风管尺寸计算 · 等摩阻法风管计算器
在风量之外，再输入比摩阻（等摩阻法）、风速、直径中的任意一个，即可直接求出圆形风管直径、矩形风管尺寸、风速和动压。公式和代入的数字在结果下方的“计算过程”中，常数和出处在本页下方的“计算依据”中。
风管尺寸表（按风量，比摩阻 1 Pa/m）
用上方计算器的初始值（比摩阻 1.0 Pa/m ≈ 0.1 mmH₂O/m，镀锌钢板 ε 0.09 mm，空气 20 °C）做同样计算的结果。圆形直径和风速是比摩阻恰为 1 Pa/m 时的值，规格直径和矩形风管是按 50 mm 进位后的尺寸。
| 风量 m³/h | 风量 CFM | 圆形直径 mm | 风速 m/s | 规格直径 mm | 矩形 1 : 1, mm | 矩形 2 : 1, mm | 矩形 3 : 1, mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 500 | 294.3 | 210 | 3.99 | 250 | 200 × 200 | 300 × 150 | 350 × 150 |
| 1,000 | 588.6 | 273 | 4.75 | 300 | 250 × 250 | 400 × 200 | 450 × 150 |
| 2,000 | 1,177 | 354 | 5.65 | 400 | 350 × 350 | 500 × 250 | 600 × 200 |
| 3,000 | 1,766 | 412 | 6.24 | 450 | 400 × 400 | 550 × 300 | 700 × 250 |
| 5,000 | 2,943 | 500 | 7.07 | 550 | 500 × 500 | 700 × 350 | 850 × 300 |
| 7,500 | 4,414 | 583 | 7.81 | 600 | 550 × 550 | 800 × 400 | 1,000 × 350 |
| 10,000 | 5,886 | 650 | 8.37 | 650 | 600 × 600 | 900 × 450 | 1,100 × 400 |
| 15,000 | 8,829 | 758 | 9.24 | 800 | 700 × 700 | 1,000 × 500 | 1,250 × 450 |
| 20,000 | 11,770 | 845 | 9.90 | 850 | 800 × 800 | 1,150 × 600 | 1,400 × 500 |
矩形风管为相同风量下摩擦阻力相同的尺寸（Huebscher 当量直径），单位为 宽 × 高 mm。其他风量、比摩阻、长宽比请输入上方计算器。
计算依据
圆形风管的摩擦阻力用达西-魏斯巴赫（Darcy-Weisbach）公式计算，摩擦阻力系数用柯尔布鲁克（Colebrook）公式求得。以比摩阻为依据时，求使该 R 等于输入值的直径；矩形风管则换算为相同风量下摩擦阻力相同的尺寸（圆形当量直径）。
| 项目 | 公式 | 说明与依据 |
|---|---|---|
| 摩擦阻力（达西-魏斯巴赫公式） | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R 单位 Pa/m，D 单位 m，ρ 单位 kg/m³，V 单位 m/s。ASHRAE“Duct Design”章的 Darcy 公式 |
| 摩擦阻力系数（柯尔布鲁克公式） | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7 D) + 2.51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300。f 在公式两边都有，需迭代求解（以 Haaland 近似式为初值，迭代到相对误差 10⁻¹²）。Re 在 2300～4000 的过渡区也用此式，使阻力取得偏大 |
| 摩擦阻力系数（层流） | f = 64 / Re | Re < 2300（Hagen-Poiseuille）。结果中标注为“层流” |
| 雷诺数与动压 | Re = V·D / ν, Pv = ρV²/2 | V = Q / A, A = πD²/4 |
| 空气密度 | ρ = p / (R_da · T) | 干空气，p = 101.325 kPa，R_da = 287.042 J/(kg·K)（ASHRAE 2017 第 1 章，与本站湿空气计算采用相同的值）。20 °C 时为 1.204 kg/m³ |
| 黏度（Sutherland 公式） | μ = μ₀ (T/T₀)^1.5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρ | 空气 μ₀ = 1.716 × 10⁻⁵ Pa·s，T₀ = 273.15 K，S = 110.4 K（White）。20 °C 时 ν = 1.506 × 10⁻⁵ m²/s，与常见物性表的值（1.51 × 10⁻⁵ 左右）相差不到 1 % |
| 矩形风管流量当量直径（Huebscher 公式） | De = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | 相同风量、相同长度下摩擦阻力相同的圆形直径（ASHRAE“Duct Design”章）。例：400 × 200 mm → 305 mm。矩形风管的实际风速另按 Q/(a·b) 计算 |
| 标准尺寸 | D, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mm | 圆形直径和矩形的两条边都按 50 mm 进位（固定一边时只进位另一边）。当量直径随两边增大只增不减，所以进位后不小于计算值，摩擦阻力不会超过输入值。之后重新计算风速和阻力。实际规格请核对厂家样本 |
| 矩形风管范围 | 1 ≤ a/b ≤ 8, 短边 ≥ 50 mm | 超过 4 : 1 会发出警告（截面积相同时周长变长，摩擦阻力和材料用量增加）。超过 8 : 1 或短边小于 50 mm 时，本计算器不予计算 |
材料粗糙度 ε
ASHRAE Handbook Fundamentals (SI)“Duct Design”章表 1 的粗糙度分类值（Smooth 0.03 · Medium smooth 0.05 · Average 0.09 · Medium rough 0.9 · Rough 3.0 mm）。材料示例是该表中归入相应类别的材料。同一种材料也会因接缝间距和施工情况而范围很宽，其他数值请用“自定义”输入。
| 材料 | ε (mm) | ASHRAE 分类 |
|---|---|---|
| 镀锌钢板 | 0.09 | Average（平均） |
| 光滑管（拉制管、PVC 管） | 0.03 | Smooth（光滑） |
| 商用钢管 | 0.05 | Medium smooth（较光滑） |
| 玻璃纤维风管 | 0.9 | Medium rough（较粗糙） |
| 柔性风管（完全拉直） | 3.0 | Rough（粗糙） |
空气物性（干空气，101.325 kPa）
| 温度 °C | 密度 ρ kg/m³ | 黏度 μ Pa·s | 运动黏度 ν m²/s |
|---|---|---|---|
| −20 | 1.3944 | 1.615 × 10⁻⁵ | 1.158 × 10⁻⁵ |
| 0 | 1.2923 | 1.716 × 10⁻⁵ | 1.328 × 10⁻⁵ |
| 20 | 1.2042 | 1.813 × 10⁻⁵ | 1.506 × 10⁻⁵ |
| 40 | 1.1272 | 1.907 × 10⁻⁵ | 1.692 × 10⁻⁵ |
| 60 | 1.0596 | 1.999 × 10⁻⁵ | 1.886 × 10⁻⁵ |
风速和比摩阻怎么取
本计算器以 15 m/s 为界区分低速风管和高速风管：圆形或矩形风管的风速超过 15 m/s 时会提示（具体界限请按项目所执行的设计规范确认）。
等摩阻法是用主风管上选定的单位长度摩擦阻力（常取 1 Pa/m，约 0.1 mmH₂O/m）来确定所有管段的直径。每一段只需改填该段的风量。
示例
风量 10,000 m³/h，比摩阻 1.0 Pa/m，镀锌钢板（ε 0.09 mm），20 °C 空气：Q = 2.778 m³/s，D = 649.9 mm，V = 8.37 m/s，Re = 361,000，f = 0.0154。按 50 mm 进位为 650 mm。
同一风管改为 2 : 1 矩形，计算值为 853 × 427 mm，两条边按 50 mm 进位后为 900 × 450 mm（当量直径 686 mm，实际风速 6.86 m/s，比摩阻 0.77 Pa/m）。
出处
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI)，“Duct Design”章：Darcy 与 Colebrook 公式，表 1 材料粗糙度，Huebscher 圆形当量直径
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- Huebscher, R. G. (1948), Friction equivalents for round, square and rectangular ducts, ASHVE Transactions 54
- Haaland, S. E. (1983), Simple and explicit formulas for the friction factor in turbulent pipe flow, Journal of Fluids Engineering 105（迭代初值与校核）
- White, F. M., Viscous Fluid Flow：空气 Sutherland 公式的常数
常见问题
风管尺寸怎么按风量确定？
用等摩阻法时，先确定主风管的单位长度摩擦阻力（常取 1 Pa/m，即 0.1 mmH₂O/m），再按各管段的风量求直径。例如 10,000 m³/h、1 Pa/m、镀锌钢板，圆形为 650 mm（风速 8.37 m/s），2 : 1 矩形为 900 × 450 mm。常用风量已整理在上方的风管尺寸表中。
风管风速一般取多少 m/s？
本计算器以 15 m/s 为界区分低速风管和高速风管，圆形或矩形风管的风速超过 15 m/s 时会提示（具体界限请按项目所执行的设计规范确认）。按 1 Pa/m 等摩阻选取时，如上表所示，风量 500～20,000 m³/h 对应的风速约为 4～10 m/s。
矩形风管怎么换算成圆形风管？
用 Huebscher 公式 De = 1.30 (ab)^0.625 / (a + b)^0.25 求相同风量下摩擦阻力相同的圆形当量直径。例如 900 × 450 mm 矩形风管的当量直径约为 686 mm。它与截面积相同的圆形直径不是同一个值。
0.1 mmH₂O/m 和 1 Pa/m 是同一个值吗？
几乎相同。0.1 mmH₂O/m = 0.98 Pa/m，1 Pa/m = 0.102 mmH₂O/m。实际工作中常把两者当作同一个标准。
最后更新：2026-10-12。