主界面。

2.从文件中提取数据（如果是从图面上提取数据则这步可以跳过）

单击

按钮

从打开文件对话框从选取要计算的文件，确定即可。

3.选择要计算的方法，设置好相应的参数

静压复得法：

是最不利环路最末端的分支管（不是从最后一根支管）的风速。

假定末端支管风速。

系统计算过程中，为了达到系统最优的平衡性能，需要迭代计算的次数。

阻力平衡法：

最不利环路的末端管段的出口风速。

4.可选管径规格

图12可选管径规格对话框

程序进行计算时，可以根据用户的设置，在可选管径规格列表中选取合适的管径组合，当用户选择标准模式是，规格列表不允许进行修改，当选取自定义模式时，可以根据用户的需要进行规格列表扩充、修改、删除。

5.如果需要更为详细的设置，可以单击设置按钮，将会出现如下对话框

图13参数设置对话框

下面说明几个关键的参数：

在用阻力平衡法进行初算后如果发现比摩阻偏小，可以适当的增大风管的最大风速，再进行初算，直到满意为止。

将计算后的局阻和沿程阻力乘以相对应的这两个系数，可以作为一个安全系数来用。

6.基本参数设置完后，可以输入每段管段的局阻了，双击计算结果列表框，会出现如下对话框

图14风管数据对话框

在这里可以改变当前选择的管段（标题栏可以看见用户选择的管段）的一些参数，可以改变管段的长度，风管的尺寸（直径或者高宽）的设置，对于初算是无效的，当进行复算时可以根据初算的结果进行调整。

在进行初算之前，添加该段管段的风阀管件的局阻系数，在该列表框中可以单击鼠标右键，会有菜单选项，用户可以根据实际情况进行相应的操作。

7.初算进行完后，如果用户对于算出来的管径（或者高宽）不满意，可以手动输入值，然后进行复算，复算是程序只是根据每段管段的所设定的值，进行校核计算（相对于初算，初算是设计计算）,并不进行管段尺寸的选择计算。

8.如果您对计算的结果满意以后，就可以出EXCEL计算书了，单击EXCEL按钮，程序会自动启动EXCEL（保证机器上要装有EXCEL），用户需要自行进行计算书的保存工作。

9.计算完后，如果您想将计算结果标注在图面上，可以单击标注按钮，如果没有保存当前工作，程序会给予提醒，程序退出后，会自动调用标注命令进行标注。

10.您还可以从帮助中得到一些有用并且关键的提示（每一种方法对应一个帮助）：

图15帮助对话框

11.在进行的过程中单击保存按钮可以随时保存。

1.3注意

利用该程序可以较好的进行风管的设计型计算和校核型计算，对于风管管段尺寸的选择也比较合理，即使个别偏差较大的管段，用户也可以进行手动的校正，解决的在风管水力计算过程中计算烦琐，计算量大的问题。

第2章分段静压复得法

2.1传统分段静压复得法的缺陷

所谓静压复得法，如图2-1所示，其目的是:

通过改变下游处风管的截面积,使风管三通处的静压相等。

根据伯努利方程，可以得到式

（1）这样的表示式

图21静压复得计算法原理示意图

（1）

静压复得计算法实际上就是如何利用式

（1）确定风道的速度,从而确定风道尺寸，原理简单明了，通俗易懂。

但是，静压复得法有几个特点一直未能引起国内外技术界的关注，因此直接影响到这种计算方法使用的效果。

问题一是：

由式

（1）可以看出两个不同的风管的断面之间的空气阻力愈大，两个不同的风管的断面的风速变化也愈大。

如图2所示，如果风道计算从风口后面的风道断面开始（风口和风阀的阻力不能含在管段①阻力中），由于管段①和管段③均存在三通的旁通阻力，因此管段①和②，管段③和④之间的风速就存在明显差别。

假设每个风口的风量均为1000m3/h，风道长度均为5m，计算结果表明，各段风速分别为：

1、2.64、3.03、7.75m/s。

因此为了控制主风道初始段的风速在规范规定的范围内（噪声限制），最不利环路末端的风速将很低。

这个现象也就解释了为什么一直有人认为静压复得法只适合高速风道的缘故。

②

图22静压复得法问题之一

问题二是：

采用静压复得计算法设计的风道,当动压差小于全压损失时,断面逐渐增加的风道从某一管段开始会出现反常的断面缩小的现象

问题三是：

由于利用式

（1）进行计算时是先假设速度v2,然后再求速度v1,但计算1-1和2-2断面之间的全压损失时,需要使用被求的速度值v1,因此必须同时假设一个v1，通过反复试算，直到式

（1）成立，因此在计算相当麻烦。

静压复得法用于手算是不合理的。

如果为了简化计算过程，人为引进静压复得系数就更加不合理了。

2.2分段静压复得法的特点

最不利环路起始计算管段的设定：

最不利环路不是从最末端的分支管开始，而是从最不利环路最后一根支管开始，到风机出口为止，即把最末端的分支管从静压复得算法中去除，明显缩小了风道的尺寸。

局部阻力的计算：

分段静压复得计算过程中对弯头、三通、四通的局部阻力计算，采用了新的拟合公式，计算结果更加准确，但是由于计算过程中需要不断迭代计算，所有采用程序计算能减少不少工作量。

风系统平衡性能：

采用改进的静压复得计算法可以获得极佳的风道平衡率，通过反复计算可以使得在一个管路布置良好的风系统中，所有的风道支管的不平衡率趋于零。

2.3分段静压复得法程序计算步骤

●绘制风管单线或双线平面图；

●从平面图上提取枝状风系统风道数据，并建立与之对应的枝状数据结构；

●对于不同的风系统，计算开始之前程序无法准确的判断出最不利环路，最初假设最长环路为最不利环路进行计算；

●对于最不利环路的计算，是从最末端的分支管开始计算（不是从最后一根支管开始），根据假定的干管末端风速，利用静压复得原理（上游管段与下游管段的动压损失＝上游管段和下游管段的全压损失），逐步计算出最不利环路的其他管道管径；

●确定最不利环路管径后，循环对所有最不利环路上的分支管路进行计算；

●分支管路的计算，根据最不利环路的计算结果，可以确定分支管路的资用压力，根据资用压力，逐步调整分支管路的各段管径，使得分支管路的阻力损失最接近资用压力，这样就使得分支环路的不平衡率达到最优状态；

●如果分支管路上还有分支管路，可以按照上述步骤递归计算确定；

●对所有分支管路计算完成以后，整个系统的管路就初步确定了，因为之前是假设的最长环路为最不利环路进行计算的，管路初步确定以后，系统真正的最不利环路也就可以确定了，所以为了使整个系统达到更好的平衡性能，根据设置的系统平衡迭代次数重复对整个系统重新确定管径；

●程序确定管径以后，系统的不平衡率已经进行过优化，用户还可以进行人工干预，可以手工改变某些管段管径，进行复算，可以手工干预系统的平衡性能；

●系统计算完成后，可以生成水力计算Excel计算书，后续还可以自动进行风管单线变双线和材料统计的操作。

2.4分段静压复得法程序计算例题

风口风量均为500m^3/h，总风量为15000m^3/h。

图23风管单线平面图

进行图面数据提取操作，提取后的结果入下图：

图24从图面提取的风管数据

设定计算参数：

图25静压复得法参数设置

1.先假设干管末端出口风速为5m/s，出口风速为3m/s，系统平衡计算迭代次数为1。

经过计算后，系统最不利环路为：

012343742 

环路的阻力损失：

167.36Pa

系统最不平衡环路为：

01219202122

环路的阻力损失：

146.43Pa不平衡率为：

（167.36-146.43）/167.36=0.13

图26静压复得法计算结果

2.我们再增加系统平衡迭代次数参数为5次，其他假设条件不变：

经过计算后，系统最不利环路为：

01101117

环路的阻力损失：

126.41Pa

系统最不平衡环路为：

01219202122

环路的阻力损失：

117.75Pa不平衡率为：

（126.41-117.75）/126.41=0.07

这样系统就达到较好的平衡性能。

图27静压复得法计算结果

14.为了使风系统管道更加美观，可以假定主管和支管的固定高度，假定主管固定高度为320，支管固定高度为250，在这种假设情况下，系统不平衡性能要做出一些牺牲。

图28静压复得法计算结果

经过计算后，系统最不利环路为：

012343742

环路的阻力损失：

173.68Pa

系统最不平衡环路为：

01219202122

环路的阻力损失：

151.39Pa不平衡率为：

（173.68-151.39）/173.68=0.13

15.与假定流速法的比较

图29假定流速法参数设置

假定流速发法设定参数如上。

经过计算后，系统最不利环路：

012345647

环路的阻力损失：

128.76Pa

系统最不平衡环路为：

011015

环路的阻力损失：

93.11Pa不平衡率为：

（128.76-93.11）/128.76=0.28

图210假定流速法计算结果

所以与分段静压复得法计算出的最佳不平衡率0.07还是有不少差距。