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1、空調(diào)通風(fēng)管道的阻力性能測(cè)試分析李曉冬王莉王彪摘要:空調(diào)通風(fēng)管道系統(tǒng)的阻力構(gòu)件主要有風(fēng)管,三通、四通、彎頭,本文主要選取三種不同材料的風(fēng)管(鍍鋅鐵皮風(fēng)管、無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管、鋁箔聚氨酯復(fù)合風(fēng)管)、彎頭為研究對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法,針對(duì)不同材料的風(fēng)管的阻力性能進(jìn)行測(cè)試研究;對(duì)多種彎頭的阻力性能進(jìn)行測(cè)試研究。對(duì)它們進(jìn)行綜合的比較分析,從而得出較客觀的評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度阻力損失;局部阻力系數(shù);曲率半徑;導(dǎo)流葉片1.引言文中選取
2、三種不同材料的風(fēng)管、彎頭為研究對(duì)象,進(jìn)行測(cè)試。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析得出風(fēng)管的單位長(zhǎng)度阻力損失隨風(fēng)速的變化規(guī)律,并擬合出各風(fēng)管的單位長(zhǎng)度阻力損失公式,對(duì)各風(fēng)管的阻力性能進(jìn)行了比較分析;得出彎頭的局部阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上研究了加大彎頭曲率半徑和在彎頭內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流葉片這兩種方法的減阻效果。2.測(cè)試內(nèi)容與方案設(shè)計(jì)21測(cè)試因素的確定上游管段的長(zhǎng)度對(duì)局部構(gòu)件中的流動(dòng)有重要的影響,對(duì)于下游管段,如果流速分布未恢復(fù)正常,則實(shí)測(cè)的局
3、部阻力系數(shù)就會(huì)偏小。同一個(gè)構(gòu)件,進(jìn)出口段長(zhǎng)度不同時(shí)的阻力值也不同,應(yīng)該盡量地采取足夠長(zhǎng)的進(jìn)出口直管段進(jìn)行局部阻力試驗(yàn),根據(jù)文獻(xiàn),風(fēng)機(jī)出口管段大于8de(de為流速當(dāng)量直徑,de=2hb(hb),h,b分別為矩形風(fēng)管的寬和高)時(shí),沿程動(dòng)壓基本趨于穩(wěn)定,此后的管段就可作為測(cè)量段。為此根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)條件,選擇試件的進(jìn)口段長(zhǎng)度(即風(fēng)機(jī)出風(fēng)段長(zhǎng)度)L=10de。測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)畢托管與數(shù)字微壓力計(jì)相配合,直接測(cè)量風(fēng)管內(nèi)的全壓和靜壓的方法。測(cè)量時(shí),需將
4、畢托管伸進(jìn)風(fēng)管中,并且使總壓管的測(cè)頭正對(duì)氣流來(lái)流方向。合理地選擇測(cè)量斷面,可以最大限度地減少氣流擾動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。測(cè)量不同材料的風(fēng)管時(shí),由于風(fēng)管本身不是局部構(gòu)件,空氣經(jīng)過時(shí)沒有風(fēng)速大小及方向的變化,因此,測(cè)量時(shí),將測(cè)量斷面設(shè)置在試件下游距離為2.5倍管徑,上游管段為2倍管徑的位置上;測(cè)量彎頭局部阻力系數(shù)時(shí),將測(cè)量斷面,設(shè)在試件下游距離為6倍管徑,上游管段為2倍管徑的位置上。對(duì)于測(cè)點(diǎn)分布的選擇,采用中間矩形法。本實(shí)驗(yàn)中的管道斷面尺寸為
5、500mm400mm,其測(cè)點(diǎn)在測(cè)量斷面上的分布如圖21所示。圖21實(shí)驗(yàn)管道測(cè)量點(diǎn)分布圖2.2測(cè)試裝置系統(tǒng)圖對(duì)于風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程阻力來(lái)說,mRq1q2222mrPPl???????對(duì)于彎頭局部阻力系數(shù)來(lái)說,?q1q2j1222PPP????????由于實(shí)驗(yàn)使用的壓力測(cè)量?jī)x器相同為數(shù)值微壓計(jì),則=2000.5%=1Pa;長(zhǎng)度q1q2j1PPP?????測(cè)量的絕對(duì)誤差=0.01m。l?對(duì)于風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程阻力來(lái)說,,,mRq1q1q11===
6、0.014668.27PPP??q2q2q21===0.017557PPP??,于是l0.01=0.0034l3l????q1q22222220.01460.01750.00342.3%mrPPl???????????對(duì)于彎頭局部阻力系數(shù)來(lái)說,,,?q1q1q11===0.027336.67PPP??q2q2q21===0.037626.6PPP??,于是j1j1j11===0.089811.13PPP??q1q2j12222220.0
7、2730.03760.089810.1%PPP????????????3.3.測(cè)試結(jié)果與分析測(cè)試結(jié)果與分析3.1不同材料風(fēng)管的測(cè)試結(jié)果與分析3.1.1鍍鋅鐵皮風(fēng)管的測(cè)試結(jié)果與分析測(cè)量完畢后,根據(jù)不同工況下鍍鋅鐵皮風(fēng)管的測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)繪制出鍍鋅鐵皮風(fēng)管的風(fēng)速——單位長(zhǎng)度摩擦阻力Rm的關(guān)系曲線圖,見圖31。并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得鍍鋅鐵皮風(fēng)管單位長(zhǎng)度摩擦阻力隨風(fēng)速變化的擬合公式Rm=0.0005273v40.01813v30.2028v21.164v
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