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自然通风-风量和速度

空气流量-体积和速度-由于室内冷热温差引起的堆积或烟道效应。

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室外空气和室内空气之间的温差产生了一种“自然气流”,迫使空气流过建筑物。

空气流动的方向取决于内外空气的温度。如果内部空气温度高于外部空气温度,则内部空气密度小于外部空气密度,内部空气将向上流动,并从建筑物的上部流出。室外较冷的空气将流入建筑物的下部。

如果室外空气温度高于室内空气温度——室内空气比室外空气密度更大——空气就会在建筑物内向下流动。室外较暖的空气流入建筑物的上部。

自然吃水头

自然吃水可计算为

dhmmH2O= 1000 h (ρo-ρr) /ρ(1)

在哪里

dhmmH2O=头在毫米水柱(毫米H2O)

ρo=室外空气密度(kg/m3.

ρr=空气内部密度(kg/m3.

ρ=密度水(一般为1000kg /m3.

H =出风口与进风口高度(m)

自然通风压力

方程(1)可修改为SI压力单位:

Dp = g (ρo-ρr) h (1b)

在哪里

dp =压力(Pa, N/m2

G =重力加速度- 9.81米/秒2

密度和温度

空气密度1.293公斤/米3.0oC -任意温度下的空气密度可以表示为

ρ= (1.293公斤/米3.(273k) / (273k + t) (2)

ρ= 353 / (273 + t) (2b)

在哪里

ρ=空气密度(kg/m3.

T =实际温度(oC)

方程(1)用公式代替密度,可以很容易地对上述结果进行修正(2)

自然通风压力计算器

下面的计算器可以计算出内外温差产生的自然吃水压力。

室外温度(oC)

内部温度(oC)

高度(米)


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主要和次要系统丢失

自然牵伸力将平衡到管道的主要损失和次要损失,进口和出口。系统中的主要和次要损失可以表示为

dp =λ(l / dh) (ρrv2/ 2)+Σξ1/2ρrv2(3)

在哪里

dp=压力损失(Pa, N/m .2,磅f英国《金融时报》/2

λ达西-维斯巴赫摩擦系数

l=风管或管道长度(m, ft)

dh水力直径(m,英尺)

Σξ小损失系数(总结)

气流和风速

方程(1)而且(3)可以结合起来表示风管通过时的风速吗

v= [(2 g (ρo-ρr) h) / (λlρr/ dh+Σξρr)]1/2(4)

式(4)也可以修改表示风管的风量

π dh2/4 [(2 g (ρo-ρr) h) / (λlρr/ dh+Σξρr)]1/2(5)

在哪里

Q =风量(m3./秒)

自然通风气流和速度计算器

下面的计算器可以用来计算风管中的空气流量和速度类似于上图。所使用的摩擦系数为0.019适用于普通镀锌钢管。

室外温度(oC)

内部温度(oC)

高度(米)

风管水力直径(m)

风管长度(m)

Σξ小损失系数(汇总)


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示例-自然通风

计算一个两层的普通家庭住宅中自然通风引起的空气流量。热风柱从一楼到屋顶上方出风管的高度约为8米.外部温度为-10oC内部温度是20.oC

直径的管道0.2米从1开始。从地板到屋顶上的出口。风管的长度为3.5米.这栋建筑的漏气问题被忽略了。次要系数总结为1。

外界空气的密度可以计算为

ρo= (1.293 kg/m3.) (273k) / (273k) + (-10)oC))

1.342公斤/米3.

内部空气密度可计算为

ρr= (1.293 kg/m3.) (273k) / (273k) + (20oC))

1.205公斤/米3.

通过管道的速度可计算为

v= [(2 (9.81 m/s2(1.342 kg/m3.) -(1.205公斤/米3.(8米))/ (0.019(3.5米)(1.205公斤/米3.) /(0.2米)+1 (1.205公斤/米3.)]1/2

3.7米/秒

空气流量可计算为

Q = (3.7 m/s) 3.14 (0.2 m)2/ 4

0.123./秒

注意!

这些方程可以用于干燥空气,而不是质量流量和能量损失的计算,空气湿度可能有巨大的影响。

自然吃水图-国际单位和英制单位

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