通风管道的设计计算

关于通风管道的设计计算第六章：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。第2页,共130页，星期六，2024年，5月第一节风管内风流的压力及能量方程一、风管内风流的压力

通风中的空气压力也叫风流压力（简称为风压），它是表示运动空气所具有的能量，它包括静压、动压和全压。1．静压

在房间内或风道内的空气，不论它是否流动，对其周围壁面都产生垂直于壁面的压力，称为空气的静压力。

第3页,共130页，星期六，2024年，5月绝对静压：以绝对零压作为基准的静压，用Pj表示。相对静压：以当地大气压力为基准的静压，用表示。当地大气压绝对真空绝对静压与相对静压第4页,共130页，星期六，2024年，5月

不同标高的大气，其静压也不同。随着高度的升高，静压降低，反之亦然。如果空气是不可压缩的，

Pj=P0-ρgz

式中：z——相对于基准的高度，m；

p0——z=0基准处的空气静压，Pa(N/m2)；

pj——高度为z处的空气静压，Pa(N/m2)；

ρ——空气的密度，kg/m3

；

g——重力加速度，m/s2。第5页,共130页，星期六，2024年，5月2．动压

流动着的空气沿它的流动方向将产生一种压力，称为空气的动压力。动压是单位体积风流运动所具有的动能。它恒为正且具有方向性，它的方向就是风流运动的方向。单位体积空气的质量为ρ（kg/m3），风流速度为υ(m/s)，则根据动能公式即得风流动压Pd(Pa)计算式为：

Pd=ρυ2/2

第6页,共130页，星期六，2024年，5月3．全压全压Pq等于静压Pj与动压Pd之和，即

Pq=Pj+Pd

静压Pj以相对压力表示时，若静压为正，则全压总为正；若静压为负，则全压可能为正，也可能为负，取决于||值与Pd值的相对大小。相对全压：

第7页,共130页，星期六，2024年，5月4、风流压力的测定风流压力测定第8页,共130页，星期六，2024年，5月二、风管内风流的流速

由于流体具有粘性，在管道内流动时产生内摩擦，使得同一断面上各点的流速各不相等。平均流速：根据流量相等原则所确定的均匀流速，称为断面平均流速。工程上所指的管道流速就是这个断面的平均流速。一般所说的断面动压或全压，指平均风速所对应的动压或全压。第9页,共130页，星期六，2024年，5月三、风管内风流流动的连续性方程

在风管中流动的风流是连续不断的介质，充满它流经的空间，根据质量守恒定律，流入空间的流体质量等于流出其空间的流体质量。当空气从风管的1断面流向2断面，且做定常流动时（即在流动中不漏风又无补给），则两个过流断面的空气质量流量相等，即任一过流断面的质量流量为Mi（kg/s），则

Mi=const第10页,共130页，星期六，2024年，5月四、风管内风流运动的能量方程

能量方程是能量守恒原理在气体流动中的具体表现形式和数学表达式。流体运动所具有的能量包括内能U和机械能E，而机械能包括流体的静压能P，动压能ρv2/2和位势能Zρg，即

由于与外界发生热交换及对外界做功，其能量就要发生变化，根据热力学第一定律即有

式中

U1、U2——分别为断面1、2流体的内能；

E1、E2——分别为断面l、2流体的机械能；

q——流体与外界交换的热量；

h——流体对外界所做的功。第11页,共130页，星期六，2024年，5月对于绝热过程q=0；对于等温过程内能不变U1=U2。则不可压缩流体绝热、等温的稳定流动过程的能量方程为

1-1断面与2-2断面之间若有风机（通风机的全压为H）存在时：1122Z1Z2v1v2第12页,共130页，星期六，2024年，5月

通风工程中。常采用相对压力表示风流的压力，而不测定和计算绝对压力。对于水平管道：对于垂直或倾斜管道：

应用：阻力测定、通风机压力测定、分析通风管道的压力分布情况第13页,共130页，星期六，2024年，5月五、空气压力的测定

通风工程中空气压力测定包括：空气绝对压力测定和空气相对压力测定。1．空气绝对压力的测定绝对压力的测定，通常使用水银气压计和空盒气压计。（1）水银气压计（2）空盒气压计

第14页,共130页，星期六，2024年，5月2．相对压力的测定相对压力的测定，常用的有Ｕ形压力计、单管倾斜压力计和补偿微压计。它们都须与皮托管配合来测量风流的静压、动压和全压。（1）皮托管第15页,共130页，星期六，2024年，5月（2）Ｕ形压力计Ｕ形压力计（也称为Ｕ形水柱计），有垂直和倾斜两种类型，它们都是由一内径相同、装有蒸馏水或酒精的Ｕ形玻璃管与刻度尺所构成它的测压原理是：Ｕ形管两侧液面承受相同压力时，液面处于同一水平；当两侧液面压力不同时，压力大的一侧液面下降，另一侧液面上升，从中间的标尺即可读出压差。第16页,共130页，星期六，2024年，5月（3）单管倾斜压力计为了提高测量精度，可采用倾斜Ｕ形压力计。设倾斜Ｕ形压力计的倾斜角度为α，两侧液面差为L(mm)，则所测压力差为H（mmH2O），即所测压力P（Pa）为：

P=ρgH=ρgLsinα

式中

ρ——Ｕ形管中液体的密度（kg/m3）；

P——所测压力，Pa；

g——重力加速度，m/s2。第17页,共130页，星期六，2024年，5月（4）补偿式微压计第18页,共130页，星期六，2024年，5月六、风速测定

1．空气示踪法空气示踪法是把有色烟雾（称为示踪气体）释放于运动的空气中，根据示踪气体在一定时间t内的距离L，即可计算出风速大小v为：

v=L/t

常用的示踪气体有氯化铵（NH4Cl），六氟化硫（SF6）等。SF6比较稳定，适用于通风模拟试验。2、机械风表与电子风表

第19页,共130页，星期六，2024年，5月第20页,共130页，星期六，2024年，5月3．动压法

采用皮托管与压差计测出风流的动压Pd，然后按下式计算出相应的风速：

式中

Ri——第i个测点圆环半径，m；

R——风筒半径，m；

i——从风筒中心算起圆环序号；

n——测点圆环数。

测点圆环的数量n，应根据被测风管的直径大小来确定。一般直径为300～600mm时，n取3，直径为700～1000mm时，n取4。第21页,共130页，星期六，2024年，5月4．热式风速仪包括热球风速仪、热线风速仪等，其原理是通过热敏感元件因风速变化引起其温度变化而使其电性参数改变，从而实现对风速的测定。第22页,共130页，星期六，2024年，5月第二节风管内风流的阻力摩擦阻力

由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力。局部阻力

空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。第23页,共130页，星期六，2024年，5月第24页,共130页，星期六，2024年，5月一、摩擦阻力1.摩擦阻力计算式——摩擦阻力系数；——风管的水力半径，m。f—管道中充满流体部分的横断面积，P—湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m。第25页,共130页，星期六，2024年，5月圆形风管

因为所以圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：第26页,共130页，星期六，2024年，5月2.摩擦阻力系数

与空气在风管内流动状态和风管管壁的粗糙度有关。流动状态：

管壁的粗糙度：绝对粗糙度：K

相对粗糙度:K/d第27页,共130页，星期六，2024年，5月λ摩阻系数的确定：1、层流区Re＜20002、临界区Re=2000-40003、紊流区Re＞4000第28页,共130页，星期六，2024年，5月

制成线解图或计算表，则已知流量、管径、流速、阻力四个参量中的两个，即可求得其余两个参量。线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、空气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。

熟悉附录9通风管道单位长度摩擦阻力线算图。第29页,共130页，星期六，2024年，5月确定比摩阻的方法：（1）线算图（P243）

图的多种用法：由L、D求Rm由L、Rm求D由L、v求D、RmDLLvRm第30页,共130页，星期六，2024年，5月（2）计算表格第31页,共130页，星期六，2024年，5月修正：

实际使用条件与上述条件不相符时，应进行修正。1、密度和粘度的修正

式中，——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m；

——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m；

——实际的空气密度，kg/m3；

——实际的空气运动粘度，m2/s。第32页,共130页，星期六，2024年，5月2、空气温度和大气压力的修正——温度修正系数；——大气压力修正系数。B——实际的大气压力，kPa。

也可以通过查图确定修正系数。第33页,共130页，星期六，2024年，5月例6-1兰州市某厂有一通风系统，风管用薄钢板制作。已知风量L=1500m3/h（0.417m3/s），管内空气流速，空气温度t=100℃。求风管的管径和单位长度摩擦阻力。解：兰州市大气压力有附录9查出D=200mm，由图6-1查出

第34页,共130页，星期六，2024年，5月3管壁粗糙度的修正——管壁粗糙度修正系数；——管壁粗糙度，mm；——管内空气流速，m/s。第35页,共130页，星期六，2024年，5月4、矩形风管的摩擦阻力计算当量直径：与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的原型风管的直径。（1）流速当量直径:

圆形风管的水力半径：矩形风管的水力半径：令ABvAvBvA=vB

RmA=RmBDB为A的流速当量直径，记作Dv由知圆形风管和矩形风管的水力半径必须相等第36页,共130页，星期六，2024年，5月例6-2有一表面光滑的砖砌风管（K=3mm），断面尺寸为500×400mm，流量L=1m3/s（3600m3/h），求单位长度摩擦阻力。解：矩形风管内空气流速矩形风管的流速当量直径根据流速和直径，查附录9，得粗糙度修正系数

第37页,共130页，星期六，2024年，5月例题表面光滑的风管（K=0.15mm），断面尺寸500×400mm，流量=1m3/s，求比摩阻查图得Rm=0.61Pa/m粗糙度修正系数

第38页,共130页，星期六，2024年，5月（2）流量当量直径:

设某一圆型风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度的摩擦阻力也相等，则该圆型风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径，以表示。或注意：查用表图时必须对应使用流量和流量当量直径或流速和流速当量直径第39页,共130页，星期六，2024年，5月例题表面光滑的风管（K=0.15mm），断面尺寸500×400mm，流量=1m3/s，求比摩阻查图得Rm=0.61Pa/m第40页,共130页，星期六，2024年，5月二、局部阻力—局部阻力系数。

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.

在流量、流向及管道断面形状发生变化的局部由于涡流造成的能量损失。第41页,共130页，星期六，2024年，5月局部阻力系数举例第42页,共130页，星期六，2024年，5月合流三通支管局部阻力系数直管局部阻力系数第43页,共130页，星期六，2024年，5月2）减小局部阻力的措施在常用的通风系统总流动阻力中，局部阻力占主要比例

1.弯头圆形风管弯头曲率半径一般应大于1~2倍管径矩形风管长宽比B/A越大，阻力越小矩形直角弯头内设导流片第44页,共130页，星期六，2024年，5月2）减小局部阻力的措施2.三通减小干管和支管间夹角保持干管和支管流速相当避免出现引流现象，主管气流大于支管气流速度3.排风立管出口降低排风立管的出口流速

减小出口的动压损失管边尖锐的伞形风帽带扩散管的伞形风帽第45页,共130页，星期六，2024年，5月2）减小局部阻力的措施4.管道和风机的连接避免在接管处产生局部涡流第46页,共130页，星期六，2024年，5月5.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o,最大<45o2）减小局部阻力的措施6.减少进出口的局部损失第47页,共130页，星期六，2024年，5月三、通风管道的阻力特性1、通风管道的阻力特性系数K:阻力特性系数，第48页,共130页，星期六，2024年，5月2、并联分支管道的风量分配如果设计时并联支管的阻力并不相等，实际运行时，风量将如何分配？因为所以第49页,共130页，星期六，2024年，5月3、例题：某有并联分支管道的通风管网如图所示。已知设计的结果不进行阻力平衡调整，求运行后并联分支管道的风量各为多少？（运行后的总风量等于设计的总风量）L1L2第50页,共130页，星期六，2024年，5月

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.第二节风管内风流的压力分布第51页,共130页，星期六，2024年，5月理论基础1、Pq=Pd+Pj2、未开风机时，Pj=Pq=大气压=03、风机开动后，Pq2=Pq1-(Rml+Z)1-2。4、ΔPm=Rml直线分布；Z集中分布

第52页,共130页，星期六，2024年，5月仅有摩擦阻力的通风管道内的压力分布

首先，算出各点（断面）的静压值、动压值和全压值，再把它们标出后逐点连接起来，最后，可以得出风管内的压力分布图。第53页,共130页，星期六，2024年，5月第54页,共130页，星期六，2024年，5月第55页,共130页，星期六，2024年，5月第56页,共130页，星期六，2024年，5月一般通风管道内的压力分布第57页,共130页，星期六，2024年，5月第58页,共130页，星期六，2024年，5月第59页,共130页，星期六，2024年，5月第60页,共130页，星期六，2024年，5月第六章：通风除尘管网设计计算第61页,共130页，星期六，2024年，5月第62页,共130页，星期六，2024年，5月第63页,共130页，星期六，2024年，5月第四节通风管道的水力计算目的:确定各管段的管径和阻力前提:系统和设备布置、风管材料、各排风点的风量、位置均已确定。第64页,共130页，星期六，2024年，5月管道直径的确定在计算管道直径时,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U≥Umin,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.第65页,共130页，星期六，2024年，5月(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——假定流速法、等压损法（压损平均法）、静压复得法、优化设计法。第66页,共130页，星期六，2024年，5月风管水力计算的方法假定流速法常用的方法压损平均法风机压头已定，用此方法比较方便静压复得法利用复得的静压来克服阻力第67页,共130页，星期六，2024年，5月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: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.第68页,共130页，星期六，2024年，5月假定流速法的计算步骤和方法1、绘制通风或空调系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和风量。管段长度一般按两管件间中心线长度计算，不扣除管件(如三通，弯头)本身的长度。2、确定合理的空气流速流速高，风管断面小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，动力消耗增大，运用费用增加。对除尘系统会增加设备和管道的摩损，对空调系统会增加噪声。流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。对除尘系统流速过低会使粉尘沉积堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按参照表确定。第69页,共130页，星期六，2024年，5月建筑物类别管道系统的部位风速靠近风机处的极限流速自然通风机械通风辅助建筑吸入空气的百叶窗0~1.02~410~12吸风道1~22~6支管及垂直风道0.5~1.52~5水平总风道0.5~1.05~8近地面的进风口0.2~0.50.2~0.5近顶棚的进风口0.5~1.01~2近顶棚的排风口0.5~1.01~2排风塔1~1.53~6工业建筑材料薄钢板总管6~14支管2~8室内进风口1.5~3.5室内回风口2.5~3.5新鲜空气入口5.5~6.5砖、矿渣、石棉水泥、矿渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6工业管道中常用的空气流速（m/s）第70页,共130页，星期六，2024年，5月风速（m/s）部位低速风管高速风管推荐风速最大风速推荐最大居住公共工业居住公共工业一般建筑新风入口2.52.52.54.04.5635风机入口3.54.05.04.55.07.08.516.5风机出口5~86.5~108~128.57.5~118.5~1412.525主风道3.5~4.55~6.56~94~65.5~86.5~1112.530水平支风道3.03.0~4.54~53.5~4.04.0~6.55~91022.5垂直支风道2.53.0~3.54.03.25~4.04.0~6.05~81022.5送风口1~21.5~3.53~4.02.0~3.03.0~5.03~54－空调系统中的空气流速（m/s）第71页,共130页，星期六，2024年，5月粉尘类别粉尘名称垂直风管水平风管纤维粉尘干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大块干木屑1416潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218矿物粉尘耐火材料粉尘1417粘土1316石灰石1416水泥1218湿土（含水2%以下）1518重矿物粉尘1416轻矿物粉尘1214灰土、砂尘1618干细型砂1720金刚砂、刚玉粉1519金属粉尘钢铁粉尘1315钢铁屑1923铅尘2025其它粉尘轻质干粉尘（木工磨床粉尘、烟草灰）810煤尘1113焦炭粉尘1418谷物粉尘1012第72页,共130页，星期六，2024年，5月假定流速法的计算步骤和方法3.根据各风管的风量和选择的流速，按计算各管段的断面尺寸，并计算摩擦阻力和局部阻力。

确定风管断面尺寸时，应采用规范统一规定的通风管道规格。风管断面尺寸确定后，应按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从最不利环路（即阻力最大的环路）开始。第73页,共130页，星期六，2024年，5月4、并联管路的阻力计算衡量标准：对于一般的通风系统，两支管的阻力差应不超过15%，除尘系统应不超过10%。（1）调节支管管径（2）增大风量（3）阀门调节第74页,共130页，星期六，2024年，5月5、计算系统的总阻力6、选择风机（1）确定风机的类型（2）计算拟选风机的风量和风压

风压附加系数，一般的送排风系统1.1~1.15;除尘系统1.15~1.2；风量附加系数，一般的送排风系统1.1;除尘系统1.1~1.15。（3）当风机在非标准状态下工作时，换算成标准状态第75页,共130页，星期六，2024年，5月2.等压损法（压损平均法）该法的原理是,假设风机的风压H为已知,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.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,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.第76页,共130页，星期六，2024年，5月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.第77页,共130页，星期六，2024年，5月计算例题例6-5如图所示通风管网。风管用钢板制作，输送含有轻矿物粉尘的空气，气体温度为常温。除尘器阻力为1200Pa，对该管网进行水力计算，并获得管网特性曲线。返回第78页,共130页，星期六，2024年，5月[解]：

1．对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。

2．选定最不利环路，本系统选择1-3-5-除尘器-6-风机-7为最不利环路。

3．根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据表6-4，输送含有轻矿物粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管12m/s，水平风管14m/s。考虑到除尘器及风管漏风，取5％的漏风系数，管段6及7的计算风量为6300×1.05＝6615m3／h。

第79页,共130页，星期六，2024年，5月管段1

水平风管，初定流速为14m/s。根据Ql＝1500m3/h（0.42m3/s）、v1=14m/s由附录9查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录11的通风管道统一规格：

D1＝200mm；实际流速v1＝13.4m/s；

Rm1=12.5Pa/m

同理可查得管段3、5、6、7的管径及比摩阻，具体结果见表6-5。4.确定管段2、4的管径及单位长度摩擦力，见表6-5。5.计算各管段局部阻力例如：第80页,共130页，星期六，2024年，5月第81页,共130页，星期六，2024年，5月第82页,共130页，星期六，2024年，5月第83页,共130页，星期六，2024年，5月6.计算各管段的沿程阻力和局部阻力(见表6-5)7.对并联管路进行阻力平衡：第84页,共130页，星期六，2024年，5月<流体输配管网>8.计算系统总阻力，获得管网特性曲线最不利环路所有串联管路1-3-5-6-7阻力之和。9.选择风机第85页,共130页，星期六，2024年，5月返回1返回2第86页,共130页，星期六，2024年，5月第四节均匀送风管道设计计算一、均匀送风管道的设计原理二、实现均匀送风的基本条件三、侧孔送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部阻力系数四、均匀送风管道的计算方法第87页,共130页，星期六，2024年，5月

第四节均匀送风管道的设计计算要求送风管道从风管侧壁上的若干风口(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(或短管)的面积都不相等.第88页,共130页，星期六，2024年，5月其计算的基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.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.第89页,共130页，星期六，2024年，5月一、均匀送风管道的设计原理（1）速度静压差产生的流速空气在风管内的流速出流角孔口实际流速

第90页,共130页，星期六，2024年，5月（2）流量孔口流出风量：空气在孔口面积上的平均流速：第91页,共130页，星期六，2024年，5月风口的流速分布如图：（矩形送风管断面不变）*要实现均匀送风可采取的措施

1、设阻体，改变流量系数；

2、采用锥形风管改变断面积，保持静压不变；

3、改变孔口面积；

4、增大送风断面面积F

，减小孔口面积f0

。第92页,共130页，星期六，2024年，5月第93页,共130页，星期六，2024年，5月二、实现均匀送风的基本条件：保持各侧孔静压、流量系数相等,增大出流角。1、保持各侧孔静压Pj相等；第94页,共130页，星期六，2024年，5月2、保持各侧孔流量系数μ相等；

μ与孔口形状、流角α以及L0/L=

有关，当α大于60°，μ一般等于0.6第95页,共130页，星期六，2024年，5月3、增大出流角α，大于60°，接近90°。第96页,共130页，星期六，2024年，5月三、侧孔送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部阻力系数

(1)直通部分的局部阻力

(2)从侧孔或条缝口出流时，取0.6~0.65第97页,共130页，星期六，2024年，5月四、均匀送风管道的计算方法

先确定侧孔个数，侧孔间距及每个侧孔的送风量，然后计算出侧孔面积、送风管道直径（或断面尺寸）及管道的阻力。步骤：（1）拟定孔口平均流速，计算出侧孔面积和静压（）。（2）按的原则设定vd,求出第一侧孔前管道直径；（3）计算1-2的阻力，确定断面2的全压，进而得到断面2的动压，求出断面2的流速，进而求出第二侧孔前管道直径；（4）依此类推，求其余断面管径。（5）断面1的全压即管道的总阻力。第98页,共130页，星期六，2024年，5月五、计算例题如图所示：总风量为8000m3/h的圆形均匀送风管道采用8个等面积的侧孔均匀送风，孔间距为1.5M，确定其孔口面积、风管各断面直径及总阻力。

解：1、确定孔口平均流速v0，第99页,共130页，星期六，2024年，5月第100页,共130页，星期六，2024年，5月第101页,共130页，星期六，2024年，5月第102页,共130页，星期六，2024年，5月注意：把每一段起始断面的动压作为该管段的平均动压，并假设μ、λ为常数，将产生一定误差，但在工程实际是允许的。第103页,共130页，星期六，2024年，5月第六节通风管道设计中的有关问题一、通风除尘系统的划分

当车间内不同地点有不同的送、排风要求，或车间面积较大，送、排风点较多时，为便于运行管理，常分设多个送、排风系统。二、风机及管道的布置三、其他有关问题第104页,共130页，星期六，2024年，5月一、通风除尘系统的划分系统划分的原则：1．空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划为同一系统。2．同一生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为同一系统。3．对下列情况应单独设置排风系统：（1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；（2）两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；（3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；（4）放散剧毒物质的房间和设备。第105页,共130页，星期六，2024年，5月4．除尘系统的划分应符合下列要求：（1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时，宜合为一个系统；（2）同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统；（3）温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管结露时，应分设系统。5．如排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量小的排风点合为同一系统。增设该排风点后会增大系统总阻力。第106页,共130页，星期六，2024年，5月

二、风管布置风管布置直接关系到通风、空调系统的总体布置，它与工艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合、协调一致。

1．除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。如排风点多，可用大断面集合管连接各支管。集合管内流速不宜超过3m/s，集合管下部设卸灰装置。第107页,共130页，星期六，2024年，5月2．除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平面夹角最好大于45°。如必需水平敷设或倾角小于30°时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。

3．输送含有蒸汽、雾滴的气体时，如表面处理车间的排风管道，应用不小于0.005的坡度，以排除积液，并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管。第108页,共130页，星期六，2024年，5月4．在除尘系统中，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值：排送细小粉尘

80mm

排送较粗粉尘（如木屑）

100mm

排送粗粉尘（有小块物体）

130mm5．排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其它房间。6．风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。7．风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。第109页,共130页，星期六，2024年，5月三、风管断面形状的选择和管道定型化(一）风管断面形状的选择风管断面形状有圆形和矩形两种。

当风管中流速较高，风管直径较小时，例如除尘系统和高速空调系统都用圆形风管。当风管断面尺寸大时，为了充分利用建筑空间，通常采用矩形风管。例如民用建筑空调系统都采用矩形风管。第110页,共130页，星期六，2024年，5月第111页,共130页，星期六，2024年，5月(二)管道定型化随着我国国民经济的发展，通风，空调工程大量增加。为了最大限度地利用板材，实现风管制作，安装机械化、工厂化，在国家建委组织下，1975年确定了《通风管道统一规格》。

《通风管道统一规格》有圆形和矩形两类。必须指出：1.《通风管道统一规格》中，圆管的直径是指外径，矩形断面尺寸是其外边长，即尺寸中都包括了相应的材料厚度。2．为了满足阻力平衡的需要，除尘风管和气密性风管的管径规格较多。3．管道的断面尺寸(直径和边长)采用R20系列，即管道断面尺寸是以公比数≈1.12的倍数来编制的。第112页,共130页，星期六，2024年，5月四、风管材料的选择

用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板，矿渣石膏板，砖及混凝土等。需要经常移动的风管，则大多用柔性材料制成各种软管，如塑料软管、橡胶管及金属软管等。薄钢板是最常用的材料，有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。硬聚氯乙烯塑料板适用于有腐蚀作用的通风、空调系统。以砖，混凝土等材料制作风管，主要用于需要与建筑、结构配合的场合。第113页,共130页，星期六，2024年，5月风管材料

第114页,共130页，星期六，2024年，5月第115页,共130页，星期六，2024年，5月五、风管的保温当风管在输送空气过程中冷、热量损耗大，又要求空气温度保持恒定，或者要防止风管穿越房间时对室内空气参数产生影响及低温风管表面结露，都需要对风管进行保温。通常保温结构有四层：1、防腐层2、保温层3、防潮层4、保护层第116页,共130页，星期六，2024年，5月六、进、排风口(一)进风口进风口是通风、空调系统采集室外新鲜空气的入口，其位置应满足下列要求：

1．应设在室外空气较清洁的地点。进风口处室外空气中有害物质浓度不应大于室内作业地点最高允许浓度的30%。

2．应尽量设在排风口的上风侧，并且应低于排风口。

3．进风口的底部距室外地坪不宜低于2m，当布置在绿化地带时不宜低于1m。

4．降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。第117页,共130页，星期六，2024年，5月(二)排风口1．在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m。2．通风排气中的有害物质必需经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。3．要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽。第118页,共130页，星期六，2024年，5月七、防爆及防火设计有爆炸危险的通风系统时，应注意以下几点：

1．系统的风量除了满足一般的要求外，还应校核其中可燃物的浓度。如果可燃物浓度在爆炸浓度的范围内，则应按下式加大风量：

2．防止可燃物在通风系统的局部地点(死角)积聚。

3．选用防爆风机，并采用直联或联轴器传动方式。如果采用三角皮带传动，为防止静电产生火花，可用接地电刷把静电引入地下。

4．有爆炸危险的通风系统，应设防爆门。当系统内压力急剧升高时，靠防爆门自动开启泄压。

第119页,共130页，星期六，2024年，5月第120页,共130页，星期六，2024年，5月第七节通风除尘系统的测定调试目的：（1）发现系统设计、施工质量和设备性能等方面存在的问题，从而采取相应的改进措施以保证系统达到设计要求；（2）使运行人员熟悉和掌握系统的性能和特点，并为系统的经济合理运行积累资料。