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1、 1、機(jī)熔除硫管路計算:風(fēng)量的計算:根據(jù)設(shè)備使用方提供的圖紙得知管路的總管(水平管)尺寸為600,取總管風(fēng)速為:16m/s風(fēng)速取值見下表:除塵風(fēng)管的最低風(fēng)速(m/s)(表F002)粉塵類別粉塵名稱垂直水平粉塵類別粉塵名稱垂直水平纖維粉塵干鋸木、小刨屑紡織塵1012礦物粉塵重礦物粉塵1416木屑、刨花1214輕礦物粉塵1214干燥粗刨花、大塊干木屑1415灰土、沙土1618潮濕粗刨花、大塊干木屑1820干細(xì)型沙1720棉絮810金剛沙、鋼玉粉1519麻1113金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923石棉粉塵1218鉛塵2025礦物粉塵耐火粉塵材料1417其它粉塵輕質(zhì)干燥塵末(木加工粉)810黏土1
2、316煤塵1113石灰石1416焦炭粉塵1418水泥1218谷物粉塵1012所以風(fēng)量為:Q=16278m3/h(根據(jù)D=(4 Q/3600)0.5脫硫除塵系統(tǒng)的阻力確定:支管的阻力:(支管為垂直管,風(fēng)速取14m/s,風(fēng)量為6000m3/h左右) 支管1的局部壓力損失系數(shù):吸風(fēng)罩1=0.15 彎頭2=0.28 風(fēng)閥3=0.17漸擴(kuò)管4=0.56 =1.16所以支管1的壓力損失為:P1=(Rm×L2/2) =5.897×81.16×118 =185Pa支管2和3是對稱布置,所以壓損基本和1相同。主管的壓損:主管的局部壓力損失系數(shù):漸擴(kuò)管4=0.56 彎頭3=0.28
3、風(fēng)帽4=1 =1.84所以主管的壓力損失為:Pz=(Rm×L2/2) =4.405×261.84×154.112 =399Pa脫硫除塵系統(tǒng)的總壓損:P=P1P2P3PzPC(廢氣處理裝置壓損為8001000Pa) =1954Pa根據(jù)風(fēng)量和壓損選定風(fēng)機(jī)的型號:4-72No6C 轉(zhuǎn)速:2240r/min(流量19124 m3/h,全壓2004Pa)N=15kw 電機(jī)型號:Y160L-42、鑄造廠清理抽風(fēng)管路計算:風(fēng)量的計算:根據(jù)設(shè)備使用方提供的圖紙得知車間尺寸為77×50×10m,取車間換氣次數(shù)為:20次/h換氣次數(shù)取值見下表:每小時各種場所換氣次
4、數(shù)場所種類次數(shù)場所種類次數(shù)醫(yī)院診療室6工廠一般作業(yè)室6手術(shù)室15涂裝室20消毒室12變電室20學(xué)校禮堂6放映室15教室46衛(wèi)生間10實驗室有害氣體塵埃發(fā)出地20以上所以處理風(fēng)量為: Q=N×V=770000m3/h,由于采用兩臺風(fēng)機(jī)對稱處理,所以單臺風(fēng)機(jī)處理量為385000m3/h鑄造廠清理系統(tǒng)的阻力確定:支管的阻力:(支管為垂直管,風(fēng)速取16m/s,風(fēng)量為77000m3/h左右(5個支管),支管尺寸1200) 支管1的局部壓力損失系數(shù): 彎頭1=0.28 彎頭2=0.28 風(fēng)閥3=0.17漸擴(kuò)管4=0.56 =1.29所以支管1的壓力損失為:P1=(Rm×L2/2) =2
5、.012×181.29×154.112 =235Pa支管2、3和4、5是對稱布置,所以壓損基本和1相同。主管的壓損:主管的局部壓力損失系數(shù):漸擴(kuò)管4=0.56 彎頭3=0.28 風(fēng)帽4=1 =1.84所以主管的壓力損失為:Pz=(Rm×L2/2) =4.405×451.84×195.048 =556Pa鑄造廠清理系統(tǒng)的總壓損:P=P1P2P3PzP4+P5 =1731Pa根據(jù)風(fēng)量和壓損選定風(fēng)機(jī)的型號:T4-72No2-20E 轉(zhuǎn)速:660r/min(流量408000 m3/h,全壓1844Pa)N=315kw 電機(jī)型號:Y450-508(JSQ
6、-148-8)通風(fēng)除塵管網(wǎng)的設(shè)計計算第六章第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算通風(fēng)管道計算有兩個基本的任務(wù):一是確定管道的阻力, 以確定通風(fēng)除塵系統(tǒng)所需的風(fēng)機(jī)性能; 二是確定管道的尺寸(直徑),管道設(shè)計的合理與否直接影響系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算一. 管道壓力計算(一) 管道的阻力計算管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力. 摩擦阻力由空氣的粘性力及空氣與管壁之間的摩擦作用產(chǎn)生, 它發(fā)生在整個管道的沿程上, 因此也稱為沿程阻力. 第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算管道的阻力計算局部阻力則是空氣通過管道的轉(zhuǎn)彎, 斷面變化, 連接部件等處時, 由于渦流,沖擊作用產(chǎn)生的能量損失.1. 摩擦阻
7、力管道的摩擦阻力采用下式計算:Pm=·(L/De)·U2/2式中Pm-摩擦阻力, Pa;-摩擦阻力系數(shù), 其值與流態(tài)有關(guān);L-管道長度, m;第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算管道的阻力計算1. 摩擦阻力管道的摩擦阻力采用下式計算:Pm=·(L/De)·U2/2式中Pm-摩擦阻力, Pa;-摩擦阻力系數(shù), 其值與流態(tài)有關(guān);L-管道長度, m;-空氣密度, Kg/m3;U-管內(nèi)平均流速, m/s;De-風(fēng)管的當(dāng)量直徑, m.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算當(dāng)量直徑: De= 4·f/P式中f-管道的斷面積, m2;P-管道的周長, m.對于圓管, 當(dāng)量直徑
8、即為管道的直徑. 對于矩形管, 通常采用兩種當(dāng)量直徑,即流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑. 流速當(dāng)量直徑是假設(shè)當(dāng)量管道的流速與矩形管的流速相等, 并且單位長度的摩擦阻力也相等. 由此推得流速當(dāng)量直徑為:De=2ab/(a+b)a,b為矩形管斷面的長, 寬邊尺寸.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算流量當(dāng)量直徑是假設(shè)等效圓管的流量與矩形管的流量相等, 并且單位長度的摩擦阻力也相等. 由此推得流量當(dāng)量直徑為:實際計算中多采用流速當(dāng)量直徑.在實際設(shè)計計算中, 一般將上述摩擦阻力計算式作一定的變換, 使其變?yōu)楦庇^的表達(dá)式. 目前有如下兩種變換方式:第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(1) 比摩阻法: 令 Rm=(/De
9、)·U2/2稱Rm為比摩阻, Pa/m, 其意義是單位長度管道的摩擦阻力. 這樣摩擦阻力計算式則變換成下列表達(dá)式:Pm=Rm·L為了便于工程設(shè)計計算, 人們對Rm的確定已作出了線解圖, 設(shè)計時只需根據(jù)管內(nèi)風(fēng)量,管徑和管壁粗糙度由線解圖上即可查出Rm值, 這樣就很容易由上式算出摩擦阻力. 第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(2) 綜合摩擦阻力系數(shù)法: 管內(nèi)風(fēng)速U=L/f, L為管內(nèi)風(fēng)量, f為管道斷面積. 將U代入摩擦阻力計算式Pm=·(L/De)·U2/2后, 令Km=·(L/De)·/2f2則摩擦阻力計算式變換為下列表達(dá)式:Pm=Km
10、183;L2稱Km為綜合摩擦阻力系數(shù), N·S2/m8.采用 Pm=Km·L2 計算式更便于管道系統(tǒng)的分析及風(fēng)機(jī)的選擇, 因此在管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行分析與調(diào)節(jié)計算時, 多采用該計算式.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算管道摩擦阻力受多種因素的影響, 在設(shè)計計算時應(yīng)考慮這些因素. 主要影響因素有: 管壁的粗糙度和空氣溫度. 粗糙度越大, 摩擦阻力系數(shù)值越大, 摩擦阻力越大. 溫度影響空氣密度和粘度, 因而影響比摩阻Rm. 溫度上升, 比摩阻Rm下降. 線解圖上查得的Rm是20時的數(shù)值, 實際計算應(yīng)根據(jù)具體溫度進(jìn)行修正.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算2. 局部阻力局部阻力計算式為:Z=
11、3;U2/2 Pa其中為局部阻力系數(shù), 根據(jù)不同的構(gòu)件查表獲得.在通風(fēng)除塵管網(wǎng)中, 連接部件很多, 因此局部阻力較大, 為了減少系統(tǒng)運(yùn)行的能耗, 在設(shè)計管網(wǎng)系統(tǒng)時, 應(yīng)盡可能降低管網(wǎng)的局部阻力. 降低管網(wǎng)的局部阻力可采取以下措施:(1) 避免風(fēng)管斷面的突然變化;第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算2. 局部阻力(2) 減少風(fēng)管的轉(zhuǎn)彎數(shù)量, 盡可能增大轉(zhuǎn)彎半徑;(3) 三通匯流要防止出現(xiàn)引射現(xiàn)象, 盡可能做到各分支管內(nèi)流速相等. 分支管道中心線夾角要盡可能小, 一般要求不大于30°(4) 降低排風(fēng)口的出口流速, 減少出口的動壓損失;(5) 通風(fēng)系統(tǒng)各部件及設(shè)備之間的連接要合理, 風(fēng)管布置要合理
12、.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(二) 管內(nèi)壓力分布分析管內(nèi)壓力分布的目的是了解管內(nèi)壓力的分布規(guī)律, 為管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行管理提供依據(jù). 分析的原理是風(fēng)流的能量方程和靜壓,動壓與全壓的關(guān)系式.在通風(fēng)風(fēng)流基本理論一章中已作分析.主要結(jié)論:(1) 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓等于風(fēng)管的阻力和出口動壓損失之和;(2) 風(fēng)機(jī)吸入段的全壓和靜壓都是負(fù)值, 風(fēng)機(jī)入口處的負(fù)壓最大; 風(fēng)機(jī)壓出段的全壓和靜壓都是正值, 在出口處正壓最大;(3) 各分支管道的壓力自動平衡.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(一) 管道直徑的計算在計算管道直徑時, 應(yīng)滿足以下約束條件:(1) 管內(nèi)流速的要求: 對于除塵管道, 為了防止粉塵沉積管壁上, 管
13、內(nèi)流速要大于一定的數(shù)值, 即UUmin, Umin為防止粉塵沉積的最小風(fēng)速. 對非除塵管網(wǎng)可不受這個條件的約束.(2) 阻力平衡要求: 要使各分支的風(fēng)量滿足設(shè)計要求, 各分支的阻力必須平衡. 如果設(shè)計的阻力不平衡就應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié).第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(一) 管道直徑的計算(3) 管道投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的合理性: 管道直徑增大, 阻力減少, 運(yùn)行費(fèi)用降低, 但阻力增大, 運(yùn)行費(fèi)用也增大. 因此, 管徑的合理性應(yīng)表現(xiàn)在管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最小.設(shè)計時, 要使確定的管徑完全滿足上述約束條件是很困難的, 因此人們提出了各種計算方法, 常用的有以下幾種方法:第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算1. 假
14、定流速法其原理是取管內(nèi)流速等于最小風(fēng)速或經(jīng)濟(jì)風(fēng)速, 根據(jù)管內(nèi)的流量Li即可得管徑Di為:Di= 4Li/(Vmin)采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié). 假定流速法的計算步驟如下:(1) 繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸側(cè)圖, 對各管段先進(jìn)編號, 標(biāo)注各管段的長度和風(fēng)量.(2) 選擇管內(nèi)合理的空氣流速.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算(3) 根據(jù)各管段的風(fēng)量和選定的流速確定各管段的管徑, 并計算各管段的摩擦阻力和局部阻力.(4) 對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié).(5) 計算系統(tǒng)的總阻力, 并根據(jù)總阻力和總風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī).2. 等壓損法該法的原理是, 假設(shè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H為已
15、知, 各管段單位長度的壓力損失相等, 由此而求出各分支的管徑. 這種方法計算結(jié)果也很難滿足阻力平衡要求, 因此也需要進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié).第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算3. 靜壓復(fù)得法:該法原理是在管道的分支處, 由于分流使流速降低, 根據(jù)靜壓與動壓的轉(zhuǎn)換原理, 流速降低, 使風(fēng)管分支處復(fù)得一定的靜壓, 令此復(fù)得靜壓等于該管段的阻力.由此即可求得管道的直徑. 此法主要用于高風(fēng)速管網(wǎng)的計算.4. 優(yōu)化設(shè)計法:該法的原理是以管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最低作為目標(biāo)函數(shù)而獲得管道直徑. 這種方法是管網(wǎng)設(shè)計計算中的新理論, 它對于降低通風(fēng)系統(tǒng)的能耗, 提高管網(wǎng)風(fēng)平衡精度具有重要的意義.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計
16、計算均勻送風(fēng)管道的計算要求送風(fēng)管道從風(fēng)管側(cè)壁上的若干風(fēng)口(或短管), 以相同的出口速度, 均勻地把等量的空氣送入室內(nèi), 這種送風(fēng)管道稱為均勻送風(fēng)管道. 均勻送風(fēng)管道的構(gòu)造有兩種形式, 一種是均勻送風(fēng)管道的斷面變化(即斷面逐漸縮小)而側(cè)風(fēng)口(或短管)的面積相等; 另一種是送風(fēng)管道的斷面不變化而側(cè)風(fēng)口(或短管)的面積都不相等.其計算的基本原理是保持各側(cè)孔的靜壓相等. 根據(jù)管道阻力的計算和能量方程即可求得各側(cè)孔靜壓相等的關(guān)系式.第六章:通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計計算均勻送風(fēng)管道計算的目的是確定側(cè)孔的面積, 風(fēng)管斷面尺寸以及均勻送風(fēng)管段的阻力. 當(dāng)側(cè)孔的數(shù)量, 側(cè)孔的間距以及每個側(cè)孔的送風(fēng)量確定之后, 按上述原
17、理即可計算出均勻送風(fēng)管道的尺寸.三. 管道設(shè)計中的有關(guān)問題管道的阻力計算和尺寸計算只是管道設(shè)計的部分內(nèi)容, 在設(shè)計中還有許多因素需要考慮. 如風(fēng)管的布置問題, 風(fēng)管類型與材料的確定問題, 管件定型化問題. 風(fēng)管的防火防爆措施, 風(fēng)管的防腐, 泄水及保溫措施等, 在設(shè)計中都應(yīng)充分考慮.圖6-1-1 直管與彎管(一)摩擦阻力1圓形管道摩擦阻力的計算根據(jù)流體力學(xué)原理,空氣在橫斷面形狀不變的管道內(nèi)流動時的摩擦阻力按下式計算:
18、 (6-1-1)對于圓形風(fēng)管,摩擦阻力計算公式可改為: (6-1-2)圓形風(fēng)管單位長度的摩擦阻力(又稱比摩阻)為: &
19、#160; (6-1-3)以上各式中摩擦阻力系數(shù);v風(fēng)秘內(nèi)空氣的平均流速,m/s;空氣的密度,kg/m3;l風(fēng)管長度,m;Rs風(fēng)管的水力半徑,m;f管道中充滿流體部分的橫斷面積,m2;P濕周,在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中即為風(fēng)管的周長,m;D圓形風(fēng)管直徑,m。摩擦阻力系數(shù)與空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān)。
20、在通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中,薄鋼板風(fēng)管的空氣流動狀態(tài)大多數(shù)屬于紊流光滑區(qū)到粗糙區(qū)之間的過渡區(qū)。通常,高速風(fēng)管的流動狀態(tài)也處于過渡區(qū)。只有流速很高、表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管流動狀態(tài)才屬于粗糙區(qū)。計算過渡區(qū)摩擦阻力系數(shù)的公式很多,下面列出的公式適用范圍較大,在目前得到較廣泛的采用: (6-1-4)式中 K風(fēng)管內(nèi)壁粗糙度,mm;D風(fēng)管直徑,mm。進(jìn)行通風(fēng)管道的設(shè)計時,為了避免煩瑣的計算,可根據(jù)公式(6-1-3)和(6-
21、1-4)制成各種形式的計算表或線解圖,供計算管道阻力時使用。只要已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)中的任意兩個,即可利用線解圖求得其余的兩個參數(shù)。線解圖是按過渡區(qū)的值,在壓力B0=101.3kPa、溫度t0=20、寬氣密度0=1.204kg/m3、運(yùn)動粘度v0=15.06×106m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圓形風(fēng)管等條件下得出的。當(dāng)實際使用條件下上述條件不相符時,應(yīng)進(jìn)行修正。(1)密度和粘度的修正 (6-1-
22、5)式中 Rm實際的單位長度摩擦阻力,Pa/m;Rmo圖上查出的單位長度摩擦阻力,Pa/m;實際的空氣密度,kg/m3;v實際的空氣運(yùn)動粘度,m2/s。(2)空氣溫度和大氣壓力的修正 (6-1-6)式中 Kt溫度修正系數(shù)。KB大氣壓力修正系數(shù)。
23、60; (6-1-7)式中 t實際的空氣溫度,。
24、; (6-1-8)式中 B實際的大氣壓力,kPa。 (3)管壁粗糙度的修正在通風(fēng)空調(diào)工程中,常采用不同材料制作風(fēng)管,各種材料的粗糙度K見表6-1-1。當(dāng)風(fēng)管管壁的粗糙度K0.15mm時,可按下式修正。Rm=KrRmo Pa/m &
25、#160; (6-1-9)Kr=(Kv)0.25 (6-1-10)式中 Kr管壁粗糙度修正系數(shù);K管壁粗糙度,mm;v管內(nèi)空氣流速,m/s。表6-1-1 各種材料的粗糙度K風(fēng)管材
26、料粗糙度(mm)薄鋼板或鍍鋅薄鋼板0.150.18塑料板0.010.05礦渣石膏板1.0礦渣混凝土板1.5膠合板1.0磚砌體36混凝土13木板0.21.0 2矩形風(fēng)管的摩擦阻力計算上述計算是按圓形風(fēng)管得出的,要進(jìn)行矩形風(fēng)管計算,需先把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)?shù)膱A形風(fēng)管直徑,即折算成當(dāng)量直徑。再由此求得矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力。所謂“當(dāng)量直徑”,就是與矩形風(fēng)管有相同單位長度摩擦阻力的圓形風(fēng)管直徑,它有流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種。(1)流速當(dāng)量直徑假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等,并且兩者的單位長度摩擦阻力也相等,則該圓風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直
27、徑,以Dv表示。根據(jù)這一定義,從公式(6-1-1)可以看出,圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等。圓形風(fēng)管的水力半徑矩形風(fēng)管的水力半徑令則 (6-1-11)Dv稱為邊長為a×b的矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑。(2)流量當(dāng)量直徑設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管的空氣流量相等,并且單位長度摩擦阻力也相等,則該圓形風(fēng)管的直徑就稱為此
28、矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑,以DL表示。根據(jù)推導(dǎo),流量當(dāng)量直徑可近似按下式計算。 (6-1-12)必須指出,利用當(dāng)量直徑求矩形風(fēng)管的阻力,要注意其對應(yīng)關(guān)系:采用流速當(dāng)量直徑時,必須用矩形風(fēng)管中的空氣流速去查出阻力;采用流量當(dāng)量直徑時,必須用矩形風(fēng)管中的空氣流量去查出阻力。用兩種方
29、法求得的矩形風(fēng)管單位長度摩擦阻力是相等的。3摩擦阻力的轉(zhuǎn)換計算式 在實際設(shè)計計算中, 一般將上述摩擦阻力計算式作一定的變換, 使其變?yōu)楦庇^的表達(dá)式. 目前有如下兩種變換方式: (1) 比摩阻法令 稱Rm為比摩阻,Pa/m,其意義是單位長度管道的摩擦阻力。這樣摩擦阻力計算式則變換成下列表達(dá)式: &
30、#160; (6-1-13) 為了便于工程設(shè)計計算, 人們對Rm的確定已作出了線解圖, 設(shè)計時只需根據(jù)管內(nèi)風(fēng)量、管徑和管壁粗糙度由線解圖上即可查出Rm值, 這樣就很容易由上式算出摩擦阻力。(2) 綜合摩擦阻力系數(shù)法管內(nèi)風(fēng)速,L為管內(nèi)風(fēng)量,f為管道斷面積。將代入摩擦阻力計算式:后, 令
31、60; 則摩擦阻力計算式變換為下列表達(dá)式: (6-1-14) 稱Km為綜合摩擦阻力系數(shù), N·S2/m8。&
32、#160; 采用 計算式更便于管道系統(tǒng)的分析及風(fēng)機(jī)的選擇,因此,在管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行分析與調(diào)節(jié)計算時,多采用該計算式。(二)局部阻力的計算當(dāng)空氣流過斷面變化的管件(如各種變徑管、風(fēng)管進(jìn)出口、閥門)、流向 變化的管件(彎頭)和流量變化的管件(如三通、四通、風(fēng)管的側(cè)面送、排風(fēng)口)都會產(chǎn)生局部阻力。局部阻力按下式計算
33、60; (6-1-15)式中 局部阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)一般用實驗方法確定。實驗時先測出管件前后的全壓差(即局部阻力Z),再除以與速度v相應(yīng)的動壓,求得局部阻力系數(shù)值。有的還整理成經(jīng)驗公式。計算局部阻力時,必須注意值所對應(yīng)的氣流速度。由于通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中空氣的流動都處于自模區(qū),局部阻力系數(shù)只取決于管件的形狀,一般不考慮相對粗糙度和雷諾數(shù)的影響。局部阻力在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中占有較大比例,在設(shè)計時應(yīng)加以注意,為了減小局部阻力,通常采取以下措施:(1) 避免風(fēng)管斷面的突然變化。(2) 減少風(fēng)管的轉(zhuǎn)彎數(shù)量,
34、 盡可能增大轉(zhuǎn)彎半徑。 圖6-1-2 管道彎頭如圖6-1-2。布置管道時,應(yīng)盡量以直線,減少彎頭。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般大于(12)倍管徑;矩形風(fēng)管彎頭斷面的長度比(B/A)愈大,阻力愈小。在民用建筑中,常采用矩形直角彎頭,應(yīng)在其中設(shè)導(dǎo)流片。(3)三通匯流要防止出現(xiàn)引射現(xiàn)象, 盡可能做到各分支管內(nèi)流速相等. 分支管道中心線夾角要盡可能小, 一般要求不大于30°。如圖6-1-3。三通內(nèi)流速不同的兩股氣流匯合時的碰撞,以及氣流速度改變時形成渦流是造成局部阻力的原因。兩股氣流在匯合過程中的能量損失一般是不相同的,它們的局部阻力應(yīng)分別計算。合流三通內(nèi)直管的氣流速度大于支管的氣流
35、速度時,會發(fā)生直管氣流引射支管氣流的作用,即流速大的直管氣流失去能量,流速小的支管氣流得到能量,因而支管的局部阻力有時出現(xiàn)負(fù)值。同理,直管的局部阻力有時也會出現(xiàn)負(fù)值。但是,不可能同時為負(fù)值。必須指出,引射過程會有能量損失,為了減小三通的局部阻力,應(yīng)避免出現(xiàn)引射現(xiàn)象。為減小三通的局部阻力,還應(yīng)注意支管和干管的連接,減小其夾角。同時還應(yīng)盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。二、管道直徑設(shè)計計算步驟以假定流速法為例,其計算步驟和方法如下:1繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測圖,對各管段進(jìn)行編號,標(biāo)注長度和風(fēng)量。管段長度一般按兩管件間中心線長度計算,不扣除管件(如三通,彎頭)本身的長度。2確定合理的空氣流速風(fēng)管內(nèi)的空
36、氣流速對通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。流速高,風(fēng)管斷面小,材料耗用少,建造費(fèi)用??;但是系統(tǒng)的阻力大,動力消耗增大,運(yùn)用費(fèi)用增加。對除塵系統(tǒng)會增加設(shè)備和管道的摩損,對空調(diào)系統(tǒng)會增加噪聲。流速低,阻力小,動力消耗少;但是風(fēng)管斷面大,材料和建造費(fèi)用大,風(fēng)管占用的空間也增大。對除塵系統(tǒng)流速過低會使粉塵沉積堵塞管道。因此,必須通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定合理的流速。根據(jù)經(jīng)驗總結(jié),風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按表6-2-1、表6-2-2及表6-2-3確定。除塵器后風(fēng)管內(nèi)的流速可比表6-2-3中的數(shù)值適當(dāng)減小。表6-2-1 一般通風(fēng)系統(tǒng)中常用空氣流速(m
37、/s)類 別風(fēng)管材料干管支管室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口室內(nèi)回風(fēng)口新鮮空氣入口工業(yè)建筑機(jī)械通訊薄鋼板、混凝土磚等61441228261.53.51.53.02.53.52.03.05.56.556工業(yè)輔助及民用建筑自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng) 0.51.058 0.50.725 0.21.024表6-2-2 空調(diào)系統(tǒng)低速風(fēng)管內(nèi)的空氣流速部 位頻率為1000Hz時室內(nèi)允許聲壓級(dB)40406060新風(fēng)入口3.54.
38、04.04.55.06.0總管和總干管6.08.06.08.07.012.0無送、回風(fēng)口的支管3.04.05.07.06.08.0有送、回風(fēng)口的支管2.03.03.05.03.06.0表6-2-3 除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速(m/s)粉塵類別粉塵名稱垂直風(fēng)管水平風(fēng)管纖維粉塵干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218礦物粉塵耐火材料粉塵1417粘土1316石灰石1416水泥1218濕土(含水2%以下)1518重礦物粉塵1416輕礦物粉塵1214灰土、砂塵1618干細(xì)型砂1720金
39、剛砂、剛玉粉1519金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923鉛塵2025其它粉塵輕質(zhì)干粉塵(木工磨床粉塵、煙草灰)810煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵10123根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速,按式(6-2-1)計算各管段的斷面尺寸,并計算摩擦阻力和局部阻力。確定風(fēng)管斷面尺寸時,應(yīng)采用規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定的通風(fēng)管道規(guī)格,以利于工業(yè)化加工制作。風(fēng)管斷面尺寸確定后,應(yīng)按管內(nèi)實際流速計算阻力。阻力計算應(yīng)從最不利環(huán)路(即阻力最大的環(huán)路)開始。袋式除塵器和靜電除塵器后風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)量應(yīng)把漏風(fēng)量和反吹風(fēng)量計入。在正常運(yùn)行條件下,除塵器的漏風(fēng)率應(yīng)不大于5。4并聯(lián)管路的阻力平衡調(diào)節(jié)為了保證各送、排風(fēng)點(diǎn)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)量,兩并
40、聯(lián)支管的阻力必須保持平衡。對一般的通風(fēng)系統(tǒng),兩支管的阻力差應(yīng)不超過15,除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過10。若超過上述規(guī)定,可采用下述方法調(diào)節(jié)其阻力平衡。(1)調(diào)整支管管徑這種方法是通過改變支管管徑改變支管的阻力,達(dá)到阻力平衡。調(diào)整后的管徑按下式計算: (6-2-2)式中 D調(diào)整后的管徑,mm;
41、160; D 原設(shè)計的管徑,mm; P原設(shè)計的支管阻力,Pa; P要求達(dá)到的支管阻力,Pa。應(yīng)當(dāng)指出,采用本方法時,不宜改變?nèi)ǖ闹Ч苤睆?,可在三通支管上先增設(shè)一節(jié)漸擴(kuò)(縮)管,以免引起三通局部阻力的變化。(2)增大風(fēng)量當(dāng)兩支管的阻力相差不大時,例如在20%以內(nèi),可不改變支管管徑,將阻力小的那段支管的流量適當(dāng)加大,達(dá)到阻力平衡。增大后的風(fēng)量按下式計算: (6-2-3)式中 L調(diào)整后的支管風(fēng)量,m3/h; L 原設(shè)計的支管風(fēng)量,m3/h。采用本方法會引
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