除塵器的設(shè)計

1、 八八 除塵系統(tǒng)的設(shè)除塵系統(tǒng)的設(shè)計計 一個完整的除塵系統(tǒng)應(yīng)由集氣罩、管道、一個完整的除塵系統(tǒng)應(yīng)由集氣罩、管道、除塵設(shè)備、風(fēng)機(jī)和排氣管組成。因此，除塵除塵設(shè)備、風(fēng)機(jī)和排氣管組成。因此，除塵系統(tǒng)的設(shè)計主要包括：集氣罩的形式選擇和系統(tǒng)的設(shè)計主要包括：集氣罩的形式選擇和設(shè)計、除塵器的設(shè)計或選型、管道選擇和阻設(shè)計、除塵器的設(shè)計或選型、管道選擇和阻力計算、風(fēng)機(jī)的選型計算、基建和施工安裝力計算、風(fēng)機(jī)的選型計算、基建和施工安裝設(shè)計。有時還包括收集下來的粉體處理和除設(shè)計。有時還包括收集下來的粉體處理和除塵設(shè)備的防爆等。塵設(shè)備的防爆等。圖圖 8.1 點(diǎn)匯氣流分布點(diǎn)匯氣流分布8.1集氣罩的設(shè)計集氣罩的設(shè)計集氣罩用來

2、控制開放性污染源向空氣中擴(kuò)散和飛揚(yáng)的匯風(fēng)裝置。它是控制集氣罩用來控制開放性污染源向空氣中擴(kuò)散和飛揚(yáng)的匯風(fēng)裝置。它是控制生產(chǎn)車間空氣污染的常用方法。生產(chǎn)車間空氣污染的常用方法。8.1.1罩口氣流分布的基本理論罩口氣流分布的基本理論 集氣罩的功能是匯集污染氣體。但有時為了增強(qiáng)控制效果和減少抽風(fēng)量，集氣罩的功能是匯集污染氣體。但有時為了增強(qiáng)控制效果和減少抽風(fēng)量，會采取吹、吸氣相結(jié)合的方式。對于吸氣是匯流，對于吹氣是射流。會采取吹、吸氣相結(jié)合的方式。對于吸氣是匯流，對于吹氣是射流。一個敞開的吸氣管口，當(dāng)面積較小時，可看成一個敞開的吸氣管口，當(dāng)面積較小時，可看成“點(diǎn)匯點(diǎn)匯”。假定流動無阻力，。假定流動無

3、阻力，吸氣口外的流線是以吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球吸氣口外的流線是以吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球面。如圖面。如圖8.1所示。所示。1r2r1v2v 在圖在圖8.1a中，因通過每個等速面中，因通過每個等速面的流量相等，設(shè)點(diǎn)匯的流量為的流量相等，設(shè)點(diǎn)匯的流量為Q，等速面半徑分別為等速面半徑分別為 和和 ，相應(yīng)，相應(yīng)的速度為的速度為 和和 ，由連續(xù)性方程，由連續(xù)性方程22212144vrvrQ（8.1） 于是，速度比與半徑比的關(guān)系為于是，速度比與半徑比的關(guān)系為21221rrvv（8.2） 0d5 . 0/0dx5 . 0/0dx 由此可見，點(diǎn)匯外某點(diǎn)的速度該

4、點(diǎn)至吸氣口距離的平方成反比。吸由此可見，點(diǎn)匯外某點(diǎn)的速度該點(diǎn)至吸氣口距離的平方成反比。吸氣口外氣流速度衰減很快，因此在設(shè)計集氣罩時，應(yīng)盡量減少罩口到污染氣口外氣流速度衰減很快，因此在設(shè)計集氣罩時，應(yīng)盡量減少罩口到污染源間的距離。如果吸氣口的四周加上擋板，如圖源間的距離。如果吸氣口的四周加上擋板，如圖8.1b所示，其等速面為半所示，其等速面為半球面。由連續(xù)性方程可知，在相同的吸氣量情況下，點(diǎn)匯外的速度提高一球面。由連續(xù)性方程可知，在相同的吸氣量情況下，點(diǎn)匯外的速度提高一倍。因此，在設(shè)計集氣罩時，應(yīng)盡量減少吸氣范圍，以增強(qiáng)控制效果。倍。因此，在設(shè)計集氣罩時，應(yīng)盡量減少吸氣范圍，以增強(qiáng)控制效果。 實

5、際上，吸氣口總是有一定大小，空氣流動也是有阻力的。所以，實際上，吸氣口總是有一定大小，空氣流動也是有阻力的。所以，吸氣區(qū)內(nèi)空氣流動的等速面不是球面而是橢球面。設(shè)罩口直徑為吸氣區(qū)內(nèi)空氣流動的等速面不是球面而是橢球面。設(shè)罩口直徑為 ，某點(diǎn)，某點(diǎn)離罩口距離為離罩口距離為x，則式（，則式（8.1）只能適用于的）只能適用于的 情況。對于情況。對于時，流速分布可按下列經(jīng)驗公式計算。時，流速分布可按下列經(jīng)驗公式計算。 圓形罩口軸線上的流速為圓形罩口軸線上的流速為4 . 1007 . 71/1Axvvx（8.3） 矩形罩口軸線上的流速為矩形罩口軸線上的流速為4 . 1034. 00007 . 71/1Axba

6、vvx（8.4） 0vxvxx0A0d00,ba式中式中 罩口平均速度，罩口平均速度，m/s； 距罩口距離為距罩口距離為 處的流速，處的流速，m/s； 罩口斷面積，罩口斷面積，m2; 圓形罩口直徑，圓形罩口直徑，m； 矩形罩口長邊和短邊，矩形罩口長邊和短邊，m； 吸氣區(qū)某點(diǎn)到罩口距離，吸氣區(qū)某點(diǎn)到罩口距離，m。圖圖 8.2 射流結(jié)構(gòu)示意圖射流結(jié)構(gòu)示意圖 空氣從孔口吹出，在空間形成一股氣流稱為射流。按射流所在空間的固空氣從孔口吹出，在空間形成一股氣流稱為射流。按射流所在空間的固體邊壁對射流的約束條件，射流分為自由射流和受限射流；按射流內(nèi)部溫體邊壁對射流的約束條件，射流分為自由射流和受限射流；按射

7、流內(nèi)部溫度的變化情況分為等溫射流和非等溫射流；按射流管口的形狀分為圓射流、度的變化情況分為等溫射流和非等溫射流；按射流管口的形狀分為圓射流、矩形射流和扁射流（長短邊之比大于矩形射流和扁射流（長短邊之比大于10：1）。等溫自由圓射流是常見的）。等溫自由圓射流是常見的一種流型。射流形成過程如圖一種流型。射流形成過程如圖8.2所示。假設(shè)管口速度均勻，從管口吹出所示。假設(shè)管口速度均勻，從管口吹出的射流范圍不斷擴(kuò)大，其邊界是圓錐面。圓錐的頂點(diǎn)稱極點(diǎn)，圓錐的半頂?shù)纳淞鞣秶粩鄶U(kuò)大，其邊界是圓錐面。圓錐的頂點(diǎn)稱極點(diǎn)，圓錐的半頂角角稱射流的擴(kuò)散角。射流中保持原出口速度稱射流的擴(kuò)散角。射流中保持原出口速度v0的

8、部分（圖中的的部分（圖中的AOD錐體）錐體）稱射流核心。射流核心消失的斷面稱射流核心。射流核心消失的斷面BOE稱過渡斷面，管口段面至過渡斷稱過渡斷面，管口段面至過渡斷面稱起始段。過渡段以后稱主體段。射流起始段在工程設(shè)計中意義不大，面稱起始段。過渡段以后稱主體段。射流起始段在工程設(shè)計中意義不大，在集氣罩設(shè)計中常用到的是圓射流和扁射流主體段的流動參數(shù)。在集氣罩設(shè)計中常用到的是圓射流和扁射流主體段的流動參數(shù)。 等溫自由圓射流一般具有以下特征：等溫自由圓射流一般具有以下特征： （1）射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于紊流動量交換）射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于紊流動量交換引起的，射

9、流流引起的，射流流量隨長度的增加而增大。量隨長度的增加而增大。 （2）由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴(kuò)大。射流擴(kuò)散角）由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴(kuò)大。射流擴(kuò)散角為為atan（8.5） a 式中式中 紊流系數(shù)；紊流系數(shù)； 射流管口形狀系數(shù)。射流管口形狀系數(shù)。圓射流圓射流a0.08，3.4；扁射流；扁射流a0.110.12，2.44。（3）流核心區(qū)呈錐形不斷縮小。）流核心區(qū)呈錐形不斷縮小。（4）核心段后，射流速度逐漸下降。各斷面的速度雖不同，但其無）核心段后，射流速度逐漸下降。各斷面的速度雖不同，但其無因因 次速度分布相似。射流中的靜壓與周圍靜止空氣的壓力相同。次速度分布相似。射流

10、中的靜壓與周圍靜止空氣的壓力相同。（5）射流各斷面的動量相等，則有）射流各斷面的動量相等，則有drrvvRR2020202（8.6） 0R0vv式中式中 氣體密度，氣體密度，kg/m3； 圓射流口半徑，圓射流口半徑，m; 射流口平均速度，射流口平均速度，m/s； 離射流口任意點(diǎn)離射流口任意點(diǎn)x的流速，的流速，m/s。 射流參數(shù)的計算公式見表射流參數(shù)的計算公式見表8.1。由表中公式看出，圓射流速度與射程。由表中公式看出，圓射流速度與射程1次方成正比，扁射流與射程的次方成正比，扁射流與射程的1/2次成反比。而在吸入流動時，集氣罩口次成反比。而在吸入流動時，集氣罩口外的空氣速度與罩口距離的平方成反比

11、。因此，射流具有對空氣更遠(yuǎn)的外的空氣速度與罩口距離的平方成反比。因此，射流具有對空氣更遠(yuǎn)的影響（控制）距離。影響（控制）距離。 8.1.2集氣罩的基本形式集氣罩的基本形式 集氣罩按流動方式分兩類：吸氣罩和吹吸罩。吸氣罩按密閉情況集氣罩按流動方式分兩類：吸氣罩和吹吸罩。吸氣罩按密閉情況和相對位置分為密閉罩、半密閉罩和外部集氣罩。和相對位置分為密閉罩、半密閉罩和外部集氣罩。 8.1.2.1密閉罩密閉罩 密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用是將密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用是將污染物的擴(kuò)散限制在一個很小的密閉空間內(nèi)密閉罩是將污染源的局部或污染物的擴(kuò)散限制

12、在一個很小的密閉空間內(nèi)密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用是將污染物的擴(kuò)散限制在一個很小整體密閉起來的一種集氣罩。其作用是將污染物的擴(kuò)散限制在一個很小的密閉空間內(nèi)，僅在適當(dāng)?shù)奈恢昧舫霰匾目p隙以便吸入空氣，使罩內(nèi)的密閉空間內(nèi)，僅在適當(dāng)?shù)奈恢昧舫霰匾目p隙以便吸入空氣，使罩內(nèi)保持負(fù)壓，防止污染物外逸。和其他類型的集氣罩相比，抽風(fēng)量最小，保持負(fù)壓，防止污染物外逸。和其他類型的集氣罩相比，抽風(fēng)量最小，控制效果最好。所以，在設(shè)計中應(yīng)考慮優(yōu)先選用。按密閉罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，控制效果最好。所以，在設(shè)計中應(yīng)考慮優(yōu)先選用。按密閉罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將其分為局部密閉罩、整體密閉罩和大容積密閉罩。如圖可

13、將其分為局部密閉罩、整體密閉罩和大容積密閉罩。如圖8.3所示。所示。圖圖 8.3 密閉罩形式密閉罩形式a局部密閉罩；局部密閉罩；b整體密閉罩；整體密閉罩；c大容積密閉罩大容積密閉罩 局部密閉罩是對局部產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)局部密閉罩是對局部產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行密閉，產(chǎn)塵設(shè)備及傳動裝置留在行密閉，產(chǎn)塵設(shè)備及傳動裝置留在罩外，便于觀察和檢修。罩的容積罩外，便于觀察和檢修。罩的容積小，抽風(fēng)量少，經(jīng)濟(jì)性好。適用于小，抽風(fēng)量少，經(jīng)濟(jì)性好。適用于污染氣流速度小，且連續(xù)散發(fā)的地污染氣流速度小，且連續(xù)散發(fā)的地點(diǎn)。點(diǎn)。 整體密閉罩是對產(chǎn)塵設(shè)備大部分或全部密閉，只有傳動部分留在罩外。整體密閉罩是對產(chǎn)塵設(shè)備大部分或全部密閉，只有傳動部分留

14、在罩外。適用于有振動或氣流速度較高的設(shè)備。適用于有振動或氣流速度較高的設(shè)備。 大容積密閉罩是將污染設(shè)備或地點(diǎn)全部密閉起來的密閉罩，又稱密閉大容積密閉罩是將污染設(shè)備或地點(diǎn)全部密閉起來的密閉罩，又稱密閉小室。特點(diǎn)是容積大，適用于多點(diǎn)、陣發(fā)性、污染氣流速度大和設(shè)備檢小室。特點(diǎn)是容積大，適用于多點(diǎn)、陣發(fā)性、污染氣流速度大和設(shè)備檢修頻繁的場合。它的缺點(diǎn)是占地面積大，材料消耗多。修頻繁的場合。它的缺點(diǎn)是占地面積大，材料消耗多。8.1.2.2 半密閉罩半密閉罩 有些生產(chǎn)工藝需要人在設(shè)備旁邊進(jìn)行操作，可采用半密閉罩，罩的一面有些生產(chǎn)工藝需要人在設(shè)備旁邊進(jìn)行操作，可采用半密閉罩，罩的一面全部敞開。半密閉罩又稱通

15、風(fēng)柜。圖全部敞開。半密閉罩又稱通風(fēng)柜。圖8.4a所示是小型通風(fēng)柜，適用于化學(xué)所示是小型通風(fēng)柜，適用于化學(xué)圖圖 8.4 柜式半密閉罩柜式半密閉罩 實驗室、小零件噴漆等。圖實驗室、小零件噴漆等。圖8.4b所示是大型所示是大型的室內(nèi)通風(fēng)柜，操作人員在柜內(nèi)工作，主要的室內(nèi)通風(fēng)柜，操作人員在柜內(nèi)工作，主要用于大件噴漆、粉料裝袋等。通風(fēng)柜上工作用于大件噴漆、粉料裝袋等。通風(fēng)柜上工作孔的速度分部對氣流的控制效果有很大影響，孔的速度分部對氣流的控制效果有很大影響，速度分布不均勻，污染氣流會從速度低的部速度分布不均勻，污染氣流會從速度低的部位逸入室內(nèi)。工作孔上部的吸入速度為平均流速的位逸入室內(nèi)。工作孔上部的吸入

16、速度為平均流速的150，而下部僅，而下部僅為平均流速的為平均流速的60。有害氣體會從下部逸出。為改善這種情況，應(yīng)把吸。有害氣體會從下部逸出。為改善這種情況，應(yīng)把吸氣口設(shè)在通風(fēng)柜的下部，如圖氣口設(shè)在通風(fēng)柜的下部，如圖8.5所示。所示。8.1.2.3外部集氣罩外部集氣罩 由于工藝條件的限制，無法對污染源進(jìn)行密閉時，只能在污染源由于工藝條件的限制，無法對污染源進(jìn)行密閉時，只能在污染源附近設(shè)置集氣罩。依靠罩口外吸氣流的運(yùn)動，把污染物吸入罩內(nèi)，這類附近設(shè)置集氣罩。依靠罩口外吸氣流的運(yùn)動，把污染物吸入罩內(nèi)，這類集氣罩稱外部集氣罩。外部集氣罩的形式多種多樣，按外部集氣罩和污集氣罩稱外部集氣罩。外部集氣罩的形

17、式多種多樣，按外部集氣罩和污染源的相對位置分上部集氣罩、下部集氣罩和側(cè)吸罩染源的相對位置分上部集氣罩、下部集氣罩和側(cè)吸罩3類。類。 圖圖 8.5 下部吸氣冷過程通風(fēng)柜下部吸氣冷過程通風(fēng)柜 圖圖 8.6 吸氣式集氣罩吸氣式集氣罩a槽子吹吸式集氣罩；槽子吹吸式集氣罩；b吹吸式通風(fēng)柜吹吸式通風(fēng)柜8.1.2.4吹吸式集氣罩吹吸式集氣罩 在外部集氣罩的對面設(shè)置一排或條縫形吹氣口，它和外部集氣罩結(jié)合在外部集氣罩的對面設(shè)置一排或條縫形吹氣口，它和外部集氣罩結(jié)合起來稱為吹吸式集氣罩，如圖起來稱為吹吸式集氣罩，如圖8.6所示。噴吹氣流形成一道氣幕，把污染物所示。噴吹氣流形成一道氣幕，把污染物限制在一個很小的空間

18、內(nèi)，使之不外逸。同時還誘導(dǎo)污染氣流向集氣罩運(yùn)動。限制在一個很小的空間內(nèi)，使之不外逸。同時還誘導(dǎo)污染氣流向集氣罩運(yùn)動。由于空氣幕的作用，使室內(nèi)空氣混入量大大減少，又由于射流的速度衰減較由于空氣幕的作用，使室內(nèi)空氣混入量大大減少，又由于射流的速度衰減較慢，因此控制距離遠(yuǎn)、耗風(fēng)量少。此外，它還有抗衡向氣流干擾和不影響工慢，因此控制距離遠(yuǎn)、耗風(fēng)量少。此外，它還有抗衡向氣流干擾和不影響工藝操作等優(yōu)點(diǎn)。因此，在控制大面積污染源方面，近年來在國內(nèi)外得到了較藝操作等優(yōu)點(diǎn)。因此，在控制大面積污染源方面，近年來在國內(nèi)外得到了較多的應(yīng)用。多的應(yīng)用。8.1.3集氣罩的設(shè)計集氣罩的設(shè)計8.1.3.1控制風(fēng)速的概念控制風(fēng)

19、速的概念 集氣罩設(shè)計的內(nèi)容主要是集氣罩形式的選擇、集氣量的確定和壓力損集氣罩設(shè)計的內(nèi)容主要是集氣罩形式的選擇、集氣量的確定和壓力損失的計算。集氣罩形式很多，如果結(jié)合污染源的散發(fā)情況和生產(chǎn)工藝要失的計算。集氣罩形式很多，如果結(jié)合污染源的散發(fā)情況和生產(chǎn)工藝要求，總是可以選擇比較理想的集氣罩。集氣罩的選擇以密閉或半密閉罩求，總是可以選擇比較理想的集氣罩。集氣罩的選擇以密閉或半密閉罩優(yōu)先。但是，由于工藝條件的限制，很多情況下要采用外部集氣罩。優(yōu)先。但是，由于工藝條件的限制，很多情況下要采用外部集氣罩。 目前國內(nèi)多采用控制風(fēng)速法確定外部集氣罩的集氣量。從污染源散目前國內(nèi)多采用控制風(fēng)速法確定外部集氣罩的集

20、氣量。從污染源散發(fā)的污染物具有一定的飛揚(yáng)速度，飛揚(yáng)速度減小到零的位置稱為控制點(diǎn)，發(fā)的污染物具有一定的飛揚(yáng)速度，飛揚(yáng)速度減小到零的位置稱為控制點(diǎn)，如圖如圖8.7所示?？刂泣c(diǎn)到罩口的距離所示?？刂泣c(diǎn)到罩口的距離x稱為控制距離，為使距罩口最遠(yuǎn)點(diǎn)稱為控制距離，為使距罩口最遠(yuǎn)點(diǎn)的污染物能隨氣流進(jìn)入罩內(nèi)所必須的最小的吸入速度稱為控制風(fēng)速的污染物能隨氣流進(jìn)入罩內(nèi)所必須的最小的吸入速度稱為控制風(fēng)速vx 。 在設(shè)計中，當(dāng)已知控制風(fēng)速在設(shè)計中，當(dāng)已知控制風(fēng)速vx ,可根據(jù)罩口外的氣流衰減規(guī)律求得罩可根據(jù)罩口外的氣流衰減規(guī)律求得罩口上的氣流速度口上的氣流速度v0，若知道罩口面積，若知道罩口面積A0，便可求集氣量。控

21、制風(fēng)速，便可求集氣量?？刂骑L(fēng)速vx的大小是根據(jù)經(jīng)驗確定的，見表的大小是根據(jù)經(jīng)驗確定的，見表8.2。表表 8.2 污染物控制風(fēng)速污染物控制風(fēng)速控制風(fēng)速1/xvm s污染物的產(chǎn)生情況舉 例以輕微的速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中蒸汽的蒸發(fā)。氣體或煙氣在敞口容器中外逸0.250.5以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中噴氣室內(nèi)噴漆；連續(xù)地傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接0.51.0以較大的速度放散出來，或放散到空氣運(yùn)動較迅速的區(qū)域翻砂、脫模、高速（大于1m/s）皮帶運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、混合、裝袋或裝箱1.02.5以高速放散出來，或放散到空氣運(yùn)動較迅速的區(qū)域磨床；重破碎；在巖石表面工作2.510 8.1.3.2集氣

22、量的確定集氣量的確定 在集氣罩設(shè)計前，須先通過現(xiàn)場操作情況和污染源散發(fā)情況的觀在集氣罩設(shè)計前，須先通過現(xiàn)場操作情況和污染源散發(fā)情況的觀察和測定，以確定罩形、罩口尺寸和控制點(diǎn)至罩口的控制距離察和測定，以確定罩形、罩口尺寸和控制點(diǎn)至罩口的控制距離x以及控制以及控制風(fēng)速風(fēng)速vx，便可根據(jù)罩口外的氣流衰減規(guī)律求得罩口上的氣流速度，便可根據(jù)罩口外的氣流衰減規(guī)律求得罩口上的氣流速度v0，由，由v0和罩口面積和罩口面積A0便可求得集氣量便可求得集氣量Q?？刂骑L(fēng)速?？刂骑L(fēng)速vx的值與污染源情況和周的值與污染源情況和周圍氣流運(yùn)動情況有關(guān)，一般應(yīng)通過實測，如果缺乏現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，可參圍氣流運(yùn)動情況有關(guān)，一般應(yīng)通過實

23、測，如果缺乏現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，可參考表考表8.2確定。由于罩形和安裝形式多種多樣，不同罩形的罩口外氣流分確定。由于罩形和安裝形式多種多樣，不同罩形的罩口外氣流分布相差很大，所以無法用統(tǒng)一的公式確定控制距離和罩口風(fēng)速。下面僅布相差很大，所以無法用統(tǒng)一的公式確定控制距離和罩口風(fēng)速。下面僅介紹幾種典型的集氣罩的氣流速度衰減公式和抽風(fēng)量計算公式。介紹幾種典型的集氣罩的氣流速度衰減公式和抽風(fēng)量計算公式。 圓形和矩形側(cè)吸罩圓形和矩形側(cè)吸罩 對于罩口為圓形或矩形（寬長比對于罩口為圓形或矩形（寬長比W/L0.2）的側(cè)吸罩，沿罩口軸線）的側(cè)吸罩，沿罩口軸線的氣流速度衰減公式為的氣流速度衰減公式為0020/10/AA

24、xCvvx（8.7） 式中式中 C與集氣罩的結(jié)構(gòu)形狀和設(shè)置情況有關(guān)的系數(shù)。前面無障礙、與集氣罩的結(jié)構(gòu)形狀和設(shè)置情況有關(guān)的系數(shù)。前面無障礙、周無邊的側(cè)吸罩取周無邊的側(cè)吸罩取C=1（圖（圖8.8）；在平整的操作臺上的側(cè)吸罩?。辉谄秸牟僮髋_上的側(cè)吸罩取C0.75；前面無障礙，有邊的側(cè)吸罩?。磺懊鏌o障礙，有邊的側(cè)吸罩取C0.75。圖圖 8.8 側(cè)吸罩側(cè)吸罩式（式（8.7）僅適用于控制距離）僅適用于控制距離x1.5d（吸其口直徑或矩形罩口當(dāng)量直（吸其口直徑或矩形罩口當(dāng)量直徑）的情況。徑）的情況。當(dāng)當(dāng)x1.5d時，實際的速度衰減值要比計算值大。因此，一般把時，實際的速度衰減值要比計算值大。因此，一般把

25、x1.5d作為側(cè)吸罩的設(shè)計基準(zhǔn)。顯然，由式（作為側(cè)吸罩的設(shè)計基準(zhǔn)。顯然，由式（8.7）和連續(xù)性方程易）和連續(xù)性方程易得吸氣量得吸氣量0210AxCQ（8.8） 0A式中式中 Q 流量，流量，m3/s; x 離罩口距離，離罩口距離，m； 罩口面積，罩口面積，m2。冷過程上部集氣罩冷過程上部集氣罩圖圖 8.9 冷過程上部集氣罩冷過程上部集氣罩 在污染設(shè)備上方設(shè)置集氣罩，由于前面有在污染設(shè)備上方設(shè)置集氣罩，由于前面有障礙，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)，如圖障礙，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)，如圖8.9所所示。為避免橫向氣流干擾，應(yīng)盡可能使罩口至污染源距離示。為避免橫向氣流干擾，應(yīng)盡可能使罩口至污染源距離H不大于

26、不大于0.3L，L為罩口邊長，其吸風(fēng)量為罩口邊長，其吸風(fēng)量Q按下式計算按下式計算 xKPHvQ （8.9） 式中式中 P罩口敞口面周長，罩口敞口面周長，m； H罩口至污染源距離，罩口至污染源距離，m； K考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取K1.4 為減少橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加活動擋板。為使罩為減少橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加活動擋板。為使罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角不應(yīng)大于口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角不應(yīng)大于60。圖圖 8.10 圓形和矩形側(cè)吸罩的罩口改進(jìn)圓形和矩形側(cè)吸罩的罩口改進(jìn) 由罩口外氣流分布特

27、征可知，罩口加法蘭邊，可減少無效氣流的由罩口外氣流分布特征可知，罩口加法蘭邊，可減少無效氣流的吸入量?；谶@一原理，圓形或矩形側(cè)吸罩的罩口還可以改進(jìn)成如圖吸入量?；谶@一原理，圓形或矩形側(cè)吸罩的罩口還可以改進(jìn)成如圖8.10所示的形式，以進(jìn)一步提高集氣效果，減少污染物外逸的可能性，所示的形式，以進(jìn)一步提高集氣效果，減少污染物外逸的可能性，同時提高進(jìn)氣均勻性。同時提高進(jìn)氣均勻性。 熱源上部接受式集氣罩熱源上部接受式集氣罩 有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣體流動，帶動有有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣體流動，帶動有害氣體一起運(yùn)動，如高溫?zé)嵩吹膶α鳉饬?、砂輪旋轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)氣流等。對害氣

28、體一起運(yùn)動，如高溫?zé)嵩吹膶α鳉饬?、砂輪旋轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)氣流等。對于這種情況，應(yīng)盡可能把集氣罩設(shè)在污染氣流的前方，讓它直接進(jìn)入罩于這種情況，應(yīng)盡可能把集氣罩設(shè)在污染氣流的前方，讓它直接進(jìn)入罩內(nèi)。這類集氣罩稱接受罩。內(nèi)。這類集氣罩稱接受罩。 熱源上部的熱射流主要有兩種形式，熱源上部的熱射流主要有兩種形式，一種是設(shè)備本身散發(fā)的熱氣流，如煉鋼一種是設(shè)備本身散發(fā)的熱氣流，如煉鋼電爐爐頂散發(fā)的熱煙氣；一種是高溫設(shè)電爐爐頂散發(fā)的熱煙氣；一種是高溫設(shè)備表面對流散熱時形成的熱射流。對于備表面對流散熱時形成的熱射流。對于前者必須實測確定。這里主要介紹熱源前者必須實測確定。這里主要介紹熱源上部熱射流的流量計算方法。上部熱

29、射流的流量計算方法。SH5 . 1mH10Q 熱射流在上升過程中，由于不斷混入周圍空氣，其流量和橫斷面積會熱射流在上升過程中，由于不斷混入周圍空氣，其流量和橫斷面積會不斷增大。若不斷增大。若 熱熱 源源 的水平投影面積用的水平投影面積用 F 表表 示，當(dāng)熱示，當(dāng)熱 射射 流流 上上 升升 高高度度 ，或，或 時，稱低懸罩。因上升高度較小，混入空氣量較時，稱低懸罩。因上升高度較小，混入空氣量較少，可近似認(rèn)為熱射流的流量和橫斷面積少，可近似認(rèn)為熱射流的流量和橫斷面積S基本不變，其熱射流起始流基本不變，其熱射流起始流量量 可按下式計算可按下式計算3/120403. 0qHSQ （8.10） 0Q 式

30、中式中 射流初始流量，射流初始流量，m3/s； S熱源的水平投影面積，熱源的水平投影面積，m2； q熱源水平面對流散熱量，熱源水平面對流散熱量，kJ/s； H罩口離熱源水平面的距離，罩口離熱源水平面的距離，m。熱源水平面對流散熱量熱源水平面對流散熱量q可按下式計算可按下式計算360098. 825. 1STq（8.11） T式中式中 熱源水平表面與周圍空氣溫度差，熱源水平表面與周圍空氣溫度差，K。圖圖 8.11 熱源上部件受罩熱源上部件受罩SH5 . 1 當(dāng)熱射流上升高度當(dāng)熱射流上升高度 時，稱高懸罩。時，稱高懸罩。熱射流的流量和橫斷面積會顯著增大，則熱射流在熱射流的流量和橫斷面積會顯著增大，

31、則熱射流在不同上升高度上的流量、流速及熱射流斷面直徑按不同上升高度上的流量、流速及熱射流斷面直徑按下列公式計算（幾何尺寸參看圖下列公式計算（幾何尺寸參看圖8.11）3/15 . 121007. 8qzQz88. 045. 0zdz3/129. 051. 0qzvz（8.12） （8.13） （8.14） zQzvzdz02dHz式中式中 計算斷面上熱射流的流量；計算斷面上熱射流的流量； 計算斷面上熱射流橫斷面直徑；計算斷面上熱射流橫斷面直徑； 計算斷面上熱射流平均速度；計算斷面上熱射流平均速度； 極點(diǎn)至罩口距離，極點(diǎn)至罩口距離，m，如圖，如圖8.11所示。所示。 上述公式是把熱源近似為點(diǎn)熱源來

32、考慮的。當(dāng)熱源具有一定尺寸上述公式是把熱源近似為點(diǎn)熱源來考慮的。當(dāng)熱源具有一定尺寸時，可用外延法近似求得熱射流極點(diǎn)，如圖時，可用外延法近似求得熱射流極點(diǎn)，如圖8.11所示。于是，在上述公所示。于是，在上述公式中，式中， 。 在工程設(shè)計中，考慮橫向氣流的影響，接受罩的吸風(fēng)量應(yīng)大于罩在工程設(shè)計中，考慮橫向氣流的影響，接受罩的吸風(fēng)量應(yīng)大于罩口斷面上的熱射流流量，同時，接受罩的斷面尺寸應(yīng)大于罩口上熱射口斷面上的熱射流流量，同時，接受罩的斷面尺寸應(yīng)大于罩口上熱射流的尺寸。流的尺寸。對低懸罩，實際流量為對低懸罩，實際流量為SvQQ0（8.15） QSvv 式中式中 考慮橫向氣流影響的接受罩吸風(fēng)量，考慮橫向

33、氣流影響的接受罩吸風(fēng)量，m3/s； 考慮橫向氣流影響罩口擴(kuò)大的面積，即實際罩口考慮橫向氣流影響罩口擴(kuò)大的面積，即實際罩口 面積減去熱射流斷面積；面積減去熱射流斷面積； 罩口擴(kuò)大的面積上氣體吸入速度，罩口擴(kuò)大的面積上氣體吸入速度， 通常取通常取 0.50.75m/s。低懸罩的罩口尺寸按下式確定低懸罩的罩口尺寸按下式確定HdD8 . 0HAA8 . 01HBB8 . 01圓形：圓形： （8.16）矩形：矩形： （8.17）式中式中 D 罩口直徑，罩口直徑，m； A1、B1 分別為罩口的長和寬，分別為罩口的長和寬，m； d 熱源水平投影直徑，熱源水平投影直徑，m； A、B 熱源水平投影尺寸，熱源水平

34、投影尺寸，m。對高懸罩，實際流量為對高懸罩，實際流量為SvQQZ（8.18） 高懸罩罩口尺寸按下式確定高懸罩罩口尺寸按下式確定HdDz8 . 0（8.19） zd式中式中 熱射流橫斷面直徑，熱射流橫斷面直徑，m。 槽邊集氣罩槽邊集氣罩 槽邊集氣罩是外部集氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽槽邊集氣罩是外部集氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽的污染控制。目前常用的槽邊集氣罩有兩種形式：平口式如圖的污染控制。目前常用的槽邊集氣罩有兩種形式：平口式如圖8.12所示所示和條縫式，如圖和條縫式，如圖8.13所示。平口式槽邊集氣罩因吸氣口不設(shè)法蘭，吸氣所示。平口式槽邊集氣罩因吸氣口不設(shè)法蘭，吸氣范圍

35、和吸氣量大。但當(dāng)靠墻布置時，如同設(shè)置了法蘭邊，吸氣范圍減少范圍和吸氣量大。但當(dāng)靠墻布置時，如同設(shè)置了法蘭邊，吸氣范圍減少1/3，也相應(yīng)減少了吸氣量。條縫式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是截面高度，也相應(yīng)減少了吸氣量。條縫式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是截面高度E較大，較大，E250mm稱高截面，稱高截面，E250mm稱低截面。增大截面高度，如同設(shè)置了稱低截面。增大截面高度，如同設(shè)置了法蘭邊，可以減少吸氣范圍。因此，其排風(fēng)量比平口小些。條縫口應(yīng)保法蘭邊，可以減少吸氣范圍。因此，其排風(fēng)量比平口小些。條縫口應(yīng)保持較高的吸氣速度，一般采用持較高的吸氣速度，一般采用710m/s。條縫式槽邊集氣罩廣泛用于電。條縫式槽邊集氣罩廣泛用于電鍍車間的

36、自動生產(chǎn)線上。鍍車間的自動生產(chǎn)線上。圖圖 8.12 平口式雙側(cè)槽邊集氣罩平口式雙側(cè)槽邊集氣罩 圖圖 8.13 條縫式槽邊集氣罩條縫式槽邊集氣罩 條縫式槽邊集氣罩的布置可分為單側(cè)和雙條縫式槽邊集氣罩的布置可分為單側(cè)和雙側(cè)兩種，單側(cè)適用于槽寬側(cè)兩種，單側(cè)適用于槽寬B700mm，B700mm時用雙側(cè)。條縫式槽邊集氣罩有時還時用雙側(cè)。條縫式槽邊集氣罩有時還可按圖可按圖8.14的形式布置，稱為周邊型槽邊集的形式布置，稱為周邊型槽邊集氣罩。氣罩。圖圖 8.14 周邊型槽邊集氣罩周邊型槽邊集氣罩 條縫口上的速度分布是否均勻，對條縫式槽邊集氣罩的控制效果有條縫口上的速度分布是否均勻，對條縫式槽邊集氣罩的控制效

37、果有很大的影響，設(shè)計時采取如下措施：很大的影響，設(shè)計時采取如下措施： 很小條縫口面積（很小條縫口面積（f）和橫斷面積）和橫斷面積(S)之比，即通過增大條縫口阻力，之比，即通過增大條縫口阻力，促使速度均勻分布。促使速度均勻分布。f/S愈小，速度分別愈均勻。愈小，速度分別愈均勻。f/S0.3時可近似認(rèn)為是時可近似認(rèn)為是均勻的。均勻的。 槽長大于槽長大于1500mm時，可沿槽長方向分設(shè)時，可沿槽長方向分設(shè)2個或個或3個條縫集氣罩。個條縫集氣罩。采用圖采用圖8.15所示的楔形條縫口。楔形條縫的高度可近似按表所示的楔形條縫口。楔形條縫的高度可近似按表8.3確定。確定。圖圖 8.15 楔形條縫槽邊集氣罩楔

38、形條縫槽邊集氣罩表表 8.3 楔形條縫口高度的確定楔形條縫口高度的確定f / S0.51.0條縫末端高度 h11.3h01.4 h0條縫始端高度h20.7 h01.6 h0注：注：h0縫口平均高度，縫口平均高度，m條縫式槽邊集氣罩的排風(fēng)量按下列公式計算：條縫式槽邊集氣罩的排風(fēng)量按下列公式計算：高截面單側(cè)排風(fēng)量高截面單側(cè)排風(fēng)量 2 . 02ABABvQx（8.20） 低截面單側(cè)排風(fēng)量低截面單側(cè)排風(fēng)量 2 . 03ABABvQx（8.21） 高截面雙側(cè)排風(fēng)量高截面雙側(cè)排風(fēng)量 2 . 022ABABvQx（8.22） 低截面雙側(cè)排風(fēng)量低截面雙側(cè)排風(fēng)量 2 . 023ABABvQx（8.23） 高截面

39、周邊排風(fēng)量高截面周邊排風(fēng)量 257. 1DvQx （8.24） 低截面周邊排風(fēng)量低截面周邊排風(fēng)量 236. 2DvQx （8.25） xv 式中式中 A 槽長，槽長，m； B 槽寬，槽寬，m； D 圓槽直徑，圓槽直徑，m； 邊緣控制點(diǎn)的控制風(fēng)速，邊緣控制點(diǎn)的控制風(fēng)速，m/s。鍍槽邊。鍍槽邊 緣控制點(diǎn)的控制風(fēng)速見文獻(xiàn)緣控制點(diǎn)的控制風(fēng)速見文獻(xiàn)96附錄附錄5。吹吸式集氣罩吹吸式集氣罩 用吹吸式集氣罩控制污染源的擴(kuò)散，具有風(fēng)量小、控制距離遠(yuǎn)、抗用吹吸式集氣罩控制污染源的擴(kuò)散，具有風(fēng)量小、控制距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)和不影響工藝操作的特點(diǎn)。吹吸式集氣罩是射流和匯流的組合，干擾性強(qiáng)和不影響工藝操作的特點(diǎn)。吹吸式

40、集氣罩是射流和匯流的組合，其氣流運(yùn)動情況較復(fù)雜，目前國內(nèi)外學(xué)者提出許多計算方法，但每種方其氣流運(yùn)動情況較復(fù)雜，目前國內(nèi)外學(xué)者提出許多計算方法，但每種方法都有一定的假設(shè)條件和適用范圍。下面介紹兩種較有代表性的計算方法都有一定的假設(shè)條件和適用范圍。下面介紹兩種較有代表性的計算方法。法。 流量比法流量比法圖圖 8.16 吸氣式集氣罩示意圖吸氣式集氣罩示意圖1Q 日本學(xué)者林太郎把吸氣式集氣罩研究日本學(xué)者林太郎把吸氣式集氣罩研究中所應(yīng)用的流量比概念擴(kuò)展到吹吸式集氣中所應(yīng)用的流量比概念擴(kuò)展到吹吸式集氣罩，如圖罩，如圖8.16所示，吸風(fēng)口的風(fēng)量所示，吸風(fēng)口的風(fēng)量 為為kQQQQQQQaP102001 (8.

41、26) 0QPQ式中式中 吸風(fēng)口吹風(fēng)量，吸風(fēng)口吹風(fēng)量，m3/s； 污染氣體量，污染氣體量，m3/s；aQk002/QQQQQkaP 從周圍吸入的空氣量，從周圍吸入的空氣量，m3/s； 流量比，流量比， 。 1Q02/QQQkQkQk 在污染氣流與吹出氣流的接觸過程中，污染氣體分子會通過擴(kuò)散和在污染氣流與吹出氣流的接觸過程中，污染氣體分子會通過擴(kuò)散和邊界層的局部渦流被卷入射流內(nèi)部。因此，要使污染物不進(jìn)入工作區(qū)，邊界層的局部渦流被卷入射流內(nèi)部。因此，要使污染物不進(jìn)入工作區(qū)，必須把吹出氣流從吸風(fēng)口全部排除。在吹吸式集氣罩運(yùn)行過程中，隨必須把吹出氣流從吸風(fēng)口全部排除。在吹吸式集氣罩運(yùn)行過程中，隨 的逐

42、漸減少，被污染的吹出氣流將由全部排除逐漸過渡到從罩口泄漏。的逐漸減少，被污染的吹出氣流將由全部排除逐漸過渡到從罩口泄漏。即將發(fā)生泄漏時的即將發(fā)生泄漏時的 稱為極限流量比，用稱為極限流量比，用 表示。實驗研究表明，表示。實驗研究表明， 與罩的形狀尺寸及污染氣流的大小有關(guān)，通過實驗結(jié)果整理，得出二與罩的形狀尺寸及污染氣流的大小有關(guān)，通過實驗結(jié)果整理，得出二維吹吸式集氣罩的維吹吸式集氣罩的 計算式計算式18 . 551. 004. 013. 046. 025. 004 . 102 . 001 . 101 . 10bHvvbVbWbHkpQQk0bH式中式中 極限流量比；極限流量比； 吹風(fēng)口高度，吹風(fēng)

43、口高度，m； 吹、吸風(fēng)口間距高度，吹、吸風(fēng)口間距高度，m；WVpv0v 吸風(fēng)口法蘭邊全高，吸風(fēng)口法蘭邊全高，m； 吹風(fēng)口法蘭邊全高，吹風(fēng)口法蘭邊全高，m; 污染氣流的流速，污染氣流的流速，m/s； 吹風(fēng)口出口流速，吹風(fēng)口出口流速，m/s。01bb0bW0bV0bHQk上式適用于上式適用于0.5 10、2 50、1 80、0 30。對不同形式的工藝。對不同形式的工藝設(shè)備，吹吸式集氣罩的設(shè)備，吹吸式集氣罩的 計算式詳見文獻(xiàn)計算式詳見文獻(xiàn)96。 設(shè)計時應(yīng)考慮一安全系數(shù)設(shè)計時應(yīng)考慮一安全系數(shù)m，此時流量比為，此時流量比為QQDkabmkk0011 . 1（8.28） 0a 式中式中 吹風(fēng)口高度，吹風(fēng)口

44、高度，m。吹風(fēng)量吹風(fēng)量0000vbaQ （8.29） 吸風(fēng)口排風(fēng)量吸風(fēng)口排風(fēng)量DkQQ101（8.30） Dk式中式中 設(shè)計流量比。設(shè)計流量比。Lv2)臨界斷面法臨界斷面法 吹吸氣流是由射流和匯流兩股氣流合成的，射流速度隨吹氣口距離增加吹吸氣流是由射流和匯流兩股氣流合成的，射流速度隨吹氣口距離增加而逐漸減小，而匯流的速度隨著對吸氣口的靠近而迅速增加。因此，吹吸氣口之而逐漸減小，而匯流的速度隨著對吸氣口的靠近而迅速增加。因此，吹吸氣口之間必然存在一個射流和匯流控制能力均弱的界面，稱此界面為臨界斷面，如圖間必然存在一個射流和匯流控制能力均弱的界面，稱此界面為臨界斷面，如圖8.17所示。吹吸氣流的臨

45、界斷面一般處在所示。吹吸氣流的臨界斷面一般處在x/H0.60.8之間，吸氣口的控制作之間，吸氣口的控制作用主要發(fā)生在臨界斷面之后。從控制污染物外逸的角度出發(fā)，臨界斷面的氣流速用主要發(fā)生在臨界斷面之后。從控制污染物外逸的角度出發(fā)，臨界斷面的氣流速度（稱為臨界速度度（稱為臨界速度 ）應(yīng)?。?yīng)取12m/s或更大些，并且要大于污染物的擴(kuò)散速度。或更大些，并且要大于污染物的擴(kuò)散速度。為防止吹氣口堵塞，吹氣口高度應(yīng)大于為防止吹氣口堵塞，吹氣口高度應(yīng)大于5mm，而吸氣口高度應(yīng)大于，而吸氣口高度應(yīng)大于50mm，設(shè)，設(shè)計槽邊吹吸罩時，為防止液面波動，吹氣口氣流速度應(yīng)限制在計槽邊吹吸罩時，為防止液面波動，吹氣口氣

46、流速度應(yīng)限制在10m/s以下。以下。圖圖 8.17 臨界斷面法示意圖臨界斷面法示意圖由臨界斷面法設(shè)計吹吸罩的計算公式如下由臨界斷面法設(shè)計吹吸罩的計算公式如下臨界斷面位置臨界斷面位置 KHx （8.31） 吹氣口吹風(fēng)量吹氣口吹風(fēng)量 20000/vvHaKQL（8.32） 吸氣口排風(fēng)量吸氣口排風(fēng)量 LvHaKQ111（8.33） 吹氣口高度吹氣口高度 2000/vvHKbL（8.34） 吸氣口高度吸氣口高度 HKb21（8.35） H0a1aLv0v 式中式中 吹氣口至吸氣口距離，吹氣口至吸氣口距離，m； 吹氣口寬度，吹氣口寬度，m； 吸氣口寬度，吸氣口寬度，m； 臨界速度，一般取臨界速度，一般取

47、12m/s； 吹氣口上氣流平均速度，一般取吹氣口上氣流平均速度，一般取810m/s；K0K1K2K 、 、 、 系數(shù)，由表系數(shù)，由表8.4查取。表中數(shù)值是在紊流系數(shù)查取。表中數(shù)值是在紊流系數(shù)a0.2的的條件下得出的。條件下得出的。幾種典型集氣罩的設(shè)計排風(fēng)量舉例幾種典型集氣罩的設(shè)計排風(fēng)量舉例 由于生產(chǎn)工藝千差萬別，所以集氣罩的形式也多種多樣。為便于實際由于生產(chǎn)工藝千差萬別，所以集氣罩的形式也多種多樣。為便于實際應(yīng)用，現(xiàn)將幾種典型集氣罩的設(shè)計排風(fēng)量列于表應(yīng)用，現(xiàn)將幾種典型集氣罩的設(shè)計排風(fēng)量列于表8.5中。中。表表 8.4 臨界斷面法有關(guān)系數(shù)法臨界斷面法有關(guān)系數(shù)法K0K1K2K吸入氣流夾角吸入氣流夾

48、角扁平射流扁平射流兩面擴(kuò)張兩面擴(kuò)張3/20.8031.1620.7360.3040.7601.0730.6860.2835/60.7351.0220.6570.2722/30.7060.9550.6260.258/20.6720.8780.6200.107一面擴(kuò)張一面擴(kuò)張/20.7600.5370.3450.1423/20.8700.6600.4000.1650.8320.6140.3860.1588.2除塵系統(tǒng)的管道設(shè)計除塵系統(tǒng)的管道設(shè)計 除塵系統(tǒng)各組成部分離不開管道的連接。管道設(shè)計計算的目的是：在保除塵系統(tǒng)各組成部分離不開管道的連接。管道設(shè)計計算的目的是：在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理地

49、確定管道布置和尺寸，使系統(tǒng)的初始投資和證要求的風(fēng)量分配前提下，合理地確定管道布置和尺寸，使系統(tǒng)的初始投資和運(yùn)行費(fèi)用最省。除塵系統(tǒng)的管道設(shè)計的主要內(nèi)容有管內(nèi)氣體流動的壓力損失計運(yùn)行費(fèi)用最省。除塵系統(tǒng)的管道設(shè)計的主要內(nèi)容有管內(nèi)氣體流動的壓力損失計算、管道計算、風(fēng)壓平衡計算、除塵設(shè)備的選擇設(shè)計和通風(fēng)機(jī)選型計算等。算、管道計算、風(fēng)壓平衡計算、除塵設(shè)備的選擇設(shè)計和通風(fēng)機(jī)選型計算等。8.2.1管內(nèi)氣體流動的壓力損失計算管內(nèi)氣體流動的壓力損失計算 管內(nèi)氣體流動的壓力損失（又稱阻力）有兩種。一種是由于空氣本身的管內(nèi)氣體流動的壓力損失（又稱阻力）有兩種。一種是由于空氣本身的黏性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的壓力損失

50、，稱為摩擦壓損或沿程壓損；另一黏性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的壓力損失，稱為摩擦壓損或沿程壓損；另一種是氣體流經(jīng)管道中某些局部構(gòu)件時，由于流速的大小和方向改變以及產(chǎn)生渦種是氣體流經(jīng)管道中某些局部構(gòu)件時，由于流速的大小和方向改變以及產(chǎn)生渦流造成比較集中的能量損失，稱為局部壓損。流造成比較集中的能量損失，稱為局部壓損。根據(jù)第一章空氣動力學(xué)的介紹，氣流在直圓管中的摩擦壓力損失為根據(jù)第一章空氣動力學(xué)的介紹，氣流在直圓管中的摩擦壓力損失為22vdlPl（8.36） lPl式中式中 摩擦壓力損失，摩擦壓力損失，Pa； 壓力損失系數(shù)；壓力損失系數(shù)； 管長，管長，m； dv 管徑，管徑，m； 氣體密度，氣體密度

51、，kg/m3； 氣流速度，氣流速度，m/s。對于非圓形管道，式（對于非圓形管道，式（8.36）可寫成）可寫成242vRlPl（8.37） R 式中式中 管道水力半徑，管道水力半徑，m。它是指流體流經(jīng)直管斷面時，。它是指流體流經(jīng)直管斷面時，流體的斷面積流體的斷面積A與潤濕周邊與潤濕周邊x之比。其計算式為之比。其計算式為xAR/（8.38） mR圓形管道單位長度的壓力損失，簡稱比壓損圓形管道單位長度的壓力損失，簡稱比壓損 為為22vdRm（8.39） 式中，摩擦阻力（沿程阻力）系數(shù)式中，摩擦阻力（沿程阻力）系數(shù) 可按目前得到廣泛采用的克里布洛可按目前得到廣泛采用的克里布洛克（克（Colebrook

52、）公式計算）公式計算2/12/151. 27 . 3/lg21eRdk（8.40） 上式中的粗糙度上式中的粗糙度k按表按表1.3確定。確定。 在工程設(shè)計中，為了避免繁瑣的計算，可根據(jù)式（在工程設(shè)計中，為了避免繁瑣的計算，可根據(jù)式（8.39）和式（）和式（8.40）制成各）制成各種形式的計算表和線解圖。這些圖表很多都是在某些特定的條件下做出的，選用種形式的計算表和線解圖。這些圖表很多都是在某些特定的條件下做出的，選用時必須注意適用條件。其修正方法可參考文獻(xiàn)時必須注意適用條件。其修正方法可參考文獻(xiàn)99。為設(shè)計方便，這里直接給。為設(shè)計方便，這里直接給出常用管材的摩擦阻力系數(shù)出常用管材的摩擦阻力系數(shù)

53、，見表，見表8.6。表表 8.6 管壁摩擦阻力系數(shù)管壁摩擦阻力系數(shù) 管道材料管道材料玻璃、黃銅、銅制新管新銅管（焊接）使用1年后的新管鍍鋅銅管薄鋼板、很光滑的水泥管污穢銅管0.0230.040.090.10.020.080.120.10.20.750.9橡皮軟管松木或樺木膠合板木管用水泥涂抹的管道水泥混砂砌磚管道混凝土涵道0.010.030.060.080.090.10.050.10.0450.20.0450.2局部壓力損失在管道系統(tǒng)中通常占有很大比例，其計算是為局部壓力損失在管道系統(tǒng)中通常占有很大比例，其計算是為22vPm（8.41） 式中式中 局部阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)； 其他符號意義同前

54、。其他符號意義同前。 局部阻力系數(shù)局部阻力系數(shù) 通常是通過實驗確定的。實驗時，先測出異型管件前后的全通常是通過實驗確定的。實驗時，先測出異型管件前后的全壓差，再除以相應(yīng)的動壓，即可得壓差，再除以相應(yīng)的動壓，即可得 值。各種管件的局部阻力系數(shù)在有關(guān)設(shè)計值。各種管件的局部阻力系數(shù)在有關(guān)設(shè)計手冊中可以查到。圖手冊中可以查到。圖8.18和表和表8.7、表、表8.8列出了部分管件的列出了部分管件的 值。值。8.2.2管道計算管道計算 管道計算的目的主要是確定管道直徑和系統(tǒng)的壓力損失，并由系統(tǒng)的總管道計算的目的主要是確定管道直徑和系統(tǒng)的壓力損失，并由系統(tǒng)的總風(fēng)量和總壓損選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。風(fēng)量和總壓損選

55、擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。8.2.2.1管道選擇計算管道選擇計算 在已知管內(nèi)流量和流速的前提下，管道內(nèi)徑可按下式計算在已知管內(nèi)流量和流速的前提下，管道內(nèi)徑可按下式計算vQd/88. 1（8.42） 式中式中 d 管徑，管徑，m; Q 體積流量，體積流量，m3/s； v 管道內(nèi)平均風(fēng)速，管道內(nèi)平均風(fēng)速，m/s。 為防止粉塵堵塞管道，式（為防止粉塵堵塞管道，式（8.42）的管徑）的管徑d計算值不能小于表計算值不能小于表8.9所規(guī)定的所規(guī)定的最小管徑。為避免粉塵在管道中的沉積，式（最小管徑。為避免粉塵在管道中的沉積，式（8.42）中風(fēng)速的選擇應(yīng)不低于表）中風(fēng)速的選擇應(yīng)不低于表8.10所給出的最低風(fēng)速。所給

56、出的最低風(fēng)速。表表 8.9 除塵系統(tǒng)最小管徑除塵系統(tǒng)最小管徑粉塵種類最小管徑微粒粉塵 80較粗粉塵 100可能含有大塊物料的混合粉塵 200圖圖 8.18 合流三通局部阻力系合流三通局部阻力系數(shù)與流量比的關(guān)系數(shù)與流量比的關(guān)系表表 8.7 部分管道構(gòu)件局部阻力系數(shù)表部分管道構(gòu)件局部阻力系數(shù)表 表表 8.10 除塵系統(tǒng)管道內(nèi)最低風(fēng)速（除塵系統(tǒng)管道內(nèi)最低風(fēng)速（m/s）粉塵種類垂直管水平管粉塵種類垂直管水平管粉狀粘土和砂1113干細(xì)粉1113耐火泥1417濕土（20%） 1518黏土1316銅、鐵塵末1518重礦粉塵16181823水泥粉塵8121822輕礦粉塵1214石棉粉塵8121622煤灰101

57、2鋸屑、刨屑1214銅、鐵屑1923大塊干木屑1415灰土砂塵1618大塊濕木屑1820干微塵810氧化鋅、鋁煙塵7101214染料粉塵14161618谷物塵1012砂子、鑄模土1720麻、短纖維塵812表表 8.11 除塵系統(tǒng)管道壁厚選?。ǔ龎m系統(tǒng)管道壁厚選取（mm）管徑管壁厚度85001.525001500231500200035鑄鐵管1012 除塵風(fēng)管的選材有多種，可采用熱軋無縫鋼管、不鍍鋅水煤氣輸送鋼管、除塵風(fēng)管的選材有多種，可采用熱軋無縫鋼管、不鍍鋅水煤氣輸送鋼管、直縫電焊鋼管、鑄鐵管等。若選用鋼管，管壁厚度可按表直縫電焊鋼管、鑄鐵管等。若選用鋼管，管壁厚度可按表8.11確定。當(dāng)有腐

58、蝕性確定。當(dāng)有腐蝕性氣體時，應(yīng)考慮防腐，當(dāng)粉塵粒徑較大或磨損性較強(qiáng)時，應(yīng)適當(dāng)增加管壁厚度或氣體時，應(yīng)考慮防腐，當(dāng)粉塵粒徑較大或磨損性較強(qiáng)時，應(yīng)適當(dāng)增加管壁厚度或采取防磨措施。采取防磨措施。 管道的布置要盡量減少彎頭的數(shù)目，以簡化系統(tǒng)布局、減少阻力。彎頭連管道的布置要盡量減少彎頭的數(shù)目，以簡化系統(tǒng)布局、減少阻力。彎頭連接要求彎管有一定的曲率半徑，除了空間受局限外，轉(zhuǎn)彎半徑一般取管道直徑的接要求彎管有一定的曲率半徑，除了空間受局限外，轉(zhuǎn)彎半徑一般取管道直徑的1.52.5倍。對于矩形彎頭，其寬度應(yīng)大于厚度。彎頭連接如圖倍。對于矩形彎頭，其寬度應(yīng)大于厚度。彎頭連接如圖8.19所示。所示。 支管與主管的

59、連接（三通），應(yīng)從上面或側(cè)面接入，三通管的夾角最好為支管與主管的連接（三通），應(yīng)從上面或側(cè)面接入，三通管的夾角最好為30，最大不宜超過，最大不宜超過45。 直管的管徑改變，應(yīng)設(shè)漸擴(kuò)管或減縮管，漸擴(kuò)管或減縮管的長度應(yīng)為管道直管的管徑改變，應(yīng)設(shè)漸擴(kuò)管或減縮管，漸擴(kuò)管或減縮管的長度應(yīng)為管道直徑差的直徑差的5 倍以上。倍以上。8.2.2.2并聯(lián)管道風(fēng)壓平衡計算并聯(lián)管道風(fēng)壓平衡計算 對于并聯(lián)管道，兩支管的風(fēng)量是按工藝要求確定的，若兩支管的壓差不等，對于并聯(lián)管道，兩支管的風(fēng)量是按工藝要求確定的，若兩支管的壓差不等，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，勢必導(dǎo)致風(fēng)量重新分配，使工作時的風(fēng)量與設(shè)計風(fēng)量發(fā)生偏差。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，勢必導(dǎo)致

60、風(fēng)量重新分配，使工作時的風(fēng)量與設(shè)計風(fēng)量發(fā)生偏差。在滿足設(shè)計風(fēng)量的前提下，盡可能使兩支管在滿足設(shè)計風(fēng)量的前提下，盡可能使兩支管a和和b的壓差接近或相等（壓力損失平的壓差接近或相等（壓力損失平衡）。其壓力差應(yīng)滿足：衡）。其壓力差應(yīng)滿足：%10abappp（8.43） apbp 式中式中 支管支管a的壓差，的壓差，Pa; 支管支管b的壓差，的壓差，Pa。 否則，必須采用調(diào)整管徑或設(shè)閥門的調(diào)阻方法。調(diào)整管徑平衡壓力，可按否則，必須采用調(diào)整管徑或設(shè)閥門的調(diào)阻方法。調(diào)整管徑平衡壓力，可按下式計算下式計算 225. 02112ppdd（8.44） 2d1d1p2p 式中式中 調(diào)整前的管徑，調(diào)整前的管徑，m；