3. 简单并联通风网络风量自然分配计算

两条并联巷道的自然分风关系

并联网络的自然分风有一个核心约束：两条分支的两端节点相同，因此它们的通风阻力（风压降）必然相等。设并联节点间压差为 h，两条分支风阻为 R₁、R₂，风量为 Q₁、Q₂，则同时满足：

• 风压相等：h = R₁Q₁² = R₂Q₂²
• 风量守恒：Q总 = Q₁ + Q₂

由风压相等可直接导出风量分配比：Q₁/Q₂ = √(R₂/R₁)。即风量与风阻的平方根成反比——风阻小的分支自然分得更多风量。结合风量守恒可解得：

Q₁ = Q总 · √R₂ / (√R₁ + √R₂)，  Q₂ = Q总 · √R₁ / (√R₁ + √R₂)

示例计算：R₁ = 0.8、R₂ = 0.2，Q总 = 60 m³/s

取两条并联巷道的风阻分别为 R₁ = 0.8 N·s²/m⁸、R₂ = 0.2 N·s²/m⁸，总风量 Q总 = 60 m³/s。先算平方根：√R₁ = √0.8 ≈ 0.8944，√R₂ = √0.2 ≈ 0.4472。

Q1 = 60 × 0.4472 / (0.8944 + 0.4472) = 60 × 0.4472 / 1.3416 ≈ 20.0 m³/s
Q2 = 60 × 0.8944 / (0.8944 + 0.4472) = 60 × 0.8944 / 1.3416 ≈ 40.0 m³/s
校验：Q1 + Q2 = 60 m³/s ✓
校验风压：h1 = 0.8 × 20² = 320 Pa；h2 = 0.2 × 40² = 320 Pa ✓

结果：风阻较小的分支2分得 40 m³/s，是分支1（20 m³/s）的两倍。这与分配比 √R₁/√R₂ = 2 完全一致。

风阻比对分配结果的影响

保持 R₁ = 0.8 不变，改变 R₂，观察分支2的风量占比 k = √R₁/(√R₁+√R₂) 的变化（总风量仍取 60 m³/s）：

可归纳出三条规律：

1. 风阻比越大，分风越不均衡。当 R₁/R₂ 从 1 增至 16，分支2的风量占比从 50% 升到 83.8%，分支1被明显"挤压"。
2. 风量比只取决于风阻比的平方根。风阻比 4 倍时风量比仅 2 倍，说明风量对风阻变化的敏感度被平方根"压缩"，调节风阻来改变分风需要较大幅度。
3. 节点压差随风阻降低而下降。并联总风阻 R并 = h/Q总²，随低阻分支加入而减小，这也是并联网络比串联更"省压"的原因。