谈一谈风机和管 那些事儿

一、风管中流动的阻力和气体具有的压力

空气在风管中流动时与风管的壁面摩擦产生的压力损失称为沿程阻力（或称摩擦阻力），它与风速、管壁的粗糙度以及管道尺寸等有关。空气流过风道中的部件（如风阀、风口、弯头、三通及减缩或渐扩等）时，部件对空气的阻碍以及空气与部件的摩擦造成的阻力称为局部阻力，它除了上述摩擦阻力产生的因素外，还与部件形状、部件连接方式等因素密切相关。

气体在风管中输送流动就携带能量，这就是动压，所以动压类似于“流动功”，它是单位体积气体所具有的动能，表现为使管内气体改变速度，动压只作用在气体的流动方向，恒为正值，若速度为v，则动压Pd=ρv2/2。由于气体的流动，势必产生阻力（沿程及局部阻力），这就需要静压来克服；静压Pj的表现将气体压缩、对管壁施压。管道中的气体处在流动状态时，同时受到静压和动压的作用，即为其全压Pq，有Pq=Pj＋Pd。

由于阻力的存在，气体在流动过程中压力不断下降。其能量变化用伯努利方程式来表达，截面1和截面2，其静压和流速分别用下标1、2表示，有：

三、风机风压与管 阻力

管 中的风机首先要克服管 阻力，其次还要维持工作场所所需工作压力（如工作场所有压力要求），同时还要在排风口维持一定的气流速度。管 阻力及工作场所的工作压力都是需要通风机去克服的静压，而排风口的气流速度则表现为需要通风机去克服的动压，它们对于通风机本身来说都是一种损失。管 阻力是一种静压损失，所以无论是进口管 阻力还是出口管 阻力，均只计及它的绝对值。在大多数通风系统中，对工作场所的工作压力没有特殊要求，它也不是恒定值，也可以把工作场所看成是管 的一部分一并计算其阻力或忽略不计。 献2指出“在任何给定的风量下，风机的全压由以下三部分组成：1）系统管 中各种压力损失的总和；2）吸入气体所受压力和压入气体所受压力的压力差；3）由管 排出时的动压。其中2）项当由大气中吸入气体又压入大气时，这一压力差为零。”

下图为一次回风空调系统夏季工况示意图，介绍风机风压与管 阻力损失的关系。

献3指出“由流体力学原理，计算出的管道系统阻力都是对风机静压的要求（阻力损失即静压损失），而目前所有的风机参数资料列出的风压均指其工作点时的出口全压（如假定进口端压力为的话），因此，设计人员必须把全压换算成风机出口静压，出口静压满足系统阻力损失是选择风机的基本准则”。值得注意的，此段话描述的风口出口静压的重要性，一般情况下末端风口的风速不会大于主风道风速，静压会有些许复得，故按照风机出口静压满足系统阻力损失来确定是有保障的。

献4指出：“空调风管可按全压或静压为基准进行设计计算，现行的计算方法大都以全压为基准，风管系统的全压损失为沿程阻力损失和局部阻力损失之和”。此段的含义仅指管 损失，而不是选择风机风压的全部条件。对于初步设计阶段， 献2同时指出“空调通风系统初步设计时，可采用式△p=L×Rm(1＋k)对风管系统的全压损失进行估算。式中L至最远送风口的送风管总长度加上至最远回风口的回风管总长度，m；k—局部阻力损失与摩擦阻力损失的比值，弯头、三通较少时，取k=1.0~2.0；弯头、三通较多时，取k=3.0~5.0”。

最后，用一道注册暖通专业考试真题来说明一下风机风压的选择。