通风风流基础理论及空气参数计算.ppt

通风风流基础理论及空气参数计算 主要内容 风流理论与参数计算 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）。 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ρ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。 一、干、湿空气密度的计算 气态方程： 式中ρ—干空气实际密度，kg/m3； ρ0—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。 一、干、湿空气密度的计算 标准状态：T0=273K，P0=101.3kPa,干空气密度ρ0=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（℃）。 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。 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 ρw —湿空气密度, kg/m3； ψ—空气相对湿度，%； Pb—饱和水蒸汽压力，kPa 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。 二、空气压力—静压 绝对静压和相对静压的关系： 关系式: Ｐr = Ｐk -Ｐ0 二、空气压力—静压 不同标高静压计算：流体力学欧拉方程: dp =ρg dz 积分即得静压计算式： P =P0 -ρg z 式中z—相对于基准的高度, m； p0—z = 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)； ρ—空气密度，kg/m3 ； g—重力加速度，m/s2。 二、空气压力—静压 可压缩空气密度：近似按等温过程处理，即多变指数n=1，由气态方程（P=ρRT）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/kg·K。 简化计算式：展开成级数，略去高项。 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ρ（kg/m3），风流速度为υ(m/s)，由动能公式即得风流动压Hu(Pa)计算式： Hu =ρυ2/ 2 全压： 全压Pt等于静压Ps与动压Hu之和，即 Pt = Ps + Hu 空气压力—动压、静压、全压关系 空气压力—动压、静压、全压关系 空气压力—单位 空气压力—测定 分为： 空气绝对压力测定 空气相对压力测定 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μ表示, 其单位为N·S/m2 (Pa·s), 受气温影响, 与压力无关。 运动粘度：一般用υ表示，其单位为m2 /s，受温度和压力影响。 μ与υ之间的关系：υ=μ/ρ，其中ρ为空气的密度（kg/m3）。计算中, υ和μ可直接通过查表获得。 一、 风流流态 流态判据：雷诺数Re，当Re2300时为紊流，反之为层流。Re值计算式： Ｕm—流道流体平均速度，m/s; ν—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）。 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。 风流型式及风速—射