原理——三种压力，一条伯努利链
风管中的空气把压力装在两个"钱包"里：静压 \(p_s\)（作用在管壁上、做有效功的部分）与 动压 \(p_v\)（随气流运动、只有减速才能回收的部分），两者之和即全压 \(p_t\)。 风机选型的本质，就是把流程上花掉的每一分压力都算清楚。
1 · 三个压力的定义式
美制速算式把 ρ = 0.0752 lb/ft³ 与 fpm→in-wg 换算并入常数 4005——例如 1,000 fpm → (1000/4005)² ≈ 0.062 in-wg。含损失的伯努利关系：全压只在摩擦与管件耗散处下降； 静压还要随流速变化（断面变化）而移动——加速时静压换出动压，减速时换回。
2 · 风机全压与风机静压
FTP 是风机在进出口两断面之间必须提供的全压升。FSP 从中扣掉风机出口动压 \(p_{v,o}\)：在自由排风 场合，这部分功始终锁定在流动的空气里，无法转化为有效静压。经典的静压法（全部静压损失＋出口 动压）是偏保守的——它等于 FTP，恰好漏掉了 FSP 享受的 \(p_{v,o}\) 抵扣，把需求高估了 \(p_{v,o}\)。
3 · 沿流程逐段累加
每段按各自的动压取值：达西摩擦采用镀锌钢板（ε ≈ 0.15 mm、标准空气）的 Colebrook λ，再加上管件 系数 ζ 之和。从大气（表压 0）出发，走过吸风侧、穿过风机、到达自由排风口，链条闭合：
$$\text{FTP} \;=\; \sum_{\text{全部管段}} \Delta p \;+\; p_{v,\text{出口}} \qquad\Longrightarrow\qquad \text{FSP} \;=\; \sum_{\text{全部管段}} \Delta p \;+\; p_{v,\text{出口}} - p_{v,o}$$4 · 简化管件 ζ 表（可复用）
| 管件（简化取值） | ζ——局部动压的倍数 |
|---|---|
| 45° 弯头 | 0.12 |
| 90° 光滑弯头，r/D = 1.5 | 0.15 |
| 90° 弯头，r/D = 1.0（五节） | 0.22 |
| 90° 直角弯＋导流叶片 | 0.35 |
| 90° 直角弯（无导流叶片） | 1.20 |
| 三通——支流方向 | 1.00 |
| 锐边入口（风管自静压箱引出） | 0.50 |
| 蝶形风阀约 2/3 开度 | 1.00 |
| 突然扩大，面积比 2:1（按小管动压取） | 0.25 |
| 突然缩小，面积比 2:1 | 0.15 |
以上为方案阶段的工程估算值——最终选型应以厂家数据为准。串联管件系数直接相加：两只 r/D = 1.0 弯头记 Σζ = 0.44。
5 · 红绿灯判定阈值
| 裕量（可选 − 需求）/ 需求 | 判定 | 建议动作 |
|---|---|---|
| 🟢 −5% … +15% | 匹配 | 无需处理——裕量适度且不浪费 |
| 🟡 +15% … +40% | 偏大 | 用风阀平衡或降速（变频）调节 |
| 🔴 > +40% | 严重偏大 | 重新选型或降速运行 |
| 🟡 −15% … −5% | 略偏小 | 核查过滤器积尘、盘管污堵与漏风 |
| 🔴 < −15% | 不足 | 风量将远低于设计值——重新选型 |
| 出口动能占比 pv,出口 / FTP | 判定 |
|---|---|
| 🟢 ≤ 10% | 排空浪费的风机做功很少 |
| 🟡 10% … 20% | 偏大——可考虑加大末端风管或设出口锥管 |
| 🔴 > 20% | 占主导——放大末段断面或增设扩散器 |
速查表——标准空气：风量 ↔ 流速 ↔ 动压
圆形镀锌风管在三个常用设计流速下的风量。对应流速的动压（标准空气）： 1,000 fpm → 0.062 · 1,500 fpm → 0.140 · 2,000 fpm → 0.249 · 2,500 fpm → 0.390 in-wg （约 62 / 140 / 249 / 390 Pa）。
| D (in) | A (ft²) | cfm @ 1,000 fpm | cfm @ 1,500 fpm | cfm @ 2,000 fpm | cfm @ 2,500 fpm |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 0.349 | 349 | 524 | 698 | 873 |
| 10 | 0.545 | 545 | 818 | 1,091 | 1,364 |
| 12 | 0.785 | 785 | 1,178 | 1,571 | 1,963 |
| 14 | 1.069 | 1,069 | 1,604 | 2,138 | 2,673 |
| 16 | 1.396 | 1,396 | 2,094 | 2,793 | 3,491 |
| 18 | 1.767 | 1,767 | 2,651 | 3,534 | 4,418 |
| 20 | 2.182 | 2,182 | 3,272 | 4,363 | 5,454 |
| 22 | 2.640 | 2,640 | 3,960 | 5,280 | 6,600 |
| 24 | 3.142 | 3,142 | 4,712 | 6,283 | 7,854 |
| 28 | 4.276 | 4,276 | 6,414 | 8,552 | 10,690 |
| 32 | 5.585 | 5,585 | 8,378 | 11,170 | 13,963 |
SI 版速查表（v 单位 m/s，Q 单位 m³/h）。对应动压：4 m/s → 9.6 · 6 m/s → 21.7 · 8 m/s → 38.5 · 10 m/s → 60.2 Pa。
| D (mm) | A (m²) | m³/h @ 4 m/s | m³/h @ 6 m/s | m³/h @ 8 m/s | m³/h @ 10 m/s |
|---|---|---|---|---|---|
| 250 | 0.049 | 707 | 1,060 | 1,414 | 1,767 |
| 315 | 0.078 | 1,122 | 1,683 | 2,244 | 2,806 |
| 400 | 0.126 | 1,810 | 2,714 | 3,619 | 4,524 |
| 500 | 0.196 | 2,827 | 4,241 | 5,655 | 7,069 |
| 630 | 0.312 | 4,489 | 6,733 | 8,978 | 11,222 |
| 800 | 0.503 | 7,238 | 10,857 | 14,476 | 18,096 |
| 1000 | 0.785 | 11,310 | 16,965 | 22,619 | 28,274 |
符号表
| 符号 | 含义 | SI | HVAC 美制 |
|---|---|---|---|
| Q | 风量 | m³/s | cfm |
| v、V | 风管内空气流速 | m/s | fpm |
| A | 风管断面积，πD²/4 | m² | ft² |
| ρ | 空气密度（标准空气 1.2041） | kg/m³ | lb/ft³ |
| pv（Pd） | 动压，½ρv² | Pa | in-wg |
| ps | 静压 | Pa | in-wg |
| pt | 全压，ps + pv | Pa | in-wg |
| pt,i、pt,o | 风机进口 / 出口全压 | Pa | in-wg |
| FTP | 风机全压，pt,o − pt,i | Pa | in-wg |
| FSP | 风机静压，FTP − pv,o | Pa | in-wg |
| pv,o | 风机出口动压 | Pa | in-wg |
| λ | 达西摩擦系数（Colebrook，ε ≈ 0.15 mm） | — | — |
| ζ | 管件局部阻力系数，× 局部动压 | — | — |
| L、D | 管段长度 / 直径 | m | ft、in |
锚点算例——一组闭环（即页面默认值）
6,000 cfm（10,194 m³/h）标准空气，管段取默认值（610 mm 两段 9.14 m＋15.24 m，508 mm 两段 12.19 m＋9.14 m，ζ = 0.50 / 0.44 / 0.25 / 0.35），可选风机 FSP 1.30 in-wg（323.8 Pa）。 下表每一步都可在计算器中复现；数值按 0.001 in-wg 取整（工具内部保持全精度，取整后再相加最多漂移 ±0.001）。
| 步骤 | 量 | 数值 |
|---|---|---|
| 1 | 24 in 风管面积 A = πD²/4 | 3.142 ft² |
| 2 | 流速 v = 6,000 / 3.142 | 1,910 fpm（9.70 m/s） |
| 3 | 动压 pv = ρv²/2（610 mm 段） | 0.228 in-wg（56.7 Pa） |
| 4 | 20 in 风管 → v = 2,750 fpm → pv | 0.472 in-wg（117.5 Pa） |
| 5 | 吸风段 1：9.14 m 摩擦 + ζ 0.50 · pv | 0.055 + 0.114 = 0.169 |
| 6 | 送风段 1：15.24 m 摩擦 + ζ 0.44 · pv | 0.092 + 0.100 = 0.192 |
| 7 | 送风段 2：12.19 m 摩擦 + ζ 0.25 · pv | 0.185 + 0.118 = 0.303 |
| 8 | 送风段 3：9.14 m 摩擦 + ζ 0.35 · pv | 0.139 + 0.165 = 0.304 |
| 9 | 风机进口全压 pt,i | −0.169 in-wg |
| 10 | 风机出口全压 pt,o = 出口动压 + 送风侧损失 | 1.270 in-wg |
| 11 | FTP = 1.270 − (−0.169) | 1.439 in-wg（358.5 Pa） |
| 12 | FSP = 1.439 − 0.228 | 1.212 in-wg（301.8 Pa） |
| 13 | 对可选 1.30 in-wg 的裕量 = (1.30 − 1.212)/1.212 | 🟢 +7.3%——匹配 |
| 14 | 出口动能占比 0.472 / 1.439 | 🔴 32.8%——应放大末端风管 |
链条按全精度（4 位小数）严格闭合：FSP + pv,o = 1.2118 + 0.2275 = 1.4393 = FTP = Σ 管段损失（0.9675）＋出口动压（0.4718）。🔴 的出口动能占比是刻意保留的教学点——2,750 fpm 的自由 排风会把近三分之一的 FTP 以射流动能形式白白排掉。