風壓計算

 風壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力。

根據(jù)伯努利方程得出的風－壓關(guān)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(guān)系為 r=ro·g, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用這一關(guān)系，得到

wp=0.5·r·v²/g (2)

此式為標準風壓公式。

在標準狀態(tài)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(yīng)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(qū)小，也就是說同樣的風速在相同的溫度下，其產(chǎn)生的風壓在高原上比在平原地區(qū)小。

根據(jù)伯努利方程，空氣在風管內(nèi)流動時具有下列關(guān)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：

R_m=（λ/4R_s）·（0.5·v²·ρ）

式中R_m為單位管長的摩擦阻力，Pa/m

λ為摩擦阻力系數(shù)，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

R_s為風管的水力半徑，m R_s=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R_m =（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 R_s=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(fā)生在空氣流過彎頭、三通和變徑管處，計算式為：

H_d=ξ（0.5·v²·ρ）

H_d為局部阻力，Pa ξ為局部阻力系數(shù) v為管內(nèi)空氣的平均流速，m/s ρ為空氣的密度，kg/m³