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風壓計算

補充:0  瀏覽:16876  發布時間:2011-10-18

 風壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力。


根據伯努利方程得出的風-壓關系,風的動壓為


wp=0.5·ro·v² (1)


其中wp為風壓[kN/m²],ro為空氣密度[kg/m³],v為風速[m/s]。


由于空氣密度(ro)和重度(r)的關系為 r=ro·g, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用這一關系,得到


wp=0.5·r·v²/g (2)


此式為標準風壓公式


在標準狀態下(氣壓為1013 hPa, 溫度為15°C), 空氣重度 r=0.01225 [kN/m³]。緯度為45°處的重力加速度g=9.8[m/s²], 我們得到


wp=v²/1600 (3)


此式為用風速估計風壓的通用公式


應當指出的是,空氣重度和重力加速度隨緯度和海拔高度而變。一般來說,r/g 在高原上要比在平原地區小,也就是說同樣的風速在相同的溫度下,其產生的風壓在高原上比在平原地區小。


根據伯努利方程,空氣在風管內流動時具有下列關系


p1+0.5·v12·ρ=p2+0.5·v22·ρ+ΔH (伯努利方程)


式中 p1和 p2為 截面1和2處空氣的靜壓,Pa


v1和v2為 截面1和2處空氣的流速,m/s


ρ為空氣的密度,kg/m3


ΔH為由于摩擦阻力和局部阻力造成的流動阻力,Pa


0.5·v2·ρ稱為動壓;p+0.5·v2·ρ稱為全壓


摩擦阻力計算


1) 圓形風管的摩擦阻力計算


單位(m)管長上的摩擦阻力計算公式為:


Rm=(λ/4Rs)·(0.5·v2·ρ)


式中Rm為單位管長的摩擦阻力,Pa/m


λ為摩擦阻力系數,按風量和風速可從風管摩阻線解圖查得


v為風管中空氣的平均流速,m/s


ρ為風管中空氣的密度,kg/m3


Rs為風管的水力半徑,m Rs=f/U


f為管道中充滿空氣部分的橫斷面面積,m2


u為濕周,m


因此,圓形風管每m管長的摩擦阻力為Rm =(λ/D)·(0.5·v2·ρ)


2) 矩形風管的摩擦阻力計算


可按圓形風管的公式計算,但水力半徑和當量直徑需按下式確定:


水力半徑 Rs=a·b/2(a+b)


當量直徑D=2a·b/(a+b)


式中a 為矩形風管的長邊 b 為矩形風管的短邊


3) 局部阻力計算


局部阻力發生在空氣流過彎頭、三通和變徑管處,計算式為:


Hd=ξ(0.5·v2·ρ)


Hd為局部阻力,Pa ξ為局部阻力系數 v為管內空氣的平均流速,m/s ρ為空氣的密度,kg/m3

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