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。

自然吃水速度体积流量

自然吃水头

自然吃水头可计算为

dh_mmH2O= 1000 h (ρ_o-ρ_r) /ρ_水(1）

在哪里

dh_mmH2O=头在毫米水柱(毫米H₂O)

ρ_o=室外空气密度(kg/m^3.）

ρ_r=空气内部密度(kg/m^3.）

ρ_水=密度水(一般为1000kg /m^3.）

H =出风口与进风口高度(m)

流体中的静压和压头

自然通风压力

方程(1）可修改为SI压力单位:

Dp = g (ρ_o-ρ_r) 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

与空气密度1.293公斤/米^3.在0^oC -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)

或

ρ= 353 / (273 + t) (2b)

在哪里

ρ=空气密度(kg/m^3.）

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。

在你的主屏幕上创建这个计算器的快捷方式?

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 / d_h) (ρ_rv²/ 2)+Σξ1／2ρ_rv²（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)

d_h＝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 (ρ_o-ρ_r) h) / (λlρ_r/ d_h+Σξρ_r）]^1／2（4）

式(4)也可以修改表示风管的风量

问π d_h²/4 [(2 g (ρ_o-ρ_r) h) / (λlρ_r/ d_h+Σξρ_r）]^1／2（5）

在哪里

Q =风量(m^3./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。

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－10^oC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

ρ_o= (1.293 kg/m^3.) (273k) / (273k) + (-10)^oC))

＝1.342公斤/米^3.

内部空气密度可计算为

ρ_r= (1.293 kg/m^3.) (273k) / (273k) + (20^oC))

＝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/m^3.) -(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

＝0.12米^3./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

自然草图-英制和公制单位(pdf)