風機選型通風管道設計計算

1、關于風機選型通風管道的設計計算第一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算通風管道計算有兩個基本的任務： 一是確定管道的阻力, 以確定通風除塵系統(tǒng)所需的風機性能; 二是確定管道的尺寸(直徑)，管道設計的合理與否直接影響系統(tǒng)的投資費用和運行費用。第二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月一. 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：通風管道的設計計算第三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月管道的阻力計算 局部阻力則是

2、空氣通過管道的轉彎, 斷面變化, 連接部件等處時, 由于渦流、沖擊作用產生的能量損失.第六章：通風管道的設計計算第四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月6.1.1摩擦阻力的計算其中：為摩阻系數， l為管長，d為管徑或流速當量直徑（4Rs，Rs=f/x），Rm為單位長度摩擦阻力。（6-2-1）第五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月摩阻系數的確定：1、層流區(qū)Re20002、臨界區(qū)Re=2000-40003、紊流區(qū)Re4000第六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.1.2摩擦阻力計算值的確定 Rm值的計算和修正制成圖表，已知流量、管徑、流速、阻力四個參數中兩個，可查得其余

3、兩個，是在一定條件下锝出Rm值的計算和查?。藴薁顟B(tài)下）：第七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回第八張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回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)式中第九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）管壁粗糙度的修正第十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 矩形風管的摩擦阻力計算主要考慮當量直徑的確定，有流速當量直徑和流量當量直徑（1）流速當量直徑例6-1有一表面光滑的磚砌風道（K3mm），斷面500400mm，L1m3/s，求Rm第十一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月解：v1(0.4 0.

4、5)=5 m/s Dv=2ab/(a+b)=444mm查圖2-3-1 得Rm00.62Pa/mKr=(3 5)0.25=1.96Rm=1.96 0.62=1.22 Pa/m（2）流量當量直徑第十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月例2 同例1解：v1(0.4 0.5)=5 m/s DL=1.3(ab)0.625/(a+b)0.25=478mm查圖2-3-1 得Rm00.61Pa/mKr=(3 5)0.25=1.96Rm=1.96 0.61=1.2Pa/m第十三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 局部阻力 局部阻力計算式為: Z=U2/2 Pa其中為局部阻力系數, 根據不同的

5、構件查表獲得. 在通風除塵管網中, 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, 在設計管網系統(tǒng)時, 應盡可能降低管網的局部阻力. 降低管網的局部阻力可采取以下措施:(1) 避免風管斷面的突然變化;第六章：通風管道的設計計算第十四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 局部阻力 (2) 減少風管的轉彎數量, 盡可能增大轉彎半徑; (3) 三通匯流要防止出現引射現象, 盡可能做到各分支管內流速相等. 分支管道中心線夾角要盡可能小, 一般要求不大于30; (4) 降低排風口的出口流速, 減少出口的動壓損失; (5) 通風系統(tǒng)各部件及設備之間的連接要合理, 風管布置要合理.第

6、六章：通風管道的設計計算第十五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月(二) 管內壓力分布 分析管內壓力分布的目的是了解管內壓力的分布規(guī)律, 為管網系統(tǒng)的設計和運行管理提供依據. 分析的原理是風流的能量方程和靜壓、動壓與全壓的關系式.第六章：通風管道的設計計算第十六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月氣體管網壓力分布圖 第十七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月主要結論：(1) 風機的風壓等于風管的阻力和出口動壓損失之和;(2) 風機吸入段的全壓和靜壓都是負值, 風機入口處的負壓最大; 風機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.第十八張

7、，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算第十九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月水力計算步驟（假定流速法）計算前，完成管網布置，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，計算管網特性曲線根據管網特性曲線，選擇動力設備第二十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月水力計算步驟（平均壓損法）計算前，完成管網布置，確定流量分配繪系統(tǒng)圖，編號，標管段L和Q，定最不利環(huán)路。根據資用動力，計算其平均Rm。根據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 。根據各并聯(lián)支路Rm和各管段Q，確定其管徑。第二十一張，

8、PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月水力計算步驟（靜壓復得法）計算前，完成管網布置確定管道上各孔口的出流速度。計算各孔口處的管內靜壓Pj和流量。 順流向定第一孔口處管內流速、全壓和管道尺寸。計算第一孔口到第二孔口的阻力P12。計算第二孔口處的動壓Pd2。計算第二孔口處的管內流速，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。第二十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月計算例題例6-5 如圖所示通風管網。風管用鋼板制作，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，對該管網進行水力計算，并獲得管網特性曲線。返回第二十三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作

9、于2022年6月解： 1對各管段進行編號，標出管段長度和各排風點的排風量。 2選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風機-7為最不利環(huán)路。 3根據各管段的風量及選定的流速，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。 根據表2-3-3，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風管內最小風速為：垂直風管12m/s，水平風管14m/s。 考慮到除塵器及風管漏風，取 5的漏風系數，管段 6及 7的計算風量為 6300*1.05 6615m3h。 第二十四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回管段1 水平風管，初定流速為14m/s。根據 Ql 1500m3/h（0.42m3/s）、v1

10、= 14m/s所選管徑按通風管道統(tǒng)一規(guī)格調整為：D1200mm；實際流速v113.4m/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)第二十五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月800380500380第二十七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月420800400420410*315420第二十八張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回6.計算各管段的沿程阻力和局部阻

11、力(見表2-3-5)7.對并聯(lián)管路進行阻力平衡：繼續(xù) 圖第二十九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回8.計算系統(tǒng)總阻力，獲得管網特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管路1-3-5-6-7阻力之和。繼續(xù)第三十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回1返回2第三十一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月均勻送風管道設計一、設計原理繼續(xù)靜壓產生的流速為：空氣在風管內的流速為：空氣從孔口出流時的流速為：如圖所示：出流角為：第三十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回孔口出流風量：由上式得f0上的平均流速v0為：繼續(xù)第三十三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回風口的流速分布

12、如圖：（矩形送風管斷面不變）*要實現均勻送風可采取的措施（如圖） 1、設阻體； 2、改變斷面積； 3、改變送風口斷面積； 4、增大F，減小f0。繼續(xù)第三十四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回第三十五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月二、實現均勻送風的基本條件：保持各側孔靜壓、流量系數相等, 增大出流角。1、保持各側孔靜壓Pj相等；第三十六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、保持各側孔流量系數相等； 與孔口形狀、流角以及L0/L= 有關，當大于600， 一般等于0.6第三十七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3、增大出流角，大于600，接近900。第三十八張

13、，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回三、直流三通局部阻力系數和側孔流量系數1、直流三通局部阻力系數：由L0/L查表2-3-6；2、側孔流量系數=0.60.65；四、均勻送風管道計算方法確定側孔個數、側孔間距、每個孔的風量計算側孔面積計算送風管道直徑和阻力繼續(xù)第三十九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月返回五、計算例題如圖所示：總風量為8000m3/h的圓形均勻送風管道采用8個等面積的側孔均勻送風，孔間距為1.5M，確定其孔口面積、風管各斷面直徑及總阻力。 繼續(xù)解：1、確定孔口平均流速v0，第四十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022

14、年6月第四十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月注意：把每一段起始斷面的動壓作為該管段的平均動壓，并假設、為常數，將產生一定誤差，但在工程實際是允許的。第四十四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月一、系統(tǒng)劃分 當車間內不同地點有不同的送、排風要求，或車間面積較大，送、排風點較多時，為便于運行管理，常分設多個送、排風系統(tǒng)。除個別情況外，通常是由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道及設備構成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則：1空氣處理要求相同、室內參數要求相同的，可劃為同一系統(tǒng)。2同一生產流程、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

15、單獨設置排風系統(tǒng)：（1）兩種或兩種以上的有害物質混合后能引起燃燒或爆炸；（2）兩種有害物質混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；（3）兩種有害物質混合后易使蒸汽凝結并積聚粉塵；（4）放散劇毒物質的房間和設備。第六章：通風管道的設計計算第四十五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4除塵系統(tǒng)的劃分應符合下列要求：（1）同一生產流程、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，也可合設一個系統(tǒng)；（3）溫濕度不同的含塵氣體，當混合后可能導致風管風結露時，應分設系統(tǒng)。5如排風量大的排風點位于風機附近，不宜和

16、遠處排風量小的排風點合為同一系統(tǒng)。增設該排風點后會增大系統(tǒng)總阻力。 第四十六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算通風管道系統(tǒng)劃分 第四十七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月二、風管布置 風管布置直接關系到通風、空調系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)關系密切，應相互配合、協(xié)調一致。1除塵系統(tǒng)的排風點不宜過多，以利各支管間阻力平衡。如排風點多，可用大斷面集合管連接各支管。集合管內流速不宜超過3m/s，集合管下部設卸灰裝置。2除塵風管應盡可能垂直或傾斜敷設，傾斜敷設時與水平面夾角最好大于45。如必需水平敷設或傾角小于30時，應采取措施，如加大流

17、速、設清掃口等。3輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時，如表面處理車間的排風管道，應用不小于0.005的坡度，以排除積液，并應在風管的緊低點和風機底部裝設水封泄液管。4在除塵系統(tǒng)中，為防止風管堵塞，風管直徑不宜小于下列數值：排送細小粉塵 80mm排送較粗粉塵（如木屑） 100mm排送粗粉塵（有小塊物體） 130mm5排除含有劇毒物質的正壓風管，不應穿過其它房間。6風管上應設置必要的調節(jié)和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔和采樣孔等）或預留安裝測量裝置的接口。調節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地點。7風管的布置應力求順直，避免復雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減

18、少阻力和噪聲。 第四十八張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算風管布置 第四十九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、風管斷面形狀的選擇和管道定型化 （一）風管斷面形狀的選擇風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管的阻力小、材料省、強度也大；圓形風管直徑較小時比較容易制造，保溫亦方便。但是圓形風管管件的放樣、制作較矩形風管困難；布置時不易與建筑、結構配合，明裝時不易布置得美觀。 第五十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月當風管中流速較高，風管直徑較小時，例如除塵系統(tǒng)和高速空調系統(tǒng)

19、都用圓形風管。當風管斷面尺寸大時，為了充分利用建筑空間，通常采用矩形風管。例如民用建筑空調系統(tǒng)都采用矩形風管。矩形風管與相同斷面積圓形風管的阻力比值為： 式中 Rj矩形風管的比摩阻； Ry圓形風管的比摩阻； a、b矩形風管的兩個邊長。在風管斷面積一定時，寬高比a/b的值增大，Rj/Ry的比值也增大。矩形風管的寬高比最高可達81，但自11至81表面積要增加60%。因此設計風管時，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。第五十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月(二)管道定型化隨著我國國民經濟的發(fā)展，通風，空調工程大量增加。為了最大限度地

20、利用板材，實現風管制作，安裝機械化、工廠化，在國家建委組織下，1975年確定了通風管道統(tǒng)一規(guī)格。通風管道統(tǒng)一規(guī)格有圓形和矩形兩類。必須指出：1通風管道統(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的材料厚度。2為了滿足阻力平衡的需要，除塵風管和氣密性風管的管徑規(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1.12的倍數來編制的。 第五十三張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十四張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月四、風管材料的選擇 用作風管的材料有薄鋼板、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。

21、需要經常移動的風管，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。 第五十五張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月風管材料應根據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潮濕的通風、空調系統(tǒng)，有凈化要求的空調系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)因管壁摩損大，通常用厚度為1.53.0mm的鋼板。一般通風系統(tǒng)采用厚度為0.51.5mm的鋼板。硬聚氯乙烯塑料板適用于有腐蝕作用的通風、空調系統(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

22、+60；在輻射熱作用下容易脆裂。以磚，混凝土等材料制作風管，主要用于需要與建筑、結構配合的場合。它節(jié)省鋼材，結合裝飾，經久耐用，但阻力較大。在體育館、影劇院等公共建筑和紡織廠的空調工程中，常利用建筑空間組合成通風管道。這種管道的斷面較大，使之降低流速，減小阻力，還可以在風管內壁襯貼吸聲材料，降低噪聲。 第五十六張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算風管材料 第五十七張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十八張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月五、風管的保溫 當風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，或者要防止風管穿越房間時對室內空

23、氣參數產生影響及低溫風管表面結露，都需要對風管進行保溫。保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、超細玻璃棉，玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。它們的導熱系數大都在0.12Wm以內。通過管壁保溫層的傳熱系數一般控制在1.84Wm2以內。保溫層厚度要根據保溫目的計算出經濟厚度，再按其它要求來校核。保溫層結構可參閱有關的國家標準圖。通常保溫結構有四層：(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，從而破壞保溫層或在內部結露。(4)保護層。室內管道可用玻璃布、塑料布或木板、膠合板作成，室外管道應用鐵絲網水泥

24、或鐵皮作保護層。 第五十九張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章：通風管道的設計計算風管保溫 第六十張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月六、進、排風口 (一)進風口進風口是通風、空調系統(tǒng)采集室外新鮮空氣的入口，其位置應滿足下列要求：1應設在室外空氣較清潔的地點。進風口處室外空氣中有害物質濃度不應大于室內作業(yè)地點最高允許濃度的30%。2應盡量設在排風口的上風側，并且應低于排風口。3進風口的底部距室外地坪不宜低于2m，當布置在綠化地帶時不宜低于1m。4降溫用的進風口宜設在建筑物的背陰處。(二)排風口1在一般情況下通風排氣立管出口至少應高出屋面0.5m。2通風排氣中的有害物質必需經大氣擴散稀釋時，排風口應位于建筑物空氣動力陰影區(qū)和正壓區(qū)以上。3要求在大氣中擴散稀釋的通風排氣，其排風口上不應設風帽。 第六十一張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十二張，PPT共六十五頁，創(chuàng)作于2022年6月七、防爆及防火 空氣中含有可燃物時，如果可燃