第二章空气流动基本理论优质课件

*,Anhui University of Technology,建筑工程学院,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,第二章空气流动基本理论,第二章空气流动基本理论,1,优选第二章空气流动基本理论,优选第二章空气流动基本理论,2,本章主要内容框架,风压计算及测试,通风基础理论,干湿空气密度计算,连续方程及风速测定,能量方程及应用,通风阻力及计算,3,本章主要内容框架风压计算及测试通风基础理论干湿空气密度计算连,通风基础理论,本部分主要讨论以下问题,1、干、湿空气密度的计算；,2、风压(静压、动压和全压)的计算及测定；,3、通风连续方程及其应用；,4、通风风流型式、风流结构及风速分布与风速测定；,5、通风能量方程及其应用；,6、（通风阻力及其计算）。,4,通风基础理论本部分主要讨论以下问题4,第二章,空气流动基础理论,2.1,通风空气参数,2.2,风流流动特性,2.3,空气流动过程的基本方程,2.4,风流参数的测定,2.5,通风阻力及计算,5,第二章 空气流动基础理论2.1 通风空气参数2.2,一、干、湿空气密度的计算,密度定义式单位体积空气所具有的质量。kg/m3 ， 用符号表示,式中 M空气的质量，kg；,V空气的体积，m3。,空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。,实际空气密度计算式由气态方程求得。,2.1,通风空气参数,6,一、干、湿空气密度的计算密度定义式单位体积空气所具有的质量。,一、干、湿空气密度的计算,气态方程,式中干空气实际密度，kg/m3；,0标准状态干空气的密度，kg/m3；,P、P0分别为实际状态及标准状态下的空气 压力，千帕（kpa）；,T、T0分别为实际状态及标准状态下空气的热力学温度，K。,7,一、干、湿空气密度的计算气态方程7,一、干、湿空气密度的计算,标准状态T0=273K，P0=101.3kPa,干空气密度0=1.293 kg/m3。干空气密度计算式,！注意！式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t, t为空气的摄氏温度（）。,8,一、干、湿空气密度的计算标准状态,5 通风阻力及计算-局部阻力,二、空气压力动压，全压,绝对静压和相对静压的关系,1、2流道1、2断面的空气密度，kg/m3。,2、风压(静压、动压和全压)的计算及测定；,流体运动所具有的能量包括内能U和机械能E，而机械能包括流体的静压能P，动压能2/2和位势能Zg，即,一、干、湿空气密度的计算,q流体与外界交换的热量；,5 通风阻力及计算-局部阻力,不同标高静压计算流体力学欧拉方程:,R空气的气体常数，R=287J/kgK。,压力传感器型直读压力计,R空气的气体常数，R=287J/kgK。,非圆流道用等效直径 De=4S/Px 取代直径D 。,=g（1+ F2/F1）h2,式中 M空气的质量，kg；,和摩擦阻力类似，局部阻力hl一般也用动压的倍数来表示,非圆流道用等效直径 De=4S/Px 取代直径D 。,一、干、湿空气密度的计算,湿空气湿空气压力等于干空气分压与水蒸汽分压之和。,干空气,P,水蒸汽,干空气,湿空气,P,干空气,Pd,Ps,道尔顿分压定律,:,P=Pd+Ps, Ps=Pb,9,5 通风阻力及计算-局部阻力一、干、湿空气密度的计算湿空气,一、干、湿空气密度的计算,根据道尔顿分压定律即可推导出湿空气密度计算式,式中 w 湿空气密度, kg/m3；,空气相对湿度，%；,Pb饱和水蒸汽压力，kPa,10,一、干、湿空气密度的计算根据道尔顿分压定律即可推导出湿空气密,二、空气压力,静压,风压通风中空气压力也叫风流压力（简称为风压），它是表示运动空气所具有的能量, 它包括静压、动压和全压。,静压气体分子对容器壁所施加的压力。,基本性质静压总是垂直并指向作用面；静压各向同值。,表示形式绝对静压以绝对零压作为基准的静压, 用Pk表示；相对静压以当地大气压力为基准的静压, 用Pr表示。,11,二、空气压力静压风压通风中空气压力也叫风流压力（简称为风压,二、空气压力,静压,绝对静压和相对静压的关系,关系式: r = k 0,绝对真空,当地大气压,P,k,P,r,P,0,12,二、空气压力静压绝对静压和相对静压的关系绝对真空当地大气压,二、,空气压力,静压,不同标高静压计算流体力学欧拉方程:,dp =g dz,积分即得静压计算式 P =P0 g z,式中z相对于基准的高度, m；,p0z = 0基准处的空气静压,Pa( N/m2)；,p 高度为z处的空气静压，Pa(N/m2)；,空气密度，kg/m3 ；,g重力加速度，m/s2。,13,二、空气压力静压不同标高静压计算流体力学欧拉方程:,二、,空气压力,静压,可压缩空气近似按等温过程处理，即多变指数n=1，由气态方程（P=RT）和欧拉方程得,式中 T空气的热力学温度，K；,R空气的气体常数，R=287J/kgK。,简化计算式展开成级数，略去高阶小项。,14,二、空气压力静压 可压缩空气近似按等温过程处理，即多变指数,二、,空气压力,动压，全压,动压,动压单位体积风流运动所具有的动能。它恒为正，具有方向性，它的方向就是风流运动的方向。单位体积空气的质量为（kg/m3），风流速度为(m/s)，由动能公式即得风流动压Hu(Pa)计算式,Hu =2/ 2,全压,全压Pt等于静压Ps与动压Hu之和，即,Pt = Ps + Hu,15,二、空气压力动压，全压动压15,此式就是完全湍流(进入阻力平方区)下的摩擦阻力定律。,轻便型磁感风向风速表,式中 w 湿空气密度, kg/m3；,Ri第I个测点圆环半径，m；,X离射流极点的距离。,用渐缩或渐扩风道代替突然缩小或突然扩大,对上式， 令,（1）选用断面周长较小的风道。,式中 T空气的热力学温度，K；,另一方面（外因）是固体壁面对流体流动的阻碍作用，故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小、壁面粗糙度有关。,式中 T空气的热力学温度，K；,1、2流道1、2断面的空气密度，kg/m3。,轻便型磁感风向风速表,用当量直径de=4S/U代替d，代入阻力通式，则得到湍流状态下风道的摩擦阻力计算式,非圆流道用等效直径 De=4S/Px 取代直径D 。,5 通风阻力及计算-局部阻力,水平管道，进口与出口均为大气压时，风机风压H与风流阻力h12之间的计算式,二、空气压力动压，全压,R = X tg(/2) = 3.,第二章 空气流动基础理论,二、空气压力,动压、静压、全压关系,16,此式就是完全湍流(进入阻力平方区)下的摩擦阻力定律。二、空气,二、空气压力,动压、静压、全压关系,17,二、空气压力动压、静压、全压关系17,二、空气压力,单位,空气压力的国际单位为帕（,Pa,）、牛顿,/,米,2,（,N/m,2,）。,1Pa=1 N/m,2,。我国法定计量单位制规定，空气压力（压强）的单位为帕。帕（,Pa,）单位比较小，还可用百帕（,hPa,）、千帕（,kPa,）表示,1hPa=100Pa,；,1kPa=1000Pa,。,18,二、空气压力单位空气压力的国际单位为帕（Pa）、牛顿/米2,三、粘 度,粘度表示空气粘性大小的指标，分为动力粘度和运动粘度。,动力粘度一般用表示, 其单位为NS/m2 (Pas), 受气温影响, 与压力无关。,运动粘度一般用表示，其单位为m2 /s，受温度和压力影响。,与之间的关系=/，其中为空气的密度（kg/m3）。计算中, 和可直接通过查表获得。,19,三、粘 度粘度表示空气粘性大小的指标，分为动力粘度和运,流态判据雷诺数Re，当Re2300时为紊流，反之为层流。Re值计算式,m流道流体平均速度，m/s;,空气运动粘度，m2/s;,D流道直径，m。,非圆流道用等效直径 De=4S/Px 取代直径D 。其中S为流道的断面积（m2），Px为流道断面周长（m）。,一、 风流流态,2.2,风流流动特性,20,流态判据雷诺数Re，当Re2300时为紊流，反之为层流。R,二、风流型式及风速,管道的体积风量,Q=s ui ds,ui管道横断面上任一点的风速，m/s;,S管道横断面积，m2;,Q管道横断面上通过的体积风量，m3/s。,21,二、风流型式及风速管道的体积风量21,二、风流型式及风速,射流,分为自由射流和有限射流,22,二、风流型式及风速射流分为自由射流和有限射流22,二、风流型式及风速,射流,自由射流风流结构主要参数: 扩张角和射流边界层宽度R, 它们的计算式为:,tg(/2)=3.4a,R = X tg(/2) = 3.4 a X,a射流风流结构系数, 圆管a = 0.060.08 ;,X离射流极点的距离。,射流体风速分布,un射流体轴线的风速，m/s;,ur射流体内距轴线r距离处的风速,m/s。,23,二、风流型式及风速射流自由射流风流结构主要参数: 扩张角,二、风流型式及风速,汇流,分自由汇流(如空间点汇)和有限汇流(如实际风管、吸气罩入口的汇流)。空间点汇风速计算,Q汇流体积风量，m3/s；,r距点汇的距离，m；,rr点处的风速，m/s。,风速与距离r的平方成反比, 即距离增大, 风速急剧降低。,r,24,二、风流型式及风速汇流分自由汇流(如空间点汇)和有限汇流(,一、连续方程计算,流体力学连续方程:,一维流道,s u ds = 常数,稳定一维流动，流经流道各断面的空气质量相等。,平均速度Um,2.3,空气流动过程的基本方程,25,一、连续方程计算 流体力学连续方程:2.3 空气流动过程,一、连续方程计算,一维流道风流质量连续方程,Um1S11=Um2S22,式中 Um1、Um2流道1、2断面的平均风速，m/s；,S1、S2流道1、2断面的断面积，m2；,1、2流道1、2断面的空气密度，kg/m3。,等密度即1=2时,Um1S1 = Um2S2,26,一、连续方程,一、连续方程计算,多支管道连续方程,节点分析法原理流入、流出节点的质量流量的代数和为零。,式中下标i表示节点处的第i分支；,n表示节点处总的分支数；,“”表示风流的流动方向。,27,一、连续方程计算多支管道连续方程27,二、能量方程,能量方程是风流运动中能量守恒的数学表达式。,流体运动所具有的能量包括,内能,U,和,机械能,E,，而机械能包括流体的静压能,P,，动压能,2,/2,和位势能,Zg,，即,E = P + Zg +,2,/2,如图所示的流体微束，流体从断面,1,运动到断面,2,的过程，由于与外界发生热交换及对外界做功，其能量就要发生变化。,28,二、能量方程能量方程是风流运动中能量守恒的数学表达式。28,一、干、湿空气密度的计算,R = X tg(/2) = 3.,当空气沿风道运动时，由于风流的粘性和惯性以及风道壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。,（3）保证有足够大的风道断面，可减小通风阻力和能耗，应尽量采用经济断面。,Rff ( ,S,U,L) 。,p 高度为z处的空气静压，Pa(N/m2)；,其中壁面粗糙度的影响通过值来反映。,则不可压缩流体绝热、等温的稳定流动过程的能量方程为,n表示节点处总的分支数；,二、空气压力动压，全压,在此区段内，管内流动虽然都已处于湍流状态(Re4000)，但在一定的雷诺数下，当层流边层的厚度大于管道的绝对粗糙度K（称为水力光滑管）时，其实验点均集中在直线上，表明与K仍然无关，而只与Re有关。,根据道尔顿分压定律即可推导出湿空气密度计算式,以下图单风机水平风道压力分布图定性分析压力分布。,空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。,分为自由射流和有限射流,1、干、湿空气密度的计算；,本部分主要讨论以下问题,压力传感器型直读压力计,Pt = Ps + Hu,5 通风阻力及计算-局部阻力,式中 Um1、Um2流道1、2断面的平均风速，m/s；,二、能量方程,29,一、干、湿空气密度的计算二、能量方程29,二、能量方程,根据热力学第一定律有,（U1 + E1）（U2 + E2）= q + h,式中U1、U2分别为断面1、2流体的内能；,E1、E2分别为断面l、2流体的机械能；,q流体与外界交换的热量；,h流体对外界所做的功。,对于绝热过程q = 0；对于等温过程U1=U2。则不可压缩流体绝热、等温的稳定流动过程的能量方程为,30,二、能量方程根据热力学第一定律有30,二、能量方程应用,有风机能量方程,水平管道，进口与出口均为大气压时，风机风压H与风流阻力h12之间的计算式,H = 2 2/2 + h12,31,二、能量方程应用有风机能量方程31,一、空气压力,测定,绝对压力,水银气压计,空盒气压计,水银气压计,2.4,风流参数的测定,32,一、空气压力测定绝对压力水银气压计2.4 风流参数的,一、空气压力,测定,水银气压计,空盒气压计,33,一、空气压力测定水银气压计空盒气压计33,一、空气压力,测定,空盒气压计,34,一、空气压力测定空盒气压计34,一、空气压力,测定,相对压力测定方法,U型压力计,倾斜压力计,补偿微压计,压力传感器型直读压力计,35,一、空气压力测定相对压力测定方法35,一、空气压力,测定,U,型压力计,36,一、空气压力测定U型压力计36,一、空气压力,测定,原 理,P=g,（,h1+ h2,）,=g,（,1+ F2/F1,）,h2,=g,（,1+ F2/F1,）,Lsin,=KgL,K,仪器校正系数；,L,倾斜管的始末读数差，,mm,；,液体的密度，,kg/m3,37,一、空气压力测定 原 理L倾斜管的始末读,一、空气压力,测定,补偿式微压计,38,一、空气压力测定补偿式微压计38,二、风速测定方法,39,二、风速测定方法39,因此，非圆形断面风道的雷诺数可用下式表示,Rf 称为风道的摩擦风阻，其单位为kg/m7 或 N.,可压缩空气近似按等温过程处理，即多变指数n=1，由气态方程（P=RT）和欧拉方程得,用当量直径de=4S/U代替d，代入阻力通式，则得到湍流状态下风道的摩擦阻力计算式,圆管等环面积法测点圆环半径计算,(4)湍流摩擦阻力,标准摩擦阻力系数,Rff ( ,S,U,L) 。,对于等温过程U1=U2。,S管道横断面积，m2;,圆管等环面积法测点圆环半径计算,R = X tg(/2) = 3.,二、风速测定机械风表,式中 w 湿空气密度, kg/m3；,Ri第I个测点圆环半径，m；,2kg/m3）条件下的风道的摩擦阻力系数，即所谓标准值0值，当风道中空气密度1.,3 空气流动过程的基本方程,式中C断面形状系数梯形C=4.,PIV,40,因此，非圆形断面风道的雷诺数可用下式表示PIV40,二、风速测定方法,机械风表,类型杯式和翼式两种。,41,二、风速测定方法机械风表类型杯式和翼式两种。41,二、风速测定方法,机械风表,轻便型磁感风向风速表,数字风速表,42,二、风速测定方法机械风表轻便型磁感风向风速表 数字风速表,二、风速测定,机械风表,杯式用于10m/s的高风速测定；,翼式用于0.110m/s的中等风速测定，高敏度翼式风表可测定0.10.5m/s的低风速。,测定计算风表指示表速N（转/s或m/s）,N=(NtN0) / t,实际风速u换算 u = aN+b,N0、 Nt风表的初始和最终读数，转；,t测定时间，s；,a、b常数；,u测定的实际风速，m/s。,43,二、风速测定机械风表杯式用于10m/s的高风速测定；43,二、风速测定,机械风表,44,二、风速测定机械风表44,二、风速测定,热球风速仪,热球风速仪,45,二、风速测定热球风速仪热球风速仪45,二、风速测定,热球风速仪,热式风速计,46,二、风速测,二、风速测定,动压法,测出风流动压Hu，后按下式计算出风速,Hu为断面风流平均动压(Pa)，为空气密度(kg/m3),平均动压Hu确定,圆管等环面积法测点圆环半径计算,47,二、风速测定动压法测出风流动压Hu，后按下式计算出风速47,二、风速测定,动压法,Ri第I个测点圆环半径，m；,R管道半径，m；,i从管道中心算起圆环序号；,n测点圆环数。,一般直径为300600mm时，n取3，直径为7001000mm时，n取4。,管道断面平均动压Hu（Pa）计算式,48,二、风速测定动压法Ri第I个测点,二、风速测定,动压法,49,二、风速测定动压法49,2.5 通风阻力及计算摩擦阻力,当空气沿风道运动时，由于风流的粘性和惯性以及风道壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。风道通风阻力可分为两类：摩擦阻力,(,也称为沿程阻力,),和局部阻力。,一、摩擦阻力计算式,（,1,）风流在风道中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与风道壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力,(,也叫沿程阻力,),。,由流体力学可知，无论层流还是湍流，以风流压能损失来反映的摩擦阻力可用下式来计算：,Pa,无因次系数，即摩擦阻力系数，通过实验求得。,d,圆形风管直径，非圆形管用当量直径；,50,2.5 通风阻力及计算摩擦阻力 当空气沿风道运动时，,u,P,1,d,F,F,P,2,1,1,2,2,l,由哈根方程：,则能量损失：,式中：,沿程阻力系数，,=64/Re,磨擦阻力计算式,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,51,uP1dFFP21122l由哈根方程：则能量损失：式中：,（）当量直径,对于非圆形断面的风道，管道直径d应以风道断面的当量直径de来表示,因此，非圆形断面风道的雷诺数可用下式表示,对于不同形状的风道断面，其周长U与断面积S的关系，可用下式表示,式中C断面形状系数梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱C=3.90。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,52,（）当量直径2.5 通风阻力及计算-摩擦阻力52,（3）磨擦阻力系数尼古拉兹实验,实际流体在流动过程中，沿程能量损失一方面（内因）取决于粘滞力和惯性力的比值，用雷诺数Re来衡量；另一方面（外因）是固体壁面对流体流动的阻碍作用，故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小、壁面粗糙度有关。其中壁面粗糙度的影响通过值来反映。,绝对粗糙度,K,： 管壁粗糙部分的平均高度。,相对粗糙度,K,/D,：,d,u,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,53,（3）磨擦阻力系数尼古拉兹实验绝对粗糙度K： 管壁粗糙部分,材料与加工精度；,光滑管：玻璃管，铜管等；,粗糙管：钢管、铸铁管等。,使用时间；,绝对粗糙度可查表或相关手册。,粗糙度的产生,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,54,粗糙度的产生2.5 通风阻力及计算-摩擦阻力54,19321933年间，尼古拉兹把经过筛分、粒径为K的砂粒均匀粘贴于管壁。砂粒的直径K就是管壁凸起的高度，称为绝对粗糙度；绝对粗糙度K与管径D的比值K/D称为相对粗糙度。以水作为流动介质、对相对粗糙度不同的六种管道进行试验研究。对实验数据进行分析整理，画出与Re的关系曲线，如图所示。,结论分析,区层流区。当Re2320时，不论管道粗糙度如何，其实验结果都集中分布于直线上。这表明与相对粗糙度K/D无关，只与Re有关，且=64/Re。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,55,19321933年间，尼古拉兹把经过筛分、粒径为K的砂粒均,摩擦系数与雷诺准数、相对粗糙度的关系,56,摩擦系数与雷诺准数、相对粗糙度的关系56,区,过渡流区。,2320,Re,4000,，在此区间内，不同相对粗糙度的管内流体的流态由层流转变为湍流。所有的实验点几乎都集中在线段,上。,随,Re,增大而增大，与相对粗糙度无明显关系。,区,水力光滑管区。在此区段内，管内流动虽然都已处于湍流状态,(,Re,4000),，但在一定的雷诺数下，当层流边层的厚度,大于管道的绝对粗糙度,K,（称为水力光滑管）时，其实验点均集中在直线,上，表明,与,K,仍然无关，而只与,Re,有关。随着,Re,的增大，相对粗糙度大的管道，实验点在较低,Re,时就偏离直线,，而相对粗糙度小的管道要在,Re,较大时才偏离直线,。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,57,区过渡流区。2320Re4000，在此区间内，不同,区水力粗糙管区。在该区段，Re值较大，管内液流的层流边层已变得极薄，有K，砂粒凸起高度几乎全暴露在湍流核心中，故Re对值的影响极小，略去不计，相对糙度成为的唯一影响因素。故在该区段，与Re无关，而只与相对糙度有关。摩擦阻力与流速平方成正比，故称为阻力平方区，尼古拉兹公式,区,湍流过渡区，即图中,所示区段。在这个区段内，各种不同相对粗糙度的实验点各自分散呈一波状曲线，,值既与,Re,有关，也与,K,/,D,有关。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,58,区水力粗糙管区。在该区段，Re值较大，管内液流的层流边,(4)湍流摩擦阻力,对于湍流运动，=f (Re，K/D)，关系比较复杂。用当量直径de=4S/U代替d，代入阻力通式，则得到湍流状态下风道的摩擦阻力计算式,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,59,(4)湍流摩擦阻力 2.5 通风阻力及计,二、摩擦阻力系数与摩擦风阻,1摩擦阻力系数,如果风道风流的Re值已进入阻力平方区，值只与相对粗糙度有关，对于已定型的风道，相对粗糙度一定，则可视为定值；在20状态下空气密度=1.2kg/m3。,对上式， 令,称为摩擦阻力系数，单位为 kg/m3 或 N.s2/m4。,则得到湍流状态下风道的摩擦阻力计算式写为,标准摩擦阻力系数,通过大量实验和实测所得的、在20状态（0=1.2kg/m3）条件下的风道的摩擦阻力系数，即所谓标准值0值，当风道中空气密度1.2kg/m3时，其值应按上式修正。,60,二、摩擦阻力系数与摩擦风阻60,2摩擦风阻Rf,对于已给定的风道，L、U、S都为已知数，故可把上式中的、L、U、S 归结为一个参数Rf,Rf 称为风道的摩擦风阻，其单位为kg/m7 或 N.s2/m8。,工程单位kgf .s2/m8,Rff ( ,S,U,L) 。在正常条件下当某一段风道中的空气密度一般变化不大时，可将R f 看作是反映风道几何特征的参数。,则得到湍流状态下风道的摩擦阻力计算式写为,此式就是完全湍流(进入阻力平方区)下的摩擦阻力定律。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,61,2摩擦风阻Rf2.5 通风阻力及计算-摩擦阻力61,三、减小通风摩擦阻力措施,（,1,）选用断面周长较小的风道。在风道断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。,（,2,）减小相对粗糙度，即减小了磨擦阻力系数。要求尽可能使风道壁面平整光滑。,（,3,）保证有足够大的风道断面，可减小通风阻力和能耗，应尽量采用经济断面。,（,4,）避免风道风量过于集中，磨擦阻力与风量的平方成正比。,（,5,）减小风道长度。,2.5,通风阻力及计算,-,摩擦阻力,62,三、减小通风摩擦阻力措施2.5 通风阻力及计算-摩擦阻力,由于风道断面、方向变化以及分叉或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。 由于局部阻力所产生风流速度场分布的变化比较复杂，对局部阻力的计算一般采用经验公式。,一、局部阻力及其计算,和摩擦阻力类似，局部阻力hl一般也用动压的倍数来表示,式中局部阻力系数，无因次。,计算局部阻力，关键是局部阻力系数确定，因v=Q/S,当确定后，便可用,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,63,由于风道断面、方向变化以及分叉或汇合等原因，使均匀流动在局部,几种常见的局部阻力产生的类型,、突变,湍流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡流区，从而增加能量损失。,、渐变,主要是由于沿流动方向出现减速增压现象，在边壁附近产生涡流。因为 V hv p ，压差的作用方向与流动方向相反，边壁附近，流速本来就小，趋于0, 在这些地方主流与边壁面脱离，出现与主流相反的流动，涡流。,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,64,几种常见的局部阻力产生的类型2.5 通风阻力及计算-局部,、转弯处,流体质点在转弯处受到离心力作用，在外侧出现减速增压，出现涡流。,过了拐弯处，如流速较大且转弯曲率半径较小，则由于惯性作用，可在内侧又出现涡流区，它的大小和强度都比外侧的涡流区大，是能量损失的主要部分。,、分岔与会合,上述的综合。, 局部阻力的产生主要是与涡流区有关，涡流区愈大，能量损失愈多，局部阻力愈大。,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,65,、转弯处2.5 通风阻力及计算-局部阻力65,二、减小局部通风阻力措施,1,、尽量避免风流急转弯,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,66,二、减小局部通风阻力措施2.5 通风阻力及计算-局部阻力,2,、风流分叉或汇合处连接合理,减小分支风道的夹角，汇合点不要在同一断面上,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,67,2、风流分叉或汇合处连接合理2.5 通风阻力及计算-局部,3,、尽量避免风道断面的突然变化,用渐缩或渐扩风道代替突然缩小或突然扩大,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,68,3、尽量避免风道断面的突然变化2.5 通风阻力及计算-局,4,、降低出风口流速,减小出口处的动压损失，同时应减小气流在风道进口处的局部阻力。,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,69,4、降低出风口流速2.5 通风阻力及计算-局部阻力69,5,、风管与风机的连接应当合理,尽量减小阻力，要避免在接管处产生局部涡流，使连接风机的风管管径与风机的进、出口尺寸大致相同，在风机吸入口安装调节阀时，设置于进口至少,5,倍风管直径处，风机出口最好直管。,2.5,通风阻力及计算,-,局部阻力,70,5、风管与风机的连接应当合理2.5 通风阻力及计算-局部,一、水平风道通风压力分布,气体在风道内的流动由风道两端气体的压力差引起，从高压端流向低压端，流动的能量来自通风机产生的风压。,以下图单风机水平风道压力分布图定性分析压力分布。在风道上选取,9,个测点，计算出各点的相对全压，以压力为纵坐标，风流流程为横坐标，将各测点的相对静压和相对全压与其流程的关系描绘在坐标图中，并将图上的同名参数点用直线或曲线连接起来。,2.5,通风阻力及计算,-,风道压力分布,71,一、水平风道通风压力分布2.5 通风阻力及计算-风道压力,2.5,通风阻力及计算,-,风道压力分布,72,2.5 通风阻力及计算-风道压力分布72,