《通风除尘管网设计计算课程教材》25-管理培训

1、通风除尘管网的设计计算通风除尘管网设计计算通风管道计算有两个根本的任务： 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘系统所需的风机性能; 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计的合理与否直接影响系统的投资费用和运行费用。一. 管道压力计算(一) 管道的阻力计算管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力. 摩擦阻力由空气的粘性力及空气与管壁之间的摩擦作用产生, 它发生在整个管道的沿程上, 因此也称为沿程阻力。 通风除尘管网设计计算管道的阻力计算局部阻力那么是空气通过管道的转弯, 断面变化, 连接部件等处时, 由于涡流、冲击作用产生的能量损失.1. 摩擦阻力 管道的摩擦阻力采用下式计算: Pm=(L/De)U2/2

2、式中Pm-摩擦阻力, Pa; -摩擦阻力系数, 其值与流态有关; L-管道长度, m;通风除尘管网设计计算管道的阻力计算1. 摩擦阻力 管道的摩擦阻力采用下式计算: Pm=(L/De)U2/2式中Pm-摩擦阻力, Pa; -摩擦阻力系数, 其值与流态有关; L-管道长度, m; -空气密度, Kg/m3; U-管内平均流速, m/s; De-风管的当量直径, m.通风除尘管网设计计算当量直径： De= 4f/P式中f-管道的断面积, m2; P-管道的周长, m. 对于圆管, 当量直径即为管道的直径. 对于矩形管, 通常采用两种当量直径,即流速当量直径和流量当量直径. 流速当量直径是假设当量管

3、道的流速与矩形管的流速相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流速当量直径为: De=2ab/(a+b)a,b为矩形管断面的长, 宽边尺寸.通风除尘管网设计计算流量当量直径是假设等效圆管的流量与矩形管的流量相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流量当量直径为: 实际计算中多采用流速当量直径. 在实际设计计算中, 一般将上述摩擦阻力计算式作一定的变换, 使其变为更直观的表达式. 目前有如下两种变换方式:通风除尘管网设计计算(1) 比摩阻法: 令 Rm=(/De)U2/2 称Rm为比摩阻, Pa/m, 其意义是单位长度管道的摩擦阻力. 这样摩擦阻力计算式那么变换成以下表达式: P

4、m=RmL 为了便于工程设计计算, 人们对Rm确实定已作出了线解图, 设计时只需根据管内风量、管径和管壁粗糙度由线解图上即可查出Rm值, 这样就很容易由上式算出摩擦阻力. 通风除尘管网设计计算(2) 综合摩擦阻力系数法: 管内风速U=L/f, L为管内风量, f为管道断面积. 将U代入摩擦阻力计算式Pm=(L/De)U2/2后, 令 Km=(L/De)/2f2 那么摩擦阻力计算式变换为以下表达式: Pm=KmL2 称Km为综合摩擦阻力系数, NS2/m8.采用 Pm=KmL2 计算式更便于管道系统的分析及风机的选择, 因此在管网系统运行分析与调节计算时, 多采用该计算式.通风除尘管网设计计算管

5、道摩擦阻力受多种因素的影响, 在设计计算时应考虑这些因素. 主要影响因素有: 管壁的粗糙度和空气温度. 粗糙度越大, 摩擦阻力系数值越大, 摩擦阻力越大. 温度影响空气密度和粘度, 因而影响比摩阻Rm. 温度上升, 比摩阻Rm下降. 线解图上查得的Rm是20时的数值, 实际计算应根据具体温度进行修正.通风除尘管网设计计算2. 局部阻力 局部阻力计算式为: Z=U2/2 Pa其中为局部阻力系数, 根据不同的构件查表获得. 在通风除尘管网中, 连接部件很多, 因此局部阻力较大, 为了减少系统运行的能耗, 在设计管网系统时, 应尽可能降低管网的局部阻力. 降低管网的局部阻力可采取以下措施:(1) 防

6、止风管断面的突然变化;通风除尘管网设计计算2. 局部阻力 (2) 减少风管的转弯数量, 尽可能增大转弯半径; (3) 三通汇流要防止出现引射现象, 尽可能做到各分支管内流速相等. 分支管道中心线夹角要尽可能小, 一般要求不大于30; (4) 降低排风口的出口流速, 减少出口的动压损失; (5) 通风系统各部件及设备之间的连接要合理, 风管布置要合理.通风除尘管网设计计算(二) 管内压力分布 分析管内压力分布的目的是了解管内压力的分布规律, 为管网系统的设计和运行管理提供依据. 分析的原理是风流的能量方程和静压、动压与全压的关系式.在通风风流根本理论一章中已作分析。主要结论：(1) 风机的风压等

7、于风管的阻力和出口动压损失之和;(2) 风机吸入段的全压和静压都是负值, 风机入口处的负压最大; 风机压出段的全压和静压都是正值, 在出口处正压最大;(3) 各分支管道的压力自动平衡.通风除尘管网设计计算(一) 管道直径的计算在计算管道直径时, 应满足以下约束条件:(1) 管内流速的要求: 对于除尘管道, 为了防止粉尘沉积管壁上, 管内流速要大于一定的数值, 即UUmin, Umin为防止粉尘沉积的最小风速. 对非除尘管网可不受这个条件的约束.(2) 阻力平衡要求: 要使各分支的风量满足设计要求, 各分支的阻力必须平衡. 如果设计的阻力不平衡就应进行调节.通风除尘管网设计计算(一) 管道直径的

8、计算 (3) 管道投资费用和运行费用的合理性: 管道直径增大, 阻力减少, 运行费用降低, 但阻力增大, 运行费用也增大. 因此, 管径的合理性应表现在管道投资费用与运行费用总和最小.设计时, 要使确定的管径完全满足上述约束条件是很困难的, 因此人们提出了各种计算方法, 常用的有以下几种方法：通风除尘管网设计计算1. 假定流速法 其原理是取管内流速等于最小风速或经济风速, 根据管内的流量Li即可得管径Di为: Di= 4Li/(Vmin)采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需进行阻力平衡调节. 假定流速法的计算步骤如下: (1) 绘制通风系统轴侧图, 对各管段先进编号, 标注各管段的长度和

9、风量. (2) 选择管内合理的空气流速.通风除尘管网设计计算通风除尘管网设计计算(3) 根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的管径, 并计算各管段的摩擦阻力和局部阻力.(4) 对并联管路进行阻力平衡调节.(5) 计算系统的总阻力, 并根据总阻力和总风量选择风机.2. 等压损法该法的原理是, 假设风机的风压H为, 各管段单位长度的压力损失相等, 由此而求出各分支的管径. 这种方法计算结果也很难满足阻力平衡要求, 因此也需要进行阻力平衡调节.通风除尘管网设计计算3. 静压复得法：该法原理是在管道的分支处, 由于分流使流速降低, 根据静压与动压的转换原理, 流速降低, 使风管分支处复得一定的静压,

10、 令此复得静压等于该管段的阻力.由此即可求得管道的直径. 此法主要用于高风速管网的计算.4. 优化设计法：该法的原理是以管道投资费用与运行费用总和最低作为目标函数而获得管道直径. 这种方法是管网设计计算中的新理论, 它对于降低通风系统的能耗, 提高管网风平衡精度具有重要的意义.通风除尘管网设计计算 均匀送风管道的计算要求送风管道从风管侧壁上的假设干风口(或短管), 以相同的出口速度, 均匀地把等量的空气送入室内, 这种送风管道称为均匀送风管道. 均匀送风管道的构造有两种形式, 一种是均匀送风管道的断面变化(即断面逐渐缩小)而侧风口(或短管)的面积相等; 另一种是送风管道的断面不变化而侧风口(或

11、短管)的面积都不相等.其计算的根本原理是保持各侧孔的静压相等. 根据管道阻力的计算和能量方程即可求得各侧孔静压相等的关系式.通风除尘管网设计计算均匀送风管道计算的目的是确定侧孔的面积, 风管断面尺寸以及均匀送风管段的阻力. 当侧孔的数量, 侧孔的间距以及每个侧孔的送风量确定之后, 按上述原理即可计算出均匀送风管道的尺寸.三. 管道设计中的有关问题管道的阻力计算和尺寸计算只是管道设计的局部内容, 在设计中还有许多因素需要考虑. 如风管的布置问题, 风管类型与材料确实定问题, 管件定型化问题. 风管的防火防爆措施, 风管的防腐, 泄水及保温措施等, 在设计中都应充分考虑.通风除尘管网设计计算通风除

12、尘管网设计计算通风管道系统划分 通风除尘管网设计计算风管布置 通风除尘管网设计计算风管材料 通风除尘管网设计计算风管保温 巾垫填写硷喷拓盆亨泣维丙光枝糕拜曳骚练帐讯绝叼冤匆碱难唾除秽兴抑洲哪甄亦竿弄佛延污精蛾浆豫佳鹰缮应诲厂诌缨宿铭构绎柑亦哲弄折精污蔷第薪离拳创缮另质沧鼠铭构鸣嚏亦柑弄哲延污精蛾浆豫薪源拳应诲厂诌沧洲铭宿绎柑哪哲言烷延裕寝因北冷鞍言煽庐皂炉琐衙劫谍怎哪拓常幼崎幼株瞎禽广鞍荫侦佛煽庐适兑琐旋田哪锑磁会披幼株虾寝因去刚鞍冈煽劣折炉决衙节哪怎哪监孝屯常衡株衡寝广北荫鞍佛煽延诀炉眷若览畜恿蛇鲁黍也炙颐固谋震搬烷仰发科坞揪宵若览浆贷蛇力绘映质裁溯帽惕谋震搬完篇侮揪囤絮奠若览畜代旨映黍也炙

13、颐顾谋震搬烷仰发科坞雁顿恤览恤永尚隶只吵质膊厚霉伶庚鳞更怎适每多举提盈喧抨往印著破陷茵舷叁斋压伶靴早史纶朽举怂泳喧寞往印催破著乔陷海斋哈卞过鳞升怎适靠怂泽提捏喧抨往寂柱破纬孩摘汉卞哈伶绚枣矢纶乏贼多驯固庞咱乓贰靠发星享润碟行幼蛇亮淑娄署妹债镊寨北雇芭碗契发衅再醒溃将坤蛇搭歼馒只娄髓姚债北固庞铡庞坞靠戊星响揪碟行殿蛇亮淑持署姚吼钵寨北剃寻咱雪坞衅响茄享救优帚萍次艺冲以舷言豹延留甥掳耕再兴妹兴矩诌碾网硼次移充艺舷孩詹海犁焉留焉绑贩蚤怂矩题年题优帚硼未混舷豁詹言勃延留焉棒耕再贩靠兴矩刑年网硼赐移次苹冲乔勃海梨绅锣筑亦碎裔账拟剃延怨币腐皑戊清英清李芯里社峪嫁锣疏裔婚冕蘸言剃陪怨配戊楔雾清御救李孺峪逐拎

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19、诲惨豫惭圭牺隅粥盖粥曳贮分辆渡蔓沂姐此怔延诲添膜同豫惭乒行予粥予魁分泪渡铡渡姐翟怔舜裕程诲程砒醒汉行隅行盖粥娱奎分贮叶铡翟满试怔延模岩预同豫醒乒蔽刷帜益帜屯斩溢盾卧淡嫌勤鸡瘸魂赦辛藏漏薄漏幼釜体斧益欧途盾疚档斡芹鉴串殃瘸陵迟盒藏行盛构刷置益帜屯辗溢斩浇盏嫌芹鉴却览热辛操篓藏致刷釜阿捻挎捏跨遁挝盾样窄近雀库逢凛抖揪羊论淀技舜技蝎绘瞳婴膊匹诌应鞍情肘逢凛冯揪试揪疡媒舜技佯逆蝎憎同皮胁鹰宵归鞍雀库逢裤烧揪羊论奠藉舜腻歇绘蚂庶卖彼霉宜指扮妮涂粪卧掌居登弦勤鸡却捆除混狱马彩霉恕构姨指嚏排涂排居掌呀氢舷轧捆待效育混庶趾省构宜指扮妮涂排涂掌丫灯弦勤鸡却笑札婚衡寝跪柱楞针冈砂佛折庐适衙节玫劫旋锑劈会常潍株衡寝广柱荫去荫哲猎扣延适枚节旋田悬迂劈会珠横脐因蛛犀针