论风口的阻力损失及阻力系数问题

本帖最后由 licaibian 于 2016-2-19 11:27 编辑

很多朋友在做水力计算的时候可能不是特别清楚风口的压力损失的取值，一般都是估计，现在以国标图集10K121具体详细探讨一下风口的阻力问题。
一、单层百叶风口
图集中单层百叶风口指的是叶片角度可调的，具体性能见下表

PS: 注意红色标记的值是错误的，应该是0.7、1.30，这应该是印刷错误。
(1) 一般的，单层百叶用做通风系统的排风口、或者空调系统的回风口（从流动性能上来讲，两者无差别）。所以压力损失应该看“回风”的一栏。
(2) 表中可以发现，送风的全压损失比静压损失大，而回风的全压损失比静压损失小（后面提到的双层百叶也是一样的）。其差值的绝对值恰好为相应风速下的动压。
以送风为例，全压损失=静压损失+颈部动压。及这里默认颈部的动压全部损失掉了。其实，气流通过百叶风口的过程并不存在动压损失的问题，从风口的颈部到百叶的面部，风速反而会增大，也就是说，动压反而会变大。这里的动压损失应该是指从风口面部到工作区的损失，也就是负担了射程的损失。
(4)由回风口的静压损失数据可得单层百叶风口做回风口(或室内的排风口)时局部阻力系数≈2.25
(5)一般情况下，顶部的排风/回风单层百叶风口的面风速取值4.0m/s，有效面积系数取值0.8，则颈部风速=4.0x0.8=3.2m/s。则此时的阻力损失=动压x局部阻力系数=(0.5x1.2x3.2x3.2)x2.25=13.824≈14.0Pa。
即一般情况下，设计人员可以认为一个回风口的阻力损失为14.0Pa。


二、双层百叶风口

(1) 双层百叶风口一般用于送风，所以没有回风这一项。
(2) 由送风的静压损失的数据，可以得到送风的双层百叶风口的局部阻力系数
≈3.92 (D角度)
≈2.74 (C角度)
≈2.09 (B角度)
≈1.18 (A角度)
一般的，水力计算取极大值，即要满足最不利的要求，局部阻力系数 ≈3.92 。
(3) 一般情况下，顶部的送风双层百叶风口的面风速取值3.0m/s，有效面积系数取值0.8，则颈部风速=3.0x0.8=2.4m/s。则此时的阻力损失=动压x局部阻力系数=(0.5x1.2x2.4x2.4)x3.92=13.55≈14.0Pa。
即一般情况下，设计人员可以认为一个送风口的阻力损失为14.0Pa。即送风口喉部的全压需要14.0+3.5=17.5Pa。
(4) 这里应该注意，送风口的损失仅包含了静压损失，在选取风机压头时，应该另外再加上出口动压，这样才能负担管网之外的射程。由于回风不存在射程的问题，所以回风口的阻力=静压损失。
PS： 风口的面风速的主要影响因素就是：阻力、噪声。 由以上分析可以得到，送排风口的阻力损失基本相等，这也是为什么风口的面风速的经验值，双层送风百叶取3，单层排风/回风百叶取4的原因。


三、方形散流器

(1) 可以直接从表格中得到，方型散流器的局部阻力系数≈3.04。
(2) 一般的，方形散流器应用于净高不超过4.0m的场合。由于冷风直接吹到人身上会有不适，因此射程送至距离地面1.5~2.0m比较合适，因此，颈部风速通常取2~3m/s，此时方型散流器的局部阻力约为7.3~16.4Pa，加上风阀及动压，气流在喉部的全压需要11~24Pa才能满足送风的需求。


四、金属防虫网：一般金属防虫网设置在入口或出口的风管上，若风管没有变径，则阻力系数一般可取1.5。


五、防雨百叶
(1) 一字型防雨百叶：此种防雨百叶有效面积比较大，可以达到0.8，一般用于百叶面积较为紧张的排风口（进风口容易吸入雨水）。做排风时，阻力系数可取2.0。
(2) 45°防雨百叶，一般的进排风百叶的常规做法，对于气流沿着防雨百叶法向通过时，进风百叶阻力系数取2.3，排风可以取值3.2（均对应百叶面风速）。
(3)对于竖井上的百叶，由于气流方向与防雨百叶的方向相同而非垂直，此时的进排风阻力会变大。

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