通風(fēng)管道設(shè)計計算

1、通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計計算在進行通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計計算前，必須首先確定各送（排）風(fēng)點的位置和送（排）風(fēng)量、管道系統(tǒng)和凈化設(shè)備的布置、風(fēng)管材料等。設(shè)計計算的目的是，確定各管段的管徑（或斷面尺寸）和壓力損失，保證系統(tǒng)內(nèi)達到要求的風(fēng)量分配，并為風(fēng)機選舉和繪制施工圖提供依據(jù)。進行通風(fēng)管道系統(tǒng)水力計算的方法有很多，如等壓損法、假定流速法和當(dāng)量壓損法等。在一般的通風(fēng)系統(tǒng)中用得最普遍的是等壓法和假定流速法。等壓損法是以單位長度風(fēng)管有相等的壓力損失為前提的。在已知總作用壓力的情況下，將總壓力按風(fēng)管長度平均分配給風(fēng)管各部分，再根據(jù)各部分的風(fēng)量和分配到的作用壓力確定風(fēng)管尺寸。對于大的通風(fēng)系統(tǒng)，可利用等壓損法進行支管的

2、壓力平衡。假定流速法是以風(fēng)管內(nèi)空氣流速作為控制指標，計算出風(fēng)管的斷面尺寸和壓力損失，再對各環(huán)路的壓力損失進行調(diào)整，達到平衡。這是目前最常用的計算方法。一、通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計計算步驟4000m3/h圖6-8通風(fēng)除塵系統(tǒng)圖一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)倌管內(nèi)的風(fēng)速（m/s）表6-10生產(chǎn)廠房機械通風(fēng)民用及輔助建筑物鋼板及塑料風(fēng)管磚及混凝土風(fēng)道自然通風(fēng)機械通風(fēng)6144120.51.05828260.50.725風(fēng)管部位干管支管除塵通風(fēng)管道最低空氣流速（m/s）表6-11粉塵性質(zhì)垂直管粉狀的粘土和砂11耐火泥14重礦物粉塵14輕礦物粉塵12干型砂11煤灰10濕土（2%以下水分）15鐵和鋼（塵末）13棉絮8水泥粉塵81

3、2水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管13鐵和鋼（屑）192317灰土、砂塵161816鋸屑、刨屑121414大塊干木屑141513干微塵81012染料粉塵1416161818大塊濕木屑182015谷物粉塵101210麻（短纖維粉塵、雜質(zhì)）81218221、繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸側(cè)圖（如圖6-8），對個管段進行編號，標注各管段的長度和風(fēng)量。以風(fēng)量和風(fēng)速不變的風(fēng)管為一管段。一般從距風(fēng)機最遠的一段開始。由遠而近順序編號。管段長度按兩個管件中心線的長度計算，不扣除管件（如彎頭、三通）本身的長度。2、選擇合理的空氣流速。風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速對系統(tǒng)的經(jīng)濟性有較大影響。流速高、風(fēng)管斷面小，材料消耗少，建造費用??；但是，系統(tǒng)壓力損失

4、增大，動力消耗增加，有時還可能加速管道的磨損。流速低，壓力損失小，動力消耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費用增加。對除塵系統(tǒng)，流速多低會造成粉塵沉積，堵塞管道。因此必須進行全面的技術(shù)經(jīng)濟比較，確定適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟流速。根據(jù)經(jīng)驗，對于一般的通風(fēng)系統(tǒng)，其風(fēng)速可按表6-10確定。對于除塵系統(tǒng)，防止粉塵在管道內(nèi)的沉積所需的最低風(fēng)速可按表6-11確定。對于除塵器后的風(fēng)管，風(fēng)速可適當(dāng)減小。3、根據(jù)各管段的風(fēng)量和選定的流速確定各段管徑（或斷面尺寸），計算各管段的摩擦和局部壓力損失。確定管徑時，應(yīng)盡可能采用表6-2表6-3中所列的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，以利于工業(yè)化加工制作。壓力損失計算應(yīng)從最不利的環(huán)路（即距風(fēng)機最遠的排

5、風(fēng)點）開始。對于袋式除塵器和電除塵器后的風(fēng)管，應(yīng)把除塵器的漏風(fēng)及反吹風(fēng)量計入。除塵器的漏風(fēng)濾見有關(guān)的產(chǎn)品說明書，袋式除塵器的漏風(fēng)率一般為5%左右。4、對并聯(lián)管路進行壓力平衡計算。一般的通風(fēng)系統(tǒng)要求兩支管的壓損差不超過15%，除塵系統(tǒng)要求兩支管的壓損差不超過10%，以保證各支管的風(fēng)量達到設(shè)計要求。當(dāng)并聯(lián)支管的壓力損失差超過上述規(guī)定時，可用下述方法進行壓力平衡。（1）調(diào)整支噶管徑這種方法是通過改變管徑，即改變直管的壓力損失，達到壓力平衡。調(diào)整后的管徑按下式計算D=D（AP3L225式中D調(diào)整后的管徑，m；D原設(shè)計的管徑，m；AP原設(shè)計的支管壓力損失，Pa；AP為了壓力平衡，要求達到的支管壓力損失，

6、Pa。應(yīng)當(dāng)指出，采用本方法時不宜改變?nèi)ㄖЧ艿墓軓?，可在三通支管上增設(shè)一節(jié)漸擴（縮）管，以免一起三通支管和直管局部壓力損失的變化。（2）增大排風(fēng)量當(dāng)兩支管的壓力損失相差不大時（例如在20%以內(nèi)），可以不改變管徑，將壓力損失小的那段支管的流量適當(dāng)增大，以達到壓力平衡，增大的排風(fēng)量按下式計算：l=Lapap）0-5式中L調(diào)整后的排風(fēng)量，m3/h；L原設(shè)計的排風(fēng)量，m3/h；AP原設(shè)計的支管壓力損失，Pa；AP為了壓力平衡，要求達到的支管壓力損失，Pa。（3）增加支管壓力損失閥門調(diào)節(jié)是最常用的一種增加局部壓力損失的方法，它是通過改變閥門的開度，來調(diào)節(jié)管道壓力損失的。應(yīng)當(dāng)指出，這種方法雖然簡單易行，不

7、需嚴格計算，但是改變某一支管上的閥門位置，會影響整個系統(tǒng)的壓力分布。要經(jīng)過反復(fù)調(diào)節(jié)，才能使各支管的風(fēng)量分配達到設(shè)計要求。對于除塵系統(tǒng)還要防止在閥門附近積塵，引起管到堵塞。5、計算系統(tǒng)總壓力損失。6、根據(jù)系統(tǒng)總壓力損失和總風(fēng)量選擇風(fēng)機。【例6-3】有一通風(fēng)除塵系統(tǒng)如圖6-8所示，風(fēng)管全部用鋼板制作，管內(nèi)輸送含有輕礦粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。各排風(fēng)點的排風(fēng)量和個管段的長度如圖6-8所示。該系統(tǒng)采用袋式除塵器進行排氣凈化，除塵器壓力損失AP=1200Pa。對該系統(tǒng)進行設(shè)計計算?！窘狻渴紫葘Ω鞴芏芜M行編號。查除塵器樣本，除塵器的反吹風(fēng)量為1740m3/h，除塵器漏風(fēng)率按10%考慮。因此管段6和7的風(fēng)

8、量。L二L（800+1500+4000）x1.1+1740二8670m3h查表6-10對于輕礦物粉塵，垂直管的最低風(fēng)速v=12ms，水平管的最低風(fēng)速v=14ms。計算各管段的局部阻力系統(tǒng)：管段1設(shè)備密閉罩匚=1.0支流三通（9=300）:=0.18Y匚=1+0.2+0.18=1.38管道5除塵器入口處變徑管的局部壓力損失忽略不計匚=0管段6除塵器出口漸縮管（«=200）匚=0.190°彎頭（R=1.5D）2個:=0.2x2=0.4風(fēng)機入口處變徑管的局部壓力損失忽略不計匚=0=0.1+0.4=0.5管段7風(fēng)機出口:=0.1G古算)傘形風(fēng)帽=0.7=0.1+0.7=0.8壓力不

9、表6-12全部計算結(jié)果在表6-12匯總列出。編號流量Lm3/h(m3/s)長度l(m)管徑D(mm)流速V(m/s)動壓V2亍(Pa)局部阻力系數(shù)局部壓力損失Z(Pa)單位長度摩擦壓力損失Rw(Pa/m)摩擦壓力損失Rlw(Pa)管段壓力損失Z+Rlw(Pa)1800(0.22)1114014117.61.4164.61819836332300(0.64)524014117.60.22412608456300(1.75)538014117.65.527.527.568670(2.4)45001286.40.5433125578670(2.4)85001286.40.8693249321500(

10、0.42)618016153.60.7211120120231除塵通風(fēng)管道最低空氣流速(m/s)備注平衡44000(1.11)628016153.61.382121484385壓力不平衡21500(0.42)6170212640.721903521040044000(1.11)627019.52281.383151696410除塵器壓力損失1200Pa對節(jié)點A進行壓力平衡計算AP二363P1aAP二231P2aAPAP12AP2363231231二57%>10%因該處壓力不平衡，改變管段2的管徑，以增大壓力損失(AP0-225D；=D丨丨=1800.2251363丿=162.5(mm)取

11、D2=170mm經(jīng)計算（見表6-12）AP'=400P1aAP'AP40036321=沁10%AP3631對節(jié)點B進行壓力平衡計算AP+AP=447P13aAP=385P4a(AP+AP)AP134AP4447385385=16%>10%改變管段4的管徑，以增大壓力損失D=28040.225=270vmm丿經(jīng)計算（見表6-12）P'=411P4a447-411=8.7%<10%411該除塵系統(tǒng)的總壓力損失AP=400+84+27.5+55+93+1200=1859(P)a二、通風(fēng)除塵系統(tǒng)風(fēng)管壓力損失的估算在繪制通風(fēng)除塵系統(tǒng)的施工圖前，必須按上述方法進行計算，確定各管段的管徑和壓力損失。在進行系統(tǒng)的方案比較或申報通風(fēng)除塵系統(tǒng)的技術(shù)改造計劃時，只需要對系統(tǒng)的總壓力損失作粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗的積累，某些通風(fēng)除塵系統(tǒng)的壓力損失如表6-13所示，供參考，表中所列的風(fēng)管壓損包括排風(fēng)罩的壓損不包括凈化設(shè)備的壓損。系統(tǒng)性質(zhì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)風(fēng)管壓損估算值表6-13管內(nèi)風(fēng)速風(fēng)管長度排風(fēng)點個估算壓力損失（Pa）(m/s)(m)一般通風(fēng)系統(tǒng)一般通風(fēng)系統(tǒng)鋅槽排風(fēng)煉鋼電爐（15t）爐蓋罩除塵系統(tǒng)木工機床除塵系統(tǒng)砂輪機除塵系統(tǒng)破碎、篩分設(shè)備除塵系統(tǒng)破碎、篩分設(shè)備除塵系統(tǒng)混砂機除