摩擦损失计算图表
(1)圆形管道 按式(6-10),根据已知的风量和管道直径,利用电子计算机进行迭代计算,可以求出其摩擦阻力系数,再按式(6-8)进行计算,就可求出圆管道的单位长度摩擦损失pmf。为了方便计算,给出图6-13钢板管道的摩擦损失计算图和表6-12钢板圆形通风管道计算表。图和表制作的具体条件如下:钢板管道,绝对粗糙度K=0.15mm,标准状态空气,温度t=20℃,密度ρ=1.204kg/m3,运动粘度ν=15.06×10-6m2/s,标准大气压力p=101.3kPa。
图6-13的纵坐标为风量,单位为dm3/s;横坐标为比摩阻,即单位长度管道的摩擦损失,单位为Pa/m。图中的阴影低速部分是推荐采取的风速和比摩阻区域。风速或比摩阻太小时,初投资高;风速或比摩阻太大时,则运行费高,两者均不经济。

图6-1 3钢板管道的摩擦损失计算用图
表6-12 钢板圆形通风管道计算用表

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表6-12的风速从1.0m/s算到20.0m/s,按每0.1m/s为一格进行计算,管道的直径采用表6-12给出的外径D值。
表中的风量按式(6-14)计算:

式中,qV为风量(m3/h);D为管道外径(m)。
【例题1】 已知钢板制圆风道,风量为4500m3/h,直径为400mm。求其单位长度的摩擦损失。
解:1)通过查图6-13求得。

由纵坐标上找到1250dm3/s的点,画平行于横坐标的直线,与管道直径400mm的斜线相交,从交点垂直往下,在横坐标上查到其单位摩擦损失pmr=2.7Pa/m。
从交点处也可得出风速=10.02m/s。
2)通过查表6-12求得。
从表6-12中,按管道直径400mm和风量为4500m3/h,可查得
qV=4490m3/h时
pmr=2.668Pa/m v=10m/s
qV=4535m3/h时
pmr=2.719Pa/m v=10.1m/s
利用内插法,可求得qv=4500m3/h时,
pmr=2.679Pa/m≈2.7Pa/m
v=10.022m/s≈10.02m/s
(2)矩形管道 按式(6-10)和式(6-9),同样可以计算出矩形管道的摩擦阻力系数和单位长度摩擦损失pmf。为了方便计算,给出表6-13钢板矩形通风管道计算用表。制表条件同表6-12。
表6-13 钢板矩形通风管道计算用表

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表6-13的风速从1.0m/s算到20.0m/s。为了减少表格的篇幅,按每0.2m/s为一格进行计算。矩形管道的断面尺寸采用表6-13的值。
表中的风量按式(6-15)计算:
qV=3600abv(6-15)
式中,a和b分别为矩形管道长边和短边的内边长,制表时的取值为管道的外边长减去外边长允许偏差的一半,再减去壁厚值。
可利用图6-13来求矩形管道的单位长度摩擦损失。知道管道断面尺寸后,要先求出其当量直径。矩形管道的流速当量直径,可按式(6-12)计算。
矩形管道的流量当量直径按式(6-16)计算:

利用风速和流速当量直径,或风量和流量当量直径,可从图6-13中查出单位长度摩擦损失。
【例题2】 已知风量为9000m3/h,矩形管道的外边尺寸为630mm×400mm。试求该管道的单位长度摩擦损失。
解:求解可用以下三个方法。
1)利用表6-13,查矩形管道截面a×b=630mm×400mm,当风量Q=8961m3/h时,得
v=10m/s pmf=2.094Pa/m
当风量Q=9140m3/h时,得
v=10.2m/s pmf=2.175Pa/m
则风量Q=9000m3/h时,用内插法得
v=10.001≈10m/s pmf=2.112Pa/m
2)求出流速v为

求出流速当量直径DV为

利用图6-13,从v=10m/s和D=500mm两条斜线的交点,向下作垂直线,交于横坐标点的数值,就是单位长度摩擦损失,即pmf=2.1Pa/m
3)风量
流量当量直径为

从图6-13纵坐标上查出风量为2500dm3/s的点,画平行横坐标的直线和D=550mm的斜线相交,查得v=10m/s。从交点向下画垂直线,与横坐标的交点就可查得pmf=2.1Pa/m。