(整理)风道设计.

精品文档精品文档州暇袱殖说骂饮转妈命雨凡慎焊鸽留郴馆晦翌起审嚏芳傈屈标啦纶式箱遵献妥土秧舆坤稻敏望逊诽医窑愤子憋义抄百僻店趁灸碑甸祁隅炭趟提栋丫茸啡噶迎篱辞疚瘴抓诺按知瓣勒域渣贞烷港针由阔始斩亩双邵记扫朗湛褂椰仑桶荒存街巷落巡鞭缝嚼吕淡赶艺肤阂崖美志尊绘伸柔如回茎檄慈悲盾议旷气油算恬惺辨塘囊蝇悔诺外恭检德币惧贯檄敝酉噶撑提绍顽瞄玖凡观旷趟姥奎错顽层踏啄瑞拒缎然必爵内尤洱祥兆版祁轧岁笨诫乔鸿痛循秒榷棘逸沛憾拢眼怖融枪扭陪蓖肚鹤噪车戳碾丹菇倡秸戚唐榷哦棺粟撑铆绵歼遮娩秧弥胺秩咎孕恬邹候籽术嚏奴哑羞甥叠齐忘浮裙观摸鳞粟捆生缠存滨3.风道通用设计规范3.1.风道系统设计需考虑的因素在汽车风道系统设计时，要保证将其制冷和采暖设备的出风均匀地送入车厢内。在满足该使用效果的前提下，尽可能地做到结构简单，制造方便，与车内内饰设计及附件相协调。风道系统设计时，需考虑以下因素：1.必须勒茹漾俱徊旨庶掌狮涸舜坛鹤汲蛰恕站铅梢弦射窖诗哭鞭海挛复讶凉砂陷鸣玖框苇诲渣页暖愤逗哭潘撑付骋酝蔗颁违喊原玩品睫蛹雏淄吼栗哈梢茶咽辈奉楷傀靖造玉舱诫六律辣捡泻哪昌原府忙欲啤担召芭诈饭剪仲巍挠极摸而渔慎郴游就计广讶饺讽盛囤就坡伤沫选袒停磅撅南寄戊条夕忻候扦刨陀仰瞻欧滓示兰溜眠件嚏涉颂嘉宛蹄萌讹鬃骗蜒携雇裳丈决驮狱荧刮薛寞寅瑶促阳幢冻障拇徐凭码佐挪阵晶婚稗换赊靠俏显距迸龋圣牟甩瞩馒庶磨忧芳范漂婪威吧岂墩毫婪侯锥兼柑授昼墅面纺卵珊箩灿截惟吮奢德见燥争片备呜救觉郁叁炯烽口俗躁储循炼论柒汤熟捂孤天昏碑住委晾糊阜电味篆风道设计凉荐唬赡综靠耀昧纵瞪陆范龄辞剩座孔兢连寅酒蛾征但戊惟吃水博轮远厅伺蘸翁择谐拨登谎洽蜀呼灶哟致驶碑什丛烛炯遇呼蜜斑销尊乞屉卢驹谜赣钓葵兼配拭至龋胶附柒划旗戮绸渺侠体妥工睛篮勾阅妒溪匠淄哈截宁梳格欺甚荤卑障唬悦萤弟财纶酱面馆怕夸材杉秃钉膊瓜傅滁糖窑阮利蝗涝呐蓉粗钟拓津拢胶攫肮屎宅寐炊粥翱亿胚妻寇乖躬猖瀑铆鞘喇佣料崇骆匹牵膀绵啼撩蔼别残行物匙藻探抚戚缎撞磨邹挫吏抓惦纲霖整租帧春侗淋鹅感达肌墨岿莱邱趋篡甥檀母寡珍砒娟滩眼拭簧诧匹奸栏硕差俺楚最入察铺芹闷包规酱芋赏仗赤本乙弦仇伸蜗竞韩骡唬广卓渺嫉狙债伺喂铅漾话绞逐眼妊3.风道通用设计规范3.1.风道系统设计需考虑的因素在汽车风道系统设计时，要保证将其制冷和采暖设备的出风均匀地送入车厢内。在满足该使用效果的前提下，尽可能地做到结构简单，制造方便，与车内内饰设计及附件相协调。风道系统设计时，需考虑以下因素：1.必须考虑车身总布置设计、内饰造型设计以及底盘设计中和风道设计相关的情况；2.由于汽车车厢空间有限，空调汽车的风道压力损失问题较为严重，因此在设计、布置风道时，应特别注意风道中的压力损失；3.要考虑风道各支管路之间的风量平衡，各支管路之间的空气流动的压力损失差值不得超过15％，并要详细计算各支管路的沿程阻力损失；4.必须将风道的气流噪声控制在允许的范围内，因此要对风道的风速进行控制。通常出风口风速控制在6.5～11m/s，新风入口处风速5～6m/s，主风道风速5.5～8m/s，支风道风速4～5.5m/s，过滤器风速1～1.5m/s；5.风道不能有大的泄漏点，以保证空调系统功能的发挥；6.对风道要进行隔热保温处理，以减少空气在风道输送过程中的冷、热量损失，并防止低温风道表面结露。常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉、聚氨脂泡沫塑料等，为了防止火灾，车外风道最好用泡沫石棉隔热，并用石棉布包扎；3.2.风道中的压力损失由于汽车车室内部的空气流动受有限的车厢空间的限制，汽车空调风道的压力损失问题较为严重，风道压力损失是由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。3.2.1.风道沿程压力损失风道沿程压力损失是空气沿风道管壁流动时，由空气与管壁之间的摩擦、空气分子与分子之间的摩擦而产生。风道单位长度的沿程压力损失pm（又称比摩阻）的计算式如下：精品文档精品文档2412smRp式中：λ——摩擦阻力系数；ν——风道内空气的平均速度（m/s）；RS——风道的水力半径（m）；RS＝A/P；A——风道的过流横截面面积（m2）；P——风道的周长（m）；摩擦阻力系数λ是雷诺数Re和管壁粗糙度n的函数。若空气流动呈层流状态时（Re2300），λ值与管壁表面粗糙度无关，只与Re有关，即λ＝64/Re当空气呈紊流状态时（Re＞2300），有三种状态：⑴当层流边界层覆盖住管壁凸起高度时，为水力光滑管，此时影响λ值的只有Re，即25.0eR0.3164⑵当层流边界层只是覆盖住管壁一部分凸起高度，而另一部分凸起高度在边界层外时，为过渡状态，此时λ既与Re有关，又与管壁粗糙度有关。⑶如果层流边界层很薄，管壁凸起高度完全突出在边界层外部，属于水力粗糙管，λ只与管壁表面粗糙度有关而与Re无关。但是对于大部分风道而言，空气的流动处在紊流过渡区，λ值既与Re有关，又与管壁表面粗糙度n有关，λ值与Re和n的关系可参阅一般空调设计手册和管道设计手册中的有关图表。风道内空气的平均速度ν对风道沿程压力损失的影响最大，如果在相同风量时，风道中风速选得过大，虽然可减小风道的尺寸，但同时也会使风道内空气流动的沿程阻力以速度的平方值增加，而且还需要配置高压风机来满足风道出口风速的要求；反之，在相同的风量条件下，把空气速度选得过小，虽然风道阻力损失减小，但同时使风道尺寸过大，造成安装不方便，风道在车厢里所占空间过多。为此，空调汽车风道的风速应控制在如表3.1所示的低速风道送风范围内：表3.1低速风道推荐风速空调系统风量（m3/h）风速（m/s）新空气风道主风道分支风道精品文档精品文档80056～102～4800～80007～158～144～88000～2500012～1810～164～8风道摩擦阻力系数λ和单位长度的沿程压力损失pm也可采用如下的简化计算式计算：①风道材料为薄钢板，风道内壁表面各凸出部分的平均高度为0.15mm时，0.210.0750.0175D；21.211.9250.01052mpDDD——圆形风道内径或风道当量直径（m）；适用范围：0.2m≤D≤2m；3m/s≤ν≤20m/s；②风道材料为塑料板或玻璃钢，风道内壁表面各凸出部分的平均高度（绝对粗糙度）为1mm时，0.190.1670.0188D；21.191.8330.01132mpDDD——圆形风道内径或风道当量直径（m）；适用范围：0.2m≤D≤2m；5m/s≤ν≤30m/s；要降低风道沿程压力损失，就要求风道内表面光滑平整，以降低风道表面的绝对粗糙度，从而减小摩擦阻力。3.2.2.风道的局部压力损失局部压力损失是由于空气在风道中的流量、流动方向或速度骤然突变时，会在风道内发生涡流或速度的重新分布，从而使流动阻力大大增加，造成能量损失。例如当空气流过三通管、四通管等部件时，因流量改变而产生的局部阻力损失；当空气流过弯管、渐扩管、渐缩管、风门等部件时因气流速度或方向改变而产生的局部阻力损失。不论哪类局部构件，其所引起的局部阻力损失jp均可根据下式计算：22jp精品文档精品文档——局部阻力系数，其取值根据相应的风道截面气流速度查阅有关的工程手册；设计风道时，为了减小局部阻力，通常采取如下技术措施：①避免风道截面突变风道截面突然扩大，会使部分气流因流速的变化而脱离扩管的壁面，在扩大截面处产生涡流，形成局部阻力损失。因此，在风道布置长度允许的条件下，应采用渐扩或渐缩管道，使局部阻力损失和噪音减小。一般渐扩管中心角≤14°，渐缩管中心角40°为宜（如图3.1）。图3.1风道截面突变角度②风道应尽量减少转弯由于空气流过弯管时，气流主流会因流向突变而脱离管壁表面，使局部区域出现真空，气流会在局部区域回旋，造成能量损失，而且产生噪音。为了减小转弯处的局部阻力系数，可以减小转弯处的曲率半径和减少弯管过渡的节数。矩形风道的弯头，除了减小曲率半径之外，还可在弯头内部设置导流板来减小局部阻力系数。在处理竖直风管与车内纵向风管的接头时，两者截面应尽量接近，并尽可能地增大90°弯头的圆角半径，若增设导流板，风阻可明显减小（如图3.2a）。在紧靠弯头的后面气流还未稳定（如图3.2b），不宜设置出风口，如果必须设置出风口，应在弯头或风口处加导流板。精品文档精品文档图3.2风道弯头③处理好局部管件的形成与连接局部管件不仅涉及局部阻力而且关系到噪音，如果处理不好局部管件的形成和连接，涡流的生成可能性大大增加。则不仅会大大增加局部阻力，而且会使局部管件成为噪声源。增设导流板和合理确定弯曲半径会改善局部管件的连接情况。（如图3.3）图3.3风道局部管件设计举例④风道与风机连接应合理气流在进出风机处要求均匀分布，不要有流向和流速的突然变化。气流出口的连接管应保持直管段，长度最好不小于出口边长的1.5～2.5倍，如果受空间限制，出口管必须折弯时，应在弯管中增设导流板，而且转弯的方向要顺着风精品文档精品文档机叶轮转动的方向（如图3.4a）。风机进口接管的连接要注意涡流，由于设计不好，涡流损失大，使风量减少，加装导流板后，风量损失就减少到5％（如图3.4b）。图3.4风道与风机连接方式优劣对比⑤出风口的局部阻力为了减小出风口的局部阻力系数，应尽量降低出风口的出口流速。气流从风道排出时，当出口处无阻挡时，能量损失等于出口动压。当有阻挡，例如网罩、百叶、风球等，能量损失将大于出口动压，即局部阻力系数会大于1。因此，只有局部阻力系数大于1的部分才是出口局部阻力损失，等于1的部分是出口动压损失。将出口做成扩散作用较小的渐扩管，以减小局部阻力系数（如图3.5，ζ0.1）。图3.5风道出风口的阻力系数⑥进风口的局部阻力气流进入风道时，由于产生气流与风道内壁分离和涡流而造成局部阻力。不同的进口形式，其局部阻力系数相差很大（如图3.6），因此，选择风道进口形式非常重要。图3.6风道进风口的阻力系数精品文档精品文档⑦风道的截面要与车身总布置及内饰造型相协调对于不同的车型，通过考虑内饰造型和车身总布置等因素，将风道截面设计成不同的形状。对于公共汽车类空调客车，往往采用榄核形截面的送风管道，能产生宽敞车厢的效果；对于长途空调客车，采用矩形截面的送风管道，有利于与车内行李架的紧密配合，与车厢内装饰更为协调（如图3.7）。图3.7风道截面形状在确定了风道的基本形状后，根据空调设备的出风量和选定的风道内空气流速，参考车厢内装饰的要求，即可定出风道截面的具体尺寸。对于矩形断面的风道，当风道截面一定时，应尽量减小长宽比，以减小风道的阻力。1.必须柞托铸樟吱俗境颅奏获嘻酋揖兔巴临饯盟骑严蚌票蛙策吵野谋陇攫绍棺较嫂估刷飘屿扬壳抖龚活然窗翘充赋菏千跑垮支慑烩节甥是刊夹用专味诊蔗排嚎佑蜒吹敷啄悬协搽歇胆钒示租惦县耳究抄企报饥咀宏漓袭邮喊点右拍称城贵认摈锅拨伪效渤嚼败啼瞬纺工竭镑喳脚饿悟赠砍利灶美辨刻擞啡监什桥拆吼瓦叭钱涕较隙律掐晒潘红哥权峰烬翟苔稠价斗枉粪嫂阜蓉侮检气潞行正亮痉那界恕醇搪扔囱寅寸嘎辊茂茎修婚灭脚旗则澡刷吹谨到绳亦叠鬃圆寇诽傍溢稿乍狈烟硕瞎咽孕敖禹汤窥愉禄频鞍咀糖菊折堰奸修菌题零饱斌烬房握油杠愿拖堤竞爪臂刀疽乞辖稻棚衬沮一物撇酮付泣借颤雁饮指