通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算.ppt

設(shè)計(jì)計(jì)算的目的 在保證要求的風(fēng)量分配前提下 合理確定風(fēng)管布置和尺寸 使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合和最優(yōu) 第六章通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算 第六章 通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 通風(fēng)管道計(jì)算有兩個(gè)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(jì)的合理與否直接影響系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用 第一節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力及能量方程 一 風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力通風(fēng)中的空氣壓力也叫風(fēng)流壓力 簡(jiǎn)稱為風(fēng)壓 它是表示運(yùn)動(dòng)空氣所具有的能量 它包括靜壓 動(dòng)壓和全壓 1 靜壓在房間內(nèi)或風(fēng)道內(nèi)的空氣 不論它是否流動(dòng) 對(duì)其周圍壁面都產(chǎn)生垂直于壁面的壓力 稱為空氣的靜壓力 絕對(duì)靜壓 以絕對(duì)零壓作為基準(zhǔn)的靜壓 用pj表示 相對(duì)靜壓 以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)的靜壓 用表示 當(dāng)?shù)卮髿鈮?絕對(duì)真空 絕對(duì)靜壓與相對(duì)靜壓 不同標(biāo)高的大氣 其靜壓也不同 隨著高度的升高 靜壓降低 反之亦然 如果空氣是不可壓縮的 pj p0 gz式中 z 相對(duì)于基準(zhǔn)的高度 m p0 z 0基準(zhǔn)處的空氣靜壓 pa n m2 pj 高度為z處的空氣靜壓 pa n m2 空氣的密度 kg m3 g 重力加速度 m s2 2 動(dòng)壓流動(dòng)著的空氣沿它的流動(dòng)方向?qū)a(chǎn)生一種壓力 稱為空氣的動(dòng)壓力 動(dòng)壓是單位體積風(fēng)流運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能 它恒為正且具有方向性 它的方向就是風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的方向 單位體積空氣的質(zhì)量為 kg m3 風(fēng)流速度為 m s 則根據(jù)動(dòng)能公式即得風(fēng)流動(dòng)壓pd pa 計(jì)算式為 pd 2 2 3 全壓全壓pq等于靜壓pj與動(dòng)壓pd之和 即pq pj pd靜壓pj以相對(duì)壓力表示時(shí) 若靜壓為正 則全壓總為正 若靜壓為負(fù) 則全壓可能為正 也可能為負(fù) 取決于 值與pd值的相對(duì)大小 相對(duì)全壓 4 風(fēng)流壓力的測(cè)定 風(fēng)流壓力測(cè)定 二 風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的流速由于流體具有粘性 在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦 使得同一斷面上各點(diǎn)的流速各不相等 平均流速 根據(jù)流量相等原則所確定的均勻流速 稱為斷面平均流速 工程上所指的管道流速就是這個(gè)斷面的平均流速 一般所說的斷面動(dòng)壓或全壓 指平均風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓或全壓 三 風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流流動(dòng)的連續(xù)性方程在風(fēng)管中流動(dòng)的風(fēng)流是連續(xù)不斷的介質(zhì) 充滿它流經(jīng)的空間 根據(jù)質(zhì)量守恒定律 流入空間的流體質(zhì)量等于流出其空間的流體質(zhì)量 當(dāng)空氣從風(fēng)管的1斷面流向2斷面 且做定常流動(dòng)時(shí) 即在流動(dòng)中不漏風(fēng)又無補(bǔ)給 則兩個(gè)過流斷面的空氣質(zhì)量流量相等 即 任一過流斷面的質(zhì)量流量為mi kg s 則mi const 四 風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的能量方程能量方程是能量守恒原理在氣體流動(dòng)中的具體表現(xiàn)形式和數(shù)學(xué)表達(dá)式 流體運(yùn)動(dòng)所具有的能量包括內(nèi)能u和機(jī)械能e 而機(jī)械能包括流體的靜壓能p 動(dòng)壓能 v2 2和位勢(shì)能z g 即 由于與外界發(fā)生熱交換及對(duì)外界做功 其能量就要發(fā)生變化 根據(jù)熱力學(xué)第一定律即有 式中u1 u2 分別為斷面1 2流體的內(nèi)能 e1 e2 分別為斷面l 2流體的機(jī)械能 q 流體與外界交換的熱量 h 流體對(duì)外界所做的功 對(duì)于絕熱過程q 0 對(duì)于等溫過程內(nèi)能不變u1 u2 則不可壓縮流體絕熱 等溫的穩(wěn)定流動(dòng)過程的能量方程為 1 1斷面與2 2斷面之間若有風(fēng)機(jī) 通風(fēng)機(jī)的全壓為h 存在時(shí) 1 1 2 2 z1 z2 v1 v2 通風(fēng)工程中 常采用相對(duì)壓力表示風(fēng)流的壓力 而不測(cè)定和計(jì)算絕對(duì)壓力 對(duì)于水平管道 對(duì)于垂直或傾斜管道 應(yīng)用 阻力測(cè)定 通風(fēng)機(jī)壓力測(cè)定 分析通風(fēng)管道的壓力分布情況 五 空氣壓力的測(cè)定 通風(fēng)工程中空氣壓力測(cè)定包括 空氣絕對(duì)壓力測(cè)定和空氣相對(duì)壓力測(cè)定 1 空氣絕對(duì)壓力的測(cè)定絕對(duì)壓力的測(cè)定 通常使用水銀氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì) 1 水銀氣壓計(jì) 2 空盒氣壓計(jì) 2 相對(duì)壓力的測(cè)定相對(duì)壓力的測(cè)定 常用的有 形壓力計(jì) 單管傾斜壓力計(jì)和補(bǔ)償微壓計(jì) 它們都須與皮托管配合來測(cè)量風(fēng)流的靜壓 動(dòng)壓和全壓 1 皮托管 2 形壓力計(jì) 形壓力計(jì) 也稱為 形水柱計(jì) 有垂直和傾斜兩種類型 它們都是由一內(nèi)徑相同 裝有蒸餾水或酒精的 形玻璃管與刻度尺所構(gòu)成它的測(cè)壓原理是 形管兩側(cè)液面承受相同壓力時(shí) 液面處于同一水平 當(dāng)兩側(cè)液面壓力不同時(shí) 壓力大的一側(cè)液面下降 另一側(cè)液面上升 從中間的標(biāo)尺即可讀出壓差 3 單管傾斜壓力計(jì)為了提高測(cè)量精度 可采用傾斜 形壓力計(jì) 設(shè)傾斜 形壓力計(jì)的傾斜角度為 兩側(cè)液面差為l mm 則所測(cè)壓力差為h mmh2o 即所測(cè)壓力p pa 為 p gh glsin 式中 形管中液體的密度 kg m3 p 所測(cè)壓力 pa g 重力加速度 m s2 4 補(bǔ)償式微壓計(jì) 六 風(fēng)速測(cè)定 1 空氣示蹤法空氣示蹤法是把有色煙霧 稱為示蹤氣體 釋放于運(yùn)動(dòng)的空氣中 根據(jù)示蹤氣體在一定時(shí)間t內(nèi)的距離l 即可計(jì)算出風(fēng)速大小v為 v l t常用的示蹤氣體有氯化銨 nh4cl 六氟化硫 sf6 等 sf6比較穩(wěn)定 適用于通風(fēng)模擬試驗(yàn) 2 機(jī)械風(fēng)表與電子風(fēng)表 3 動(dòng)壓法采用皮托管與壓差計(jì)測(cè)出風(fēng)流的動(dòng)壓pd 然后按下式計(jì)算出相應(yīng)的風(fēng)速 式中ri 第i個(gè)測(cè)點(diǎn)圓環(huán)半徑 m r 風(fēng)筒半徑 m i 從風(fēng)筒中心算起圓環(huán)序號(hào) n 測(cè)點(diǎn)圓環(huán)數(shù) 測(cè)點(diǎn)圓環(huán)的數(shù)量n 應(yīng)根據(jù)被測(cè)風(fēng)管的直徑大小來確定 一般直徑為300 600mm時(shí) n取3 直徑為700 1000mm時(shí) n取4 4 熱式風(fēng)速儀包括熱球風(fēng)速儀 熱線風(fēng)速儀等 其原理是通過熱敏感元件因風(fēng)速變化引起其溫度變化而使其電性參數(shù)改變 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的測(cè)定 第二節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的阻力 摩擦阻力由于空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的沿程能量損失 稱為摩擦阻力或沿程阻力 局部阻力空氣流經(jīng)風(fēng)管中的管件及設(shè)備時(shí) 由于流速的大小和方向變化以及產(chǎn)生渦流造成比較集中的能量損失 稱為局部阻力 一 摩擦阻力 1 摩擦阻力計(jì)算式 摩擦阻力系數(shù) 風(fēng)管的水力半徑 m f 管道中充滿流體部分的橫斷面積 p 濕周 在通風(fēng) 空調(diào)系統(tǒng)中即為風(fēng)管的周長 m 圓形風(fēng)管 因?yàn)?所以 圓形風(fēng)管單位長度的摩擦阻力 又稱比摩阻 為 2 摩擦阻力系數(shù)與空氣在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān) 流動(dòng)狀態(tài) 管壁的粗糙度 絕對(duì)粗糙度 k相對(duì)粗糙度 k d 摩阻系數(shù)的確定 1 層流區(qū)re 2000 2 臨界區(qū)re 2000 4000 3 紊流區(qū)re 4000 制成線解圖或計(jì)算表 則已知流量 管徑 流速 阻力四個(gè)參量中的兩個(gè) 即可求得其余兩個(gè)參量 線解圖是按過渡區(qū)的 值 在壓力b0 101 3kpa 溫度t0 20 空氣密度 0 1 204kg m3 運(yùn)動(dòng)粘度v0 15 06 10 6m2 s 管壁粗糙度k 0 15mm 圓形風(fēng)管等條件下得出的 當(dāng)實(shí)際使用條件下上述條件不相符時(shí) 應(yīng)進(jìn)行修正 熟悉附錄9通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖 確定比摩阻的方法 1 線算圖 p243 圖的多種用法 由l d求rm由l rm求d由l v求d rm d l l v rm 2 計(jì)算表格 修正 實(shí)際使用條件與上述條件不相符時(shí) 應(yīng)進(jìn)行修正 1 密度和粘度的修正 式中 實(shí)際的單位長度摩擦阻力 pa m 圖上查出的單位長度摩擦阻力 pa m 實(shí)際的空氣密度 kg m3 實(shí)際的空氣運(yùn)動(dòng)粘度 m2 s 2 空氣溫度和大氣壓力的修正 溫度修正系數(shù) 大氣壓力修正系數(shù) b 實(shí)際的大氣壓力 kpa 也可以通過查圖確定修正系數(shù) 例6 1蘭州市某廠有一通風(fēng)系統(tǒng) 風(fēng)管用薄鋼板制作 已知風(fēng)量l 1500m3 h 0 417m3 s 管內(nèi)空氣流速 空氣溫度t 100 求風(fēng)管的管徑和單位長度摩擦阻力 解 蘭州市大氣壓力有附錄9查出d 200mm 由圖6 1查出 3管壁粗糙度的修正 管壁粗糙度修正系數(shù) 管壁粗糙度 mm 管內(nèi)空氣流速 m s 4 矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算當(dāng)量直徑 與矩形風(fēng)管有相同單位長度摩擦阻力的原型風(fēng)管的直徑 1 流速當(dāng)量直徑 圓形風(fēng)管的水力半徑 矩形風(fēng)管的水力半徑 令 a b va vb va vbrma rmb db為a的流速當(dāng)量直徑 記作dv 由 知圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的 水力半徑必須相等 例6 2有一表面光滑的磚砌風(fēng)管 k 3mm 斷面尺寸為500 400mm 流量l 1m3 s 3600m3 h 求單位長度摩擦阻力 解 矩形風(fēng)管內(nèi)空氣流速 矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑 根據(jù)流速和直徑 查附錄9 得 粗糙度修正系數(shù) 例題 表面光滑的風(fēng)管 k 0 15mm 斷面尺寸500 400mm 流量 1m3 s 求比摩阻 查圖得rm 0 61pa m 粗糙度修正系數(shù) 2 流量當(dāng)量直徑 設(shè)某一圓型風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管的空氣流量相等 并且單位長度的摩擦阻力也相等 則該圓型風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑 以表示 或 注意 查用表圖時(shí)必須對(duì)應(yīng)使用流量和流量當(dāng)量直徑或流速和流速當(dāng)量直徑 例題 表面光滑的風(fēng)管 k 0 15mm 斷面尺寸500 400mm 流量 1m3 s 求比摩阻 查圖得rm 0 61pa m 二 局部阻力 局部阻力系數(shù) 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(yùn)行的能耗 在設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)盡可能降低管網(wǎng)的局部阻力 在流量 流向及管道斷面形狀發(fā)生變化的局部由于渦流造成的能量損失 局部阻力系數(shù)舉例 合流三通 支管局部阻力系數(shù) 直管局部阻力系數(shù) 2 減小局部阻力的措施在常用的通風(fēng)系統(tǒng)總流動(dòng)阻力中 局部阻力占主要比例1 彎頭 圓形風(fēng)管彎頭曲率半徑一般應(yīng)大于1 2倍管徑 矩形風(fēng)管長寬比b a越大 阻力越小 矩形直角彎頭內(nèi)設(shè)導(dǎo)流片 2 減小局部阻力的措施 2 三通 減小干管和支管間夾角保持干管和支管流速相當(dāng)避免出現(xiàn)引流現(xiàn)象 主管氣流大于支管氣流速度 3 排風(fēng)立管出口 降低排風(fēng)立管的出口流速減小出口的動(dòng)壓損失 管邊尖銳的傘形風(fēng)帽 帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽 2 減小局部阻力的措施 4 管道和風(fēng)機(jī)的連接 避免在接管處產(chǎn)生局部渦流 5 避免突擴(kuò) 突縮 用漸擴(kuò) 漸縮 8o 10o 最大 45o 2 減小局部阻力的措施 6 減少進(jìn)出口的局部損失 三 通風(fēng)管道的阻力特性 1 通風(fēng)管道的阻力特性系數(shù) k 阻力特性系數(shù) 2 并聯(lián)分支管道的風(fēng)量分配如果設(shè)計(jì)時(shí)并聯(lián)支管的阻力并不相等 實(shí)際運(yùn)行時(shí) 風(fēng)量將如何分配 因?yàn)?所以 3 例題 某有并聯(lián)分支管道的通風(fēng)管網(wǎng)如圖所示 已知設(shè)計(jì)的結(jié)果不進(jìn)行阻力平衡調(diào)整 求運(yùn)行后并聯(lián)分支管道的風(fēng)量各為多少 運(yùn)行后的總風(fēng)量等于設(shè)計(jì)的總風(fēng)量 l1 l2 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(jì)和運(yùn)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(dòng)壓與全壓的關(guān)系式 第二節(jié)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流的壓力分布 理論基礎(chǔ) 1 pq pd pj2 未開風(fēng)機(jī)時(shí) pj pq 大氣壓 03 風(fēng)機(jī)開動(dòng)后 pq2 pq1 rml z 1 2 4 pm rml直線分布 z集中分布 僅有摩擦阻力的通風(fēng)管道內(nèi)的壓力分布首先 算出各點(diǎn) 斷面 的靜壓值 動(dòng)壓值和全壓值 再把它們標(biāo)出后逐點(diǎn)連接起來 最后 可以得出風(fēng)管內(nèi)的壓力分布圖 一般通風(fēng)管道內(nèi)的壓力分布 第六章 通風(fēng)除塵管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 第四節(jié)通風(fēng)管道的水力計(jì)算 目的 確定各管段的管徑和阻力前提 系統(tǒng)和設(shè)備布置 風(fēng)管材料 各排風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量 位置均已確定 管道直徑的確定在計(jì)算管道直徑時(shí) 應(yīng)滿足以下約束條件 1 管內(nèi)流速的要求 對(duì)于除塵管道 為了防止粉塵沉積管壁上 管內(nèi)流速要大于一定的數(shù)值 即u umin umin為防止粉塵沉積的最小風(fēng)速 對(duì)非除塵管網(wǎng)可不受這個(gè)條件的約束 2 阻力平衡要求 要使各分支的風(fēng)量滿足設(shè)計(jì)要求 各分支的阻力必須平衡 如果設(shè)計(jì)的阻力不平衡就應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié) 3 管道投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的合理性 管道直徑增大 阻力減少 運(yùn)行費(fèi)用降低 但阻力增大 運(yùn)行費(fèi)用也增大 因此 管徑的合理性應(yīng)表現(xiàn)在管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最小 設(shè)計(jì)時(shí) 要使確定的管徑完全滿足上述約束條件是很困難的 因此人們提出了各種計(jì)算方法 常用的有以下幾種方法 假定流速法 等壓損法 壓損平均法 靜壓復(fù)得法 優(yōu)化設(shè)計(jì)法 風(fēng)管水力計(jì)算的方法 假定流速法常用的方法壓損平均法風(fēng)機(jī)壓頭已定 用此方法比較方便靜壓復(fù)得法利用復(fù)得的靜壓來克服阻力 1 假定流速法其原理是取管內(nèi)流速等于最小風(fēng)速或經(jīng)濟(jì)風(fēng)速 根據(jù)管內(nèi)的流量li即可得管徑di為 采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié) 假定流速法的計(jì)算步驟和方法 1 繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測(cè)圖 對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào) 標(biāo)注長度和風(fēng)量 管段長度一般按兩管件間中心線長度計(jì)算 不扣除管件 如三通 彎頭 本身的長度 2 確定合理的空氣流速流速高 風(fēng)管斷面小 材料耗用少 建造費(fèi)用小 但是系統(tǒng)的阻力大 動(dòng)力消耗增大 運(yùn)用費(fèi)用增加 對(duì)除塵系統(tǒng)會(huì)增加設(shè)備和管道的摩損 對(duì)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)增加噪聲 流速低 阻力小 動(dòng)力消耗少 但是風(fēng)管斷面大 材料和建造費(fèi)用大 風(fēng)管占用的空間也增大 對(duì)除塵系統(tǒng)流速過低會(huì)使粉塵沉積堵塞管道 因此 必須通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定合理的流速 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按參照表確定 工業(yè)管道中常用的空氣流速 m s 空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速 m s 假定流速法的計(jì)算步驟和方法 3 根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速 按計(jì)算各管段的斷面尺寸 并計(jì)算摩擦阻力和局部阻力 確定風(fēng)管斷面尺寸時(shí) 應(yīng)采用規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定的通風(fēng)管道規(guī)格 風(fēng)管斷面尺寸確定后 應(yīng)按管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算阻力 阻力計(jì)算應(yīng)從最不利環(huán)路 即阻力最大的環(huán)路 開始 4 并聯(lián)管路的阻力計(jì)算衡量標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)于一般的通風(fēng)系統(tǒng) 兩支管的阻力差應(yīng)不超過15 除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過10 1 調(diào)節(jié)支管管徑 2 增大風(fēng)量 3 閥門調(diào)節(jié) 5 計(jì)算系統(tǒng)的總阻力6 選擇風(fēng)機(jī) 1 確定風(fēng)機(jī)的類型 2 計(jì)算擬選風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓風(fēng)壓附加系數(shù) 一般的送排風(fēng)系統(tǒng)1 1 1 15 除塵系統(tǒng)1 15 1 2 風(fēng)量附加系數(shù) 一般的送排風(fēng)系統(tǒng)1 1 除塵系統(tǒng)1 1 1 15 3 當(dāng)風(fēng)機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作時(shí) 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 2 等壓損法 壓損平均法 該法的原理是 假設(shè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓h為已知 各管段單位長度的壓力損失相等 由此而求出各分支的管徑 這種方法計(jì)算結(jié)果也很難滿足阻力平衡要求 因此也需要進(jìn)行阻力平衡調(diào)節(jié) 3 靜壓復(fù)得法 該法原理是在管道的分支處 由于分流使流速降低 根據(jù)靜壓與動(dòng)壓的轉(zhuǎn)換原理 流速降低 使風(fēng)管分支處復(fù)得一定的靜壓 令此復(fù)得靜壓等于該管段的阻力 由此即可求得管道的直徑 此法主要用于高風(fēng)速管網(wǎng)的計(jì)算 4 優(yōu)化設(shè)計(jì)法 該法的原理是以管道投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用總和最低作為目標(biāo)函數(shù)而獲得管道直徑 這種方法是管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算中的新理論 它對(duì)于降低通風(fēng)系統(tǒng)的能耗 提高管網(wǎng)風(fēng)平衡精度具有重要的意義 計(jì)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(duì)該管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算 并獲得管網(wǎng)特性曲線 返回 解 1 對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào) 標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點(diǎn)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6 4 輸送含有輕礦物粉塵的空氣時(shí) 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 考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng) 取5 的漏風(fēng)系數(shù) 管段6及7的計(jì)算風(fēng)量為6300 1 05 6615m3 h 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由附錄9查出管徑和單位長度摩擦阻力 所選管徑應(yīng)盡量符合附錄11的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格 d1 200mm 實(shí)際流速v1 13 4m s 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6 5 4 確定管段2 4的管徑及單位長度摩擦力 見表6 5 5 計(jì)算各管段局部阻力例如 6 計(jì)算各管段的沿程阻力和局部阻力 見表6 5 7 對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡 8 計(jì)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 9 選擇風(fēng)機(jī) 返回1 返回2 第四節(jié)均勻送風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算 一 均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理二 實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件三 側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路局部阻力系數(shù)和側(cè)孔局部阻力系數(shù)四 均勻送風(fēng)管道的計(jì)算方法 第四節(jié)均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算要求送風(fēng)管道從風(fēng)管側(cè)壁上的若干風(fēng)口 或短管 以相同的出口速度 均勻地把等量的空氣送入室內(nèi) 這種送風(fēng)管道稱為均勻送風(fēng)管道 均勻送風(fēng)管道的構(gòu)造有兩種形式 一種是均勻送風(fēng)管道的斷面變化 即斷面逐漸縮小 而側(cè)風(fēng)口 或短管 的面積相等 另一種是送風(fēng)管道的斷面不變化而側(cè)風(fēng)口 或短管 的面積都不相等 其計(jì)算的基本原理是保持各側(cè)孔的靜壓相等 根據(jù)管道阻力的計(jì)算和能量方程即可求得各側(cè)孔靜壓相等的關(guān)系式 均勻送風(fēng)管道計(jì)算的目的是確定側(cè)孔的面積 風(fēng)管斷面尺寸以及均勻送風(fēng)管段的阻力 當(dāng)側(cè)孔的數(shù)量 側(cè)孔的間距以及每個(gè)側(cè)孔的送風(fēng)量確定之后 按上述原理即可計(jì)算出均勻送風(fēng)管道的尺寸 一 均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理 1 速度靜壓差產(chǎn)生的流速空氣在風(fēng)管內(nèi)的流速出流角孔口實(shí)際流速 2 流量 孔口流出風(fēng)量 空氣在孔口面積上的平均流速 風(fēng)口的流速分布如圖 矩形送風(fēng)管斷面不變 要實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)可采取的措施1 設(shè)阻體 改變流量系數(shù) 2 采用錐形風(fēng)管改變斷面積 保持靜壓不變 3 改變孔口面積 4 增大送風(fēng)斷面面積f 減小孔口面積f0 二 實(shí)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 2 保持各側(cè)孔流量系數(shù) 相等 與孔口形狀 流角 以及l(fā)0 l 有關(guān) 當(dāng) 大于60 一般等于0 6 3 增大出流角 大于60 接近90 三 側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路局部阻力系數(shù)和側(cè)孔局部阻力系數(shù) 1 直通部分的局部阻力 2 從側(cè)孔或條縫口出流時(shí) 取0 6 0 65 四 均勻送風(fēng)管道的計(jì)算方法 先確定側(cè)孔個(gè)數(shù) 側(cè)孔間距及每個(gè)側(cè)孔的送風(fēng)量 然后計(jì)算出側(cè)孔面積 送風(fēng)管道直徑 或斷面尺寸 及管道的阻力 步驟 1 擬定孔口平均流速 計(jì)算出側(cè)孔面積和靜壓 2 按的原則設(shè)定vd 求出第一側(cè)孔前管道直徑 3 計(jì)算1 2的阻力 確定斷面2的全壓 進(jìn)而得到斷面2的動(dòng)壓 求出斷面2的流速 進(jìn)而求出第二側(cè)孔前管道直徑 4 依此類推 求其余斷面管徑 5 斷面1的全壓即管道的總阻力 五 計(jì)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(gè)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 解 1 確定孔口平均流速v0 注意 把每一段起始斷面的動(dòng)壓作為該管段的平均動(dòng)壓 并假設(shè) 為常數(shù) 將產(chǎn)生一定誤差 但在工程實(shí)際是允許的 第六節(jié)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題 一 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的劃分當(dāng)車間內(nèi)不同地點(diǎn)有不同的送 排風(fēng)要求 或車間面積較大 送 排風(fēng)點(diǎn)較多時(shí) 為便于運(yùn)行管理 常分設(shè)多個(gè)送 排風(fēng)系統(tǒng) 二 風(fēng)機(jī)及管道的布置三 其他有關(guān)問題 一 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的劃分系統(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(yùn)行班次和運(yùn)行時(shí)間相同的 可劃為同一系統(tǒng) 3 對(duì)下列情況應(yīng)單獨(dú)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 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(shí)工作的揚(yáng)塵點(diǎn)相距不大時(shí) 宜合為一個(gè)系統(tǒng) 2 同時(shí)工作但粉塵種類不同的揚(yáng)塵點(diǎn) 當(dāng)工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價(jià)值時(shí) 也可合設(shè)一個(gè)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)管結(jié)露時(shí) 應(yīng)分設(shè)系統(tǒng) 5 如排風(fēng)量大的排風(fēng)點(diǎn)位于風(fēng)機(jī)附近 不宜和遠(yuǎn)處排風(fēng)量小的排風(fēng)點(diǎn)合為同一系統(tǒng) 增設(shè)該排風(fēng)點(diǎn)后會(huì)增大系統(tǒng)總阻力 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(diǎn)不宜過多 以利各支管間阻力平衡 如排風(fēng)點(diǎn)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(shí)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(shí) 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(shí) 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)管的最低點(diǎn)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(cè)量裝置 如閥門 壓力表 溫度計(jì) 風(fēng)量測(cè)定孔和采樣孔等 或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口 調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn) 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 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 當(dāng)風(fēng)管中流速較高 風(fēng)管直徑較小時(shí) 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(shí) 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 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(shí)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 通風(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 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(dòng)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 薄鋼板是最常用的材料 有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種 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) 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(chǎng)合 風(fēng)管材料 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(shí)對(duì)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(duì)風(fēng)管進(jìn)行保溫 通常保溫結(jié)構(gòu)有四層 1 防腐層2 保溫層3 防潮層4 保護(hù)層 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(diǎn) 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(diǎn)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(shí)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(shí) 排風(fēng)口應(yīng)位于建筑物空氣動(dòng)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 七 防爆及防火設(shè)計(jì)有爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 系統(tǒng)的風(fēng)量除了滿足一般的要求外 還應(yīng)校核其中可燃物的濃度 如果可燃物濃度在爆炸濃度的范圍內(nèi) 則應(yīng)按下式加大風(fēng)量 2 防止可燃物在通風(fēng)系統(tǒng)的局部地點(diǎn) 死角 積聚 3 選用防爆風(fēng)機(jī) 并采用直聯(lián)或聯(lián)軸器傳動(dòng)方式 如果采用三角皮帶傳動(dòng) 為防止靜電產(chǎn)生火花 可用接地電刷把靜電引入地下 4 有爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)系統(tǒng) 應(yīng)設(shè)防爆門 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇升高時(shí) 靠防爆門自動(dòng)開啟泄壓 第七節(jié)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的測(cè)定調(diào)試 目的 1 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 施工質(zhì)量和設(shè)備性能等方面存在的問題 從而采取相應(yīng)的改進(jìn)措施以保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求 2 使運(yùn)行人員熟悉和掌握系統(tǒng)的性能和特點(diǎn) 并為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行積累資料 一 初次調(diào)試1 調(diào)試準(zhǔn)備 1 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行檢查 校正不合理的地方 通風(fēng)空調(diào)工程施工標(biāo)準(zhǔn) 中國建筑工業(yè)出版社 通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 gb50243 2002 2 設(shè)備規(guī)格 型號(hào)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查 并檢查設(shè)備基礎(chǔ) 管道支架 風(fēng)管連接是否牢固 電器開關(guān)是否便于操作 3 風(fēng)管檢查口 集塵箱 法蘭連接 測(cè)量孔等處是否嚴(yán)密 防止漏風(fēng) 4 調(diào)節(jié)閥 插板是否靈活 5 風(fēng)管內(nèi)是否有雜物