風(fēng)機(jī)選型-通風(fēng)管道的設(shè)計計算-課件

通風(fēng)管道的設(shè)計計算第六章1ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(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)的投資費用和運行費用。2ppt課件一.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)管道的設(shè)計計算3ppt課件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.第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算4ppt課件6.1.1摩擦阻力的計算<流體輸配管網(wǎng)>其中：λ為摩阻系數(shù)，l為管長，d為管徑或流速當(dāng)量直徑（4Rs，Rs=f/x），Rm為單位長度摩擦阻力。（6-2-1）5ppt課件<流體輸配管網(wǎng)>λ摩阻系數(shù)的確定：1、層流區(qū)Re＜20002、臨界區(qū)Re=2000-40003、紊流區(qū)Re＞40006ppt課件2.3.1.2摩擦阻力計算λ值的確定

<流體輸配管網(wǎng)>Rm值的計算和修正制成圖表，已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)中兩個，可查得其余兩個，是在一定條件下锝出Rm值的計算和查取（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：7ppt課件返回<流體輸配管網(wǎng)>8ppt課件<流體輸配管網(wǎng)>返回Rm值的修正：（1）密度、運動粘度的修正（2）溫度、大氣壓和熱交換修正繼續(xù)式中9ppt課件（3）管壁粗糙度的修正10ppt課件<流體輸配管網(wǎng)>

矩形風(fēng)管的摩擦阻力計算主要考慮當(dāng)量直徑的確定，有流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑（1）流速當(dāng)量直徑例6-1

有一表面光滑的磚砌風(fēng)道（K＝3mm），斷面500×400mm，L＝1m3/s，求Rm

11ppt課件解：v＝1÷(0.4×0.5)=5m/s

Dv=2ab/(a+b)=444mm查圖2-3-1得Rm0＝0.62Pa/mKr=(3

×5)0.25=1.96Rm=1.96×0.62=1.22Pa/m（2）流量當(dāng)量直徑12ppt課件例2同例1解：v＝1÷(0.4×0.5)=5m/s

DL=1.3(ab)0.625/(a+b)0.25=478mm查圖2-3-1得Rm0＝0.61Pa/mKr=(3

×5)0.25=1.96Rm=1.96×0.61=1.2Pa/m13ppt課件2.局部阻力局部阻力計算式為:Z=ξ·ρU2/2Pa其中ξ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)管道的設(shè)計計算14ppt課件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.第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算15ppt課件(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.第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算16ppt課件氣體管網(wǎng)壓力分布圖

17ppt課件主要結(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.18ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算19ppt課件水力計算步驟（假定流速法）計算前，完成管網(wǎng)布置，確定流量分配繪草圖，編號確定流速確定管徑計算各管段阻力平衡并聯(lián)管路計算總阻力，計算管網(wǎng)特性曲線根據(jù)管網(wǎng)特性曲線，選擇動力設(shè)備20ppt課件水力計算步驟（平均壓損法）計算前，完成管網(wǎng)布置，確定流量分配繪系統(tǒng)圖，編號，標(biāo)管段L和Q，定最不利環(huán)路。根據(jù)資用動力，計算其平均Rm。根據(jù)Rm和各管段Q，確定其各管段管徑。確定各并聯(lián)支路的資用動力，計算其Rm

。根據(jù)各并聯(lián)支路Rm和各管段Q，確定其管徑。21ppt課件水力計算步驟（靜壓復(fù)得法）計算前，完成管網(wǎng)布置確定管道上各孔口的出流速度。計算各孔口處的管內(nèi)靜壓Pj和流量。順流向定第一孔口處管內(nèi)流速、全壓和管道尺寸。計算第一孔口到第二孔口的阻力P1·2。計算第二孔口處的動壓 Pd2。計算第二孔口處的管內(nèi)流速，確定該處的管道尺寸。以此類推，直到確定最后一個孔口處的管道斷面尺寸。22ppt課件計算例題例6-5如圖所示通風(fēng)管網(wǎng)。風(fēng)管用鋼板制作，輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。除塵器阻力為1200Pa，對該管網(wǎng)進(jìn)行水力計算，并獲得管網(wǎng)特性曲線。返回23ppt課件[解]：

1．對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點的排風(fēng)量。

2．選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風(fēng)機(jī)-7為最不利環(huán)路。

3．根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。根據(jù)表2-3-3，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為：垂直風(fēng)管12m/s，水平風(fēng)管14m/s?？紤]到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，取5％的漏風(fēng)系數(shù)，管段6及7的計算風(fēng)量為6300*1.05＝6615m3／h。

24ppt課件返回管段1

水平風(fēng)管，初定流速為14m/s。根據(jù)Ql＝1500m3/h（0.42m3/s）、v1=14m/s所選管徑按通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格調(diào)整為：D1＝200mm；實際流速v1＝13.4m/s；由圖2-3-1查得，Rm1=12.5Pa/m

同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見表2-3-5。4.確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦力，見表2-3-5。5.計算各管段局部阻力例如：繼續(xù)25ppt課件26ppt課件80038050038027ppt課件420800400420410*31542028ppt課件返回6.計算各管段的沿程阻力和局部阻力(見表2-3-5)7.對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡：繼續(xù)

圖29ppt課件<流體輸配管網(wǎng)>返回8.計算系統(tǒng)總阻力，獲得管網(wǎng)特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管路1-3-5-6-7阻力之和。繼續(xù)30ppt課件返回1返回231ppt課件均勻送風(fēng)管道設(shè)計一、設(shè)計原理繼續(xù)靜壓產(chǎn)生的流速為：空氣在風(fēng)管內(nèi)的流速為：空氣從孔口出流時的流速為：如圖所示：出流角為α：32ppt課件返回孔口出流風(fēng)量：由上式得f0上的平均流速v0為：繼續(xù)33ppt課件返回風(fēng)口的流速分布如圖：（矩形送風(fēng)管斷面不變）*要實現(xiàn)均勻送風(fēng)可采取的措施（如圖）

1、設(shè)阻體；

2、改變斷面積；

3、改變送風(fēng)口斷面積；

4、增大F，減小f0。繼續(xù)34ppt課件返回35ppt課件二、實現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件：保持各側(cè)孔靜壓、流量系數(shù)相等,增大出流角。1、保持各側(cè)孔靜壓Pj相等；36ppt課件2、保持各側(cè)孔流量系數(shù)μ相等；

μ與孔口形狀、流角α以及L0/L=

有關(guān)，當(dāng)α大于600，μ一般等于0.637ppt課件3、增大出流角α，大于600，接近900。38ppt課件返回三、直流三通局部阻力系數(shù)和側(cè)孔流量系數(shù)1、直流三通局部阻力系數(shù)：由L0/L查表2-3-6；2、側(cè)孔流量系數(shù)μ=0.6~0.65；四、均勻送風(fēng)管道計算方法確定側(cè)孔個數(shù)、側(cè)孔間距、每個孔的風(fēng)量計算側(cè)孔面積計算送風(fēng)管道直徑和阻力繼續(xù)39ppt課件返回五、計算例題如圖所示：總風(fēng)量為8000m3/h的圓形均勻送風(fēng)管道采用8個等面積的側(cè)孔均勻送風(fēng)，孔間距為1.5M，確定其孔口面積、風(fēng)管各斷面直徑及總阻力。

繼續(xù)解：1、確定孔口平均流速v0，40ppt課件41ppt課件42ppt課件43ppt課件注意：把每一段起始斷面的動壓作為該管段的平均動壓，并假設(shè)μ、λ為常數(shù)，將產(chǎn)生一定誤差，但在工程實際是允許的。44ppt課件一、系統(tǒng)劃分

當(dāng)車間內(nèi)不同地點有不同的送、排風(fēng)要求，或車間面積較大，送、排風(fēng)點較多時，為便于運行管理，常分設(shè)多個送、排風(fēng)系統(tǒng)。除個別情況外，通常是由一臺風(fēng)機(jī)與其聯(lián)系在一起的管道及設(shè)備構(gòu)成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則：1．空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同的，可劃為同一系統(tǒng)。2．同一生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間相同的，可劃為同一系統(tǒng)。3．對下列情況應(yīng)單獨設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)：（1）兩種或兩種以上的有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸；（2）兩種有害物質(zhì)混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；（3）兩種有害物質(zhì)混合后易使蒸汽凝結(jié)并積聚粉塵；（4）放散劇毒物質(zhì)的房間和設(shè)備。第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算45ppt課件4．除塵系統(tǒng)的劃分應(yīng)符合下列要求：（1）同一生產(chǎn)流程、同時工作的揚塵點相距不大時，宜合為一個系統(tǒng)；（2）同時工作但粉塵種類不同的揚塵點，當(dāng)工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價值時，也可合設(shè)一個系統(tǒng)；（3）溫濕度不同的含塵氣體，當(dāng)混合后可能導(dǎo)致風(fēng)管風(fēng)結(jié)露時，應(yīng)分設(shè)系統(tǒng)。5．如排風(fēng)量大的排風(fēng)點位于風(fēng)機(jī)附近，不宜和遠(yuǎn)處排風(fēng)量小的排風(fēng)點合為同一系統(tǒng)。增設(shè)該排風(fēng)點后會增大系統(tǒng)總阻力。46ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算通風(fēng)管道系統(tǒng)劃分47ppt課件二、風(fēng)管布置

風(fēng)管布置直接關(guān)系到通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。1．除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點不宜過多，以利各支管間阻力平衡。如排風(fēng)點多，可用大斷面集合管連接各支管。集合管內(nèi)流速不宜超過3m/s，集合管下部設(shè)卸灰裝置。2．除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜敷設(shè)時與水平面夾角最好大于45°。如必需水平敷設(shè)或傾角小于30°時，應(yīng)采取措施，如加大流速、設(shè)清掃口等。3．輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時，如表面處理車間的排風(fēng)管道，應(yīng)用不小于0.005的坡度，以排除積液，并應(yīng)在風(fēng)管的緊低點和風(fēng)機(jī)底部裝設(shè)水封泄液管。4．在除塵系統(tǒng)中，為防止風(fēng)管堵塞，風(fēng)管直徑不宜小于下列數(shù)值：排送細(xì)小粉塵

80mm排送較粗粉塵（如木屑）

100mm排送粗粉塵（有小塊物體）

130mm5．排除含有劇毒物質(zhì)的正壓風(fēng)管，不應(yīng)穿過其它房間。6．風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、風(fēng)量測定孔和采樣孔等）或預(yù)留安裝測量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點。7．風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。

48ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算風(fēng)管布置

49ppt課件三、風(fēng)管斷面形狀的選擇和管道定型化

（一）風(fēng)管斷面形狀的選擇風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比，在相同斷面積時圓形風(fēng)管的阻力小、材料省、強度也大；圓形風(fēng)管直徑較小時比較容易制造，保溫亦方便。但是圓形風(fēng)管管件的放樣、制作較矩形風(fēng)管困難；布置時不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合，明裝時不易布置得美觀。50ppt課件51ppt課件當(dāng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小時，例如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)都用圓形風(fēng)管。當(dāng)風(fēng)管斷面尺寸大時，為了充分利用建筑空間，通常采用矩形風(fēng)管。例如民用建筑空調(diào)系統(tǒng)都采用矩形風(fēng)管。矩形風(fēng)管與相同斷面積圓形風(fēng)管的阻力比值為：

式中

Rj——矩形風(fēng)管的比摩阻；

Ry——圓形風(fēng)管的比摩阻；

a、b——矩形風(fēng)管的兩個邊長。在風(fēng)管斷面積一定時，寬高比a/b的值增大，Rj/Ry的比值也增大。矩形風(fēng)管的寬高比最高可達(dá)8∶1，但自1∶1至8∶1表面積要增加60%。因此設(shè)計風(fēng)管時，除特殊情況外，寬高比愈近接于1愈好，可以節(jié)省動力及制造和安裝費用。適宜的寬高比在3.0以下。52ppt課件(二)管道定型化隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通風(fēng)，空調(diào)工程大量增加。為了最大限度地利用板材，實現(xiàn)風(fēng)管制作，安裝機(jī)械化、工廠化，在國家建委組織下，1975年確定了《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》?！锻L(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》有圓形和矩形兩類。必須指出：1．《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》中，圓管的直徑是指外徑，矩形斷面尺寸是其外邊長，即尺寸中都包括了相應(yīng)的材料厚度。2．為了滿足阻力平衡的需要，除塵風(fēng)管和氣密性風(fēng)管的管徑規(guī)格較多。3．管道的斷面尺寸(直徑和邊長)采用R20系列，即管道斷面尺寸是以公比數(shù)≈1.12的倍數(shù)來編制的。53ppt課件54ppt課件四、風(fēng)管材料的選擇

用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、膠合板、纖維板，礦渣石膏板，磚及混凝土等。需要經(jīng)常移動的風(fēng)管，則大多用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、橡膠管及金屬軟管等。

55ppt課件風(fēng)管材料應(yīng)根據(jù)使用要求和就地取材的原則選用。薄鋼板是最常用的材料，有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。它們的優(yōu)點是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。鍍鋅鋼板具有一定的防腐性能，適用于空氣濕度較高或室內(nèi)潮濕的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)，有凈化要求的空調(diào)系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)因管壁摩損大，通常用厚度為1.5—3.0mm的鋼板。一般通風(fēng)系統(tǒng)采用厚度為0.5—1.5mm的鋼板。硬聚氯乙烯塑料板適用于有腐蝕作用的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)。它表面光滑，制作方便，這種材料不耐高溫，也不耐寒，只適用于－10～+60℃；在輻射熱作用下容易脆裂。以磚，混凝土等材料制作風(fēng)管，主要用于需要與建筑、結(jié)構(gòu)配合的場合。它節(jié)省鋼材，結(jié)合裝飾，經(jīng)久耐用，但阻力較大。在體育館、影劇院等公共建筑和紡織廠的空調(diào)工程中，常利用建筑空間組合成通風(fēng)管道。這種管道的斷面較大，使之降低流速，減小阻力，還可以在風(fēng)管內(nèi)壁襯貼吸聲材料，降低噪聲。56ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算風(fēng)管材料

57ppt課件58ppt課件五、風(fēng)管的保溫

當(dāng)風(fēng)管在輸送空氣過程中冷、熱量損耗大，又要求空氣溫度保持恒定，或者要防止風(fēng)管穿越房間時對室內(nèi)空氣參數(shù)產(chǎn)生影響及低溫風(fēng)管表面結(jié)露，都需要對風(fēng)管進(jìn)行保溫。保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、超細(xì)玻璃棉，玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。它們的導(dǎo)熱系數(shù)大都在0.12W／m·℃以內(nèi)。通過管壁保溫層的傳熱系數(shù)一般控制在1.84W／m2·℃以內(nèi)。保溫層厚度要根據(jù)保溫目的計算出經(jīng)濟(jì)厚度，再按其它要求來校核。保溫層結(jié)構(gòu)可參閱有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)圖。通常保溫結(jié)構(gòu)有四層：(1)防腐層，涂防腐油漆或瀝青。(2)保溫層，填貼保溫材料。(3)防潮層，包油毛氈、塑料布或刷瀝青。用以防止潮濕空氣或水分侵入保溫層內(nèi)，從而破壞保溫層或在內(nèi)部結(jié)露。(4)保護(hù)層。室內(nèi)管道可用玻璃布、塑料布或木板、膠合板作成，室外管道應(yīng)用鐵絲網(wǎng)水泥或鐵皮作保護(hù)層。59ppt課件第六章：通風(fēng)管道的設(shè)計計算風(fēng)管保溫

60ppt課件六、進(jìn)、排風(fēng)口

(一)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口是通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)采集室外新鮮空氣的入口，其位置應(yīng)滿足下列要求：1．應(yīng)設(shè)在室外空氣較清潔的地點。進(jìn)風(fēng)口處室外空氣中有害物質(zhì)濃度不應(yīng)大于室內(nèi)作業(yè)地點最高允許濃度的30%。2．應(yīng)盡量設(shè)在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)，并且應(yīng)低于排風(fēng)口。3．進(jìn)風(fēng)口的底部距室外地坪不宜低于2m，當(dāng)布置在綠化地帶時不宜低于1m。4．降溫用的進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)在建筑物的背陰處。(二)排風(fēng)口1．在一般情況下通風(fēng)排氣立管出口至少應(yīng)高出屋面0.5m。2．通風(fēng)排氣中的有害物質(zhì)必需經(jīng)大氣擴(kuò)散稀釋時，排風(fēng)口應(yīng)位于建筑物空氣動力陰影區(qū)和正壓區(qū)以上。3．要求在大氣中擴(kuò)散稀釋的通風(fēng)排氣，其排風(fēng)口上不應(yīng)設(shè)風(fēng)帽。61ppt課件62ppt課件七、防爆及防火

空氣中含有可燃物時，如果可燃物與空氣中的氧在一定條件下進(jìn)行劇烈的氧化反