通风除尘管网的设计计算

通风除尘管网的设计计算第六章：通风除尘管网设计计算通风管道计算有两个基本的任务：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。第六章：通风除尘管网设计计算管道的阻力计算局部阻力则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:ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2式中ΔPm----摩擦阻力,Pa;λ----摩擦阻力系数,其值与流态有关;L----管道长度,m;第六章：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:ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2式中ΔPm----摩擦阻力,Pa;λ----摩擦阻力系数,其值与流态有关;L----管道长度,m;ρ----空气密度,Kg/m3;U----管内平均流速,m/s;De----风管的当量直径,m.第六章：通风除尘管网设计计算当量直径：De=4·f/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.第六章：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:第六章：通风除尘管网设计计算(1)比摩阻法:令Rm=(λ/De)·ρU2/2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则变换成下列表达式:ΔPm=Rm·L为了便于工程设计计算,人们对Rm的确定已作出了线解图,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.

第六章：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ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2后,令Km=λ·(L/De)·ρ/2f2则摩擦阻力计算式变换为下列表达式:ΔPm=Km·L2称Km为综合摩擦阻力系数,N·S2/m8.采用ΔPm=Km·L2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.第六章：通风除尘管网设计计算管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λ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.第六章：通风除尘管网设计计算2.局局部阻力力局部阻力力计算式式为:Z=ξ··ρU2/2Pa其中ξ为为局部阻阻力系数数,根根据不同同的构件件查表获获得.在通风除除尘管网网中,连连接部部件很多多,因因此局部部阻力较较大,为为了减减少系统统运行的的能耗,在设设计管网网系统时时,应应尽可能能降低管管网的局局部阻力力.降降低管网网的局部部阻力可可采取以以下措施施:(1)避避免风风管断面面的突然然变化;第六章：：通风除除尘管网网设计计计算2.局局部阻力力(2)减减少风风管的转转弯数量量,尽尽可能增增大转弯弯半径;(3)三三通汇汇流要防防止出现现引射现现象,尽尽可能能做到各各分支管管内流速速相等.分支支管道中中心线夹夹角要尽尽可能小小,一一般要求求不大于于30°°;(4)降降低排排风口的的出口流流速,减减少出出口的动动压损失失;(5)通风风系统各部件件及设备之间间的连接要合合理,风管管布置要合理理.第六章：通风风除尘管网设设计计算(二)管内内压力分布分析管内压力力分布的目的的是了解管内内压力的分布布规律,为为管网系统的的设计和运行行管理提供依依据.分析析的原理是风风流的能量方方程和静压、、动压与全压压的关系式.在通风风流基基本理论一章章中已作分析析。主要结论论：(1)风机机的风压等于于风管的阻力力和出口动压压损失之和;(2)风机机吸入段的全全压和静压都都是负值,风风机入口处处的负压最大大;风机压压出段的全压压和静压都是是正值,在在出口处正压压最大;(3)各分分支管道的压压力自动平衡衡.第六章：通风风除尘管网设设计计算(一)管道道直径的计算算在计算管道直直径时,应应满足以下约约束条件:(1)管内内流速的要求求:对于除除尘管道,为为了防止粉粉尘沉积管壁壁上,管内内流速要大于于一定的数值值,即U≥≥Umin,Umin为防止粉尘尘沉积的最小小风速.对对非除尘管网网可不受这个个条件的约束束.(2)阻力力平衡要求:要使各分分支的风量满满足设计要求求,各分支支的阻力必须须平衡.如如果设计的阻阻力不平衡就就应进行调节节.第六章：通风风除尘管网设设计计算(一)管道道直径的计算算(3)管道道投资费用和和运行费用的的合理性:管管道直径增增大,阻力力减少,运运行费用降低低,但阻力力增大,运运行费用也增增大.因此此,管径的的合理性应表表现在管道投投资费用与运运行费用总和和最小.设计时,要要使确定的管管径完全满足足上述约束条条件是很困难难的,因此此人们提出了了各种计算方方法,常用用的有以下几几种方法：第六章：通风风除尘管网设设计计算1.假定流流速法其原理是取管管内流速等于于最小风速或或经济风速,根据管内内的流量Li即可得管径径Di为:Di=4Li/(ππVmin)采用假定流速速法求出的各各分支阻力一一般不平衡需需进行阻力平平衡调节.假假定流速法法的计算步骤骤如下:(1)绘制制通风系统轴轴侧图,对对各管段先进进编号,标标注各管段的的长度和风量量.(2)选择择管内合理的的空气流速.第六章：通风风除尘管网设设计计算第六章：通风风除尘管网设设计计算(3)根据据各管段的风风量和选定的的流速确定各各管段的管径径,并计算算各管段的摩摩擦阻力和局局部阻力.(4)对并并联管路进行行阻力平衡调调节.(5)计算算系统的总阻阻力,并根根据总阻力和和总风量选择择风机.2.等压损损法该法的原理是是,假设风风机的风压H为已知,各各管段单位位长度的压力力损失相等,由此而求求出各分支的的管径.这这种方法计算算结果也很难难满足阻力平平衡要求,因因此也需要要进行阻力平平衡调节.第六章：通风风除尘管网设设计计算3.静压复得法：：该法原理是是在管道的分分支处,由由于分流使流流速降低,根根据静压与与动压的转换换原理,流流速降低,使使风管分支支处复得一定定的静压,令令此复得静静压等于该管管段的阻力.由此即可求求得管道的直直径.此法法主要用于高高风速管网的的计算.4.优化设设计法：该法法的原理是以以管道投资费费用与运行费费用总和最低低作为目标函函数而获得管管道直径.这这种方法是是管网设计计计算中的新理理论,它对对于降低通风风系统的能耗耗,提高管管网风平衡精精度具有重要要的意义.第六章：通风风除尘管网设设计计算均匀送风管道道的计算要求送风管道道从风管侧壁壁上的若干风风口(或短管管),以相相同的出口速速度,均匀匀地把等量的的空气送入室室内,这种种送风管道称称为均匀送风风管道.均均匀送风管道道的构造有两两种形式,一一种是均匀匀送风管道的的断面变化(即断面逐渐渐缩小)而侧侧风口(或短短管)的面积积相等;另另一种是送风风管道的断面面不变化而侧侧风口(或短短管)的面积积都不相等.其计算的基本本原理是保持持各侧孔的静静压相等.根根据管道阻阻力的计算和和能量方程即即可求得各侧侧孔静压相等等的关系式.第六章：通风风除尘管网设设计计算均匀送风管管道计算的的目的是确确定侧孔的的面积,风风管断面面尺寸以及及均匀送风风管段的阻阻力.当当侧孔的数数量,侧侧孔的间距距以及每个个侧孔的送送风量确定定之后,按按上述原原理即可计计算出均匀匀送风管道道的尺寸.三.管道道设计中的的有关问题题管道的阻力力计算和尺尺寸计算只只是管道设设计的部分分内容,在在设计中中还有许多多因素需要要考虑.如如风管的的布置问题题,风