汽车隔热棉
3。 I汽车风道通用设计规范
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：
     
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(Re<2300），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
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
〈800
〈5
6～10
2～4
800～8000
7~15
8～14
4～8
8000~25000
12～18
10～16
4～8
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，
      ；   
D——圆形风道内径或风道当量直径（m）；
适用范围：0.2m≤D≤2m； 3 m/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,
          ；   
D—-圆形风道内径或风道当量直径（m);
适用范围：0。2m≤D≤2m； 5 m/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均可根据下式计算:
                         
—-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。