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風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)
風(fēng)機(jī)的定義:是將原動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換為被輸送氣體的壓力能和動(dòng)能的一種機(jī)械設(shè)備。離心風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)葉片式風(fēng)機(jī)容積式風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)往復(fù)風(fēng)機(jī)回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)葉氏風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)螺桿風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的類型:
離心式:流量?。伙L(fēng)壓大;高效率區(qū)寬;體積大;葉輪外徑大;流道窄而長軸流式:流量大;風(fēng)壓小;高效率區(qū)窄;但對(duì)于動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)則高效率區(qū)寬,適宜變工況運(yùn)行;體積?。蝗~輪直徑小,葉道短寬。離心風(fēng)機(jī)圖片離心式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子圖片軸流風(fēng)機(jī)圖片軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子圖片風(fēng)機(jī)相關(guān)概念:(1)壓力:通風(fēng)機(jī)的壓力指壓升(相對(duì)于大氣的壓力),即氣體在風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力的升高值或者該風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動(dòng)壓、全壓之分。性能參數(shù)指全壓(等于風(fēng)機(jī)出口與進(jìn)口總壓之差),其單位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等表示。(2)流量:單位時(shí)間內(nèi)流過風(fēng)機(jī)的氣體容積,又稱風(fēng)量。常用
Q來表示,常用單位是:m3/s、m3/min、m3/h(秒、分、小時(shí))。有時(shí)候也用到“質(zhì)量流量”,即單位時(shí)間內(nèi)流過風(fēng)機(jī)的氣體質(zhì)量,這個(gè)時(shí)候需要考慮風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣體密度,與氣體成份、當(dāng)?shù)卮髿鈮?、氣體溫度、進(jìn)口壓力有密切影響,需經(jīng)換算才能得到習(xí)慣的“氣體流量”。
附件:氣體流量換算方法(1)已知?dú)怏w質(zhì)量流量Qm,求氣體體積流量Qv=?計(jì)算公式:(Qv)=Qm/ρ(氣體體積=氣體質(zhì)量/氣體密度)
其中:ρ(氣體密度)=P/R/T
P:氣體壓力;
R:氣體常數(shù)=287;
T:氣體絕對(duì)溫度=(273+t)(2)已知溫度在20℃條件下氣體的體積流量,求在溫度為
40℃條件下該氣體的體積流量:
Qv(40℃)=Qv(20℃)×ρ(20℃)÷ρ(40℃)備注:此換算的前提是在兩種狀態(tài)下氣體的質(zhì)量流量相同。(3)轉(zhuǎn)速:風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度。常以n來表示、其單位為
r/min(r表示轉(zhuǎn)速,min表示分鐘)(4)功率:驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)所需要的功率。常以N來表示、其單位為Kw。(5)風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口狀態(tài):風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口狀態(tài)是指風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的壓力為一個(gè)大氣壓(101325Pa),溫度為20℃,相對(duì)濕度為50%的空氣狀態(tài),其密度為ρ=1.2㎏/m3。
附件:電機(jī)級(jí)數(shù)與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系
2極電機(jī)(同步轉(zhuǎn)速3000r/min
);
4極電機(jī)(同步轉(zhuǎn)速1500r/min
);
6極電機(jī)(同步轉(zhuǎn)速1000r/min
);
8極電機(jī)(同步轉(zhuǎn)速750r/min
);
風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理:風(fēng)機(jī)主要由集流器、機(jī)殼、轉(zhuǎn)子及電動(dòng)機(jī)構(gòu)成;根據(jù)其用途、機(jī)號(hào)大小及用戶要求可以增加調(diào)節(jié)門、傳動(dòng)組、聯(lián)軸器組、空氣過濾器、出口逆止門(或三通門)、進(jìn)出口軟連接、液力偶合器、電動(dòng)執(zhí)行器、進(jìn)風(fēng)箱等配套零部件。葉輪是對(duì)空氣做功的部件,由前盤、后盤和夾在兩者之間的輪轂以及葉片組成。風(fēng)流沿葉片間流道流動(dòng),在流道出口處,風(fēng)流相對(duì)速度W2的方向與圓周速度u2的反方向夾角稱為葉片出口構(gòu)造角,以β2表示。根據(jù)出口構(gòu)造角β2的大小,離心式通風(fēng)機(jī)可分為前傾式(β2>90o)、徑向式(β2=90o)和后傾式(β2<90o)三種,如圖。β2不同,通風(fēng)機(jī)的性能也不同。葉片出口構(gòu)造角與風(fēng)流速度圖
進(jìn)風(fēng)口有單吸和雙吸兩種。在相同的條件下雙吸風(fēng)機(jī)葉(動(dòng))輪寬度是單吸風(fēng)機(jī)的兩倍。在進(jìn)風(fēng)口與葉(動(dòng))輪之間裝有前導(dǎo)葉(有些通風(fēng)機(jī)無前導(dǎo)器),使進(jìn)入葉(動(dòng))輪的氣流發(fā)生預(yù)旋繞,以達(dá)到調(diào)節(jié)性能之目的。風(fēng)機(jī)常見傳動(dòng)方式:軸承箱典型結(jié)構(gòu):軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)軸流風(fēng)機(jī)基本調(diào)節(jié)方式1、變轉(zhuǎn)速2、動(dòng)葉靜態(tài)調(diào)節(jié)3、動(dòng)葉動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)原理軸流風(fēng)機(jī)基元級(jí)理論全壓方程Pt.ths=ρu(C2u-C1u)前導(dǎo)葉的作用:預(yù)旋后導(dǎo)葉的作用:減少出口扭速損失軸流風(fēng)機(jī)性能特性
風(fēng)機(jī)的維護(hù):1、維護(hù)內(nèi)容:2、空氣過濾器的清理方法(當(dāng)壓差超過1000Pa時(shí)):啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行,停用需要更換濾網(wǎng)的風(fēng)機(jī),關(guān)閉該風(fēng)機(jī)的入口調(diào)節(jié)門(或插板門)。將該風(fēng)機(jī)空氣過濾器門打開,抽出濾芯。采用肥皂水清洗涼干后再次使用。備注:用戶也可以訂購備品過濾芯以便交替更換使用.3、如需更換軸承,請(qǐng)按照總布置圖提供的軸承型號(hào)購買并更換軸承(更換前應(yīng)檢查主軸是否受損,如果主軸受損,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)后再安裝新軸承),且應(yīng)保證兩盤推力軸承(電機(jī)側(cè))采用背靠背安裝方式(適用于D式傳動(dòng)軸承箱);如總布置圖上無特別說明,推力軸承與端蓋間軸向間隙應(yīng)保留0.03~0.05mm。風(fēng)機(jī)部件的拆裝:1、軸承座拆卸:1.1拆除軸承蓋上的儀表及連線;1.2拆除軸承箱上的螺栓和螺母;1.3拆除聯(lián)接水管和密封墊;1.4拆除軸承端蓋并做好標(biāo)記;1.5吊起軸承箱上蓋。2、軸承箱的組裝:軸承箱組裝按上述拆卸過程相反的順序進(jìn)行,應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):2.1組裝前應(yīng)仔細(xì)清理軸承箱內(nèi)部;2.2注意按拆卸前所做標(biāo)記進(jìn)行裝配;2.3組裝完成后,重新注入潤滑油(油位應(yīng)高于油位線1-
2mm);2.4拆裝軸承箱過程中應(yīng)特別注意對(duì)軸承的防護(hù);備注:油池潤滑軸承箱油位應(yīng)位于軸承下部滾動(dòng)體1/2~1/3之間;油脂潤滑軸承箱所加入潤滑脂應(yīng)填充軸承內(nèi)部空間的1/3~1/2。3、轉(zhuǎn)子的拆卸:3.1拆除集流器與機(jī)殼的聯(lián)接螺栓;3.2拆除進(jìn)風(fēng)箱的剖分部分,機(jī)殼的上半部分;3.3拆除兩側(cè)軸承組的上蓋;3.4拆除聯(lián)軸器的螺栓;3.5將轉(zhuǎn)子吊出。4、轉(zhuǎn)子的組裝:按拆卸過程的相反順序進(jìn)行。4.1所要拆卸的設(shè)備應(yīng)完全斷電,確保即使誤操作也不會(huì)啟動(dòng)風(fēng)機(jī);4.2起吊轉(zhuǎn)子組時(shí),應(yīng)保持其軸向水平,以防止碰壞油封或其它件;4.3拆卸組合件時(shí),應(yīng)事先作好標(biāo)記,裝配時(shí),應(yīng)按標(biāo)記進(jìn)行裝配;4.4拆裝過程中,禁止用鋼絲繩直接套在主軸或其它部件上起吊。常見故障及解決方法:261、轉(zhuǎn)子不平衡及其產(chǎn)生的振動(dòng)①.轉(zhuǎn)子不平衡的概念不平衡:轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻.轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心與其旋轉(zhuǎn)中心線不重合→出現(xiàn)偏心距→周期性離心力干擾(F=mew2)→軸承動(dòng)載荷→設(shè)備振動(dòng).不平衡是損壞的起因。統(tǒng)計(jì)資料表明:不平衡是機(jī)器損壞最常見的原因,約有50%的故障停車可直接或間接歸因于不平衡,軸承損壞、軸承座開裂、軸變形、基礎(chǔ)松動(dòng)等...轉(zhuǎn)子的不平衡故障及動(dòng)平衡相關(guān)知識(shí)271、轉(zhuǎn)子不平衡及其產(chǎn)生的振動(dòng)(續(xù))
②.由轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)
轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力
振幅與,有關(guān);當(dāng)時(shí),發(fā)生共振現(xiàn)象。
放大系數(shù)
其中:,
28③.臨界轉(zhuǎn)速問題
當(dāng),即時(shí),振動(dòng)幅值(動(dòng)撓度)最大,此轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。
當(dāng)時(shí),振動(dòng)幅值恰恰等于偏心距;工程上以此為界限:
工作轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為撓性轉(zhuǎn)子;
工作轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子.292轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因使用過程中造成的不平衡:
轉(zhuǎn)子附著沉積物腐蝕、磨損熱變形;長期擱置的轉(zhuǎn)子,由于自重而彎曲變形設(shè)計(jì)問題:
在轉(zhuǎn)子內(nèi)部或外部有未加工表面零件在轉(zhuǎn)子上的配合面粗糙和公差不合適配合鍵短于鍵槽,造成局部金屬空缺材料缺陷:
鑄造有氣孔,造成材料內(nèi)部組織不均勻材質(zhì)較差,易于磨損、變形加工與裝配誤差:
切削加工中的切削誤差,焊接缺陷與變形轉(zhuǎn)子熱處理造成的殘余應(yīng)力未消除配合鍵短于鍵槽,造成局部金屬空缺裝配零件不一致造成的質(zhì)量不對(duì)稱(螺栓等)聯(lián)軸節(jié)安裝不對(duì)中30設(shè)備故障引起的機(jī)械振動(dòng)齒輪嚙合軸承故障不平衡幅值時(shí)間幅值不平衡軸承故障齒輪嚙合頻率f3
不平衡類型與其故障特征
同頻占主導(dǎo),相位穩(wěn)定。如果只有不平衡,1X幅值大于等于通頻幅值的80%,且按轉(zhuǎn)速平方增大。通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值,但通常不應(yīng)超過兩倍。同一設(shè)備的兩個(gè)軸承處相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。
典型的頻譜
相位關(guān)系A(chǔ)力不平衡徑向
典型的頻譜
相位關(guān)系B力偶不平衡同頻占主導(dǎo),相位穩(wěn)定。振幅按轉(zhuǎn)速平方增大。需進(jìn)行雙平面動(dòng)平衡。偶不平衡在機(jī)器兩端支承處均產(chǎn)生振動(dòng),有時(shí)一側(cè)比另一側(cè)大較大的偶不平衡有時(shí)可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)。兩支承徑向同方向振動(dòng)相位相差180。3
不平衡類型與其故障特征
徑向動(dòng)不平衡是前兩種不平衡的合成結(jié)果。仍是同頻占主導(dǎo),相位穩(wěn)定。兩支承處同方向振動(dòng)相位差接近
典型的頻譜
相位關(guān)系C動(dòng)不平衡3
不平衡類型與其故障特征
徑向懸臂轉(zhuǎn)子不平衡在軸向和徑向都會(huì)引起較大1X振動(dòng)。軸向相位穩(wěn)定,而徑向相位會(huì)有變化。懸臂式轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng),軸向振動(dòng)有時(shí)甚至超過徑向振動(dòng)。兩支承處軸向振動(dòng)相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同時(shí)出現(xiàn)。
典型的頻譜
相位關(guān)系D懸臂轉(zhuǎn)子不平衡3
不平衡類型與其故障特征
軸向和徑向354轉(zhuǎn)子不平衡量的評(píng)定方法①.不平衡的表示方法不平衡力:重徑積(不平衡量):不平衡度:②.平衡精度的衡量對(duì)殘余不平衡量是怎樣要求的呢?大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)于同類型轉(zhuǎn)子,允許的殘余不平衡量:常數(shù),對(duì)于G從物理概念上理解,它是轉(zhuǎn)子重心的線速度.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所定的“剛性轉(zhuǎn)子平衡精度”標(biāo)準(zhǔn),就是以G值劃分精度等級(jí)的,G值從0.16~4000mm/s,共分11級(jí),參見下表:36
各類剛性轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)表37
各類剛性轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)表(續(xù))385轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù)及方法①.轉(zhuǎn)子平衡方法平衡機(jī)法:
使轉(zhuǎn)子本身整體達(dá)到平衡的方法現(xiàn)場平衡法:
轉(zhuǎn)子裝配好以后,在實(shí)際運(yùn)行狀況條件下使振動(dòng)降低的方法靜平衡法:
滾動(dòng)平衡法、天平試驗(yàn)法.動(dòng)平衡法:
平衡機(jī)法、現(xiàn)場平衡法剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡單平面動(dòng)平衡、雙平面動(dòng)平衡、多平面動(dòng)平衡影響系數(shù)法、振型平衡法矢量作圖、三點(diǎn)平衡法.39②.影響系數(shù)平衡方法介紹校正平面數(shù)的選擇40②.影響系數(shù)平衡方法介紹(續(xù))動(dòng)平衡步驟
單平面(測(cè)量振動(dòng)→停機(jī),加試重→測(cè)量振動(dòng)→停機(jī),加配重→減試重)雙平面(測(cè)量振動(dòng)→停機(jī),平面1加試重→測(cè)量振動(dòng)→停機(jī)→去試重且加在平面2上→測(cè)量振動(dòng)→停機(jī),加配重→減試重)平衡試重的估算
其中: m-試重,g;M-轉(zhuǎn)子質(zhì)量,kg;
n-機(jī)器平衡轉(zhuǎn)速,rpm; X-初始振幅值,um;r-試重安裝半徑,mm41②.影響系數(shù)平衡方法介紹(續(xù))影響系數(shù)法原理及作圖計(jì)算試重安裝方向配重安裝方向42③.試重及配重的施加方法
加重校正去重校正435用動(dòng)平衡儀進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡的過程設(shè)置數(shù)據(jù)采集器數(shù)采器本身的設(shè)置(單位體系)校正平面數(shù),參考角度方向,傳感器類型測(cè)試參數(shù)傳感器的連接儀器的操作單平面動(dòng)平衡操作過程單平面動(dòng)平衡操作過程6
類似不平衡故障
的診斷當(dāng)旋轉(zhuǎn)的皮帶輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子等有幾何偏心時(shí),會(huì)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上產(chǎn)生較大的1X振動(dòng);偏心泵除產(chǎn)生1X振動(dòng)外,還由于流體不平衡會(huì)造成葉輪通過頻率及倍頻的振動(dòng)。垂直與水平方向振動(dòng)相位相差為0或180。采用平衡的辦法只能消除單方向的振動(dòng)。
典型的頻譜
相位關(guān)系A(chǔ)偏心轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)電機(jī)徑向風(fēng)機(jī)電機(jī)振動(dòng)特征類似動(dòng)不平衡,振動(dòng)以1X為主,如果彎曲靠近聯(lián)軸節(jié),也可產(chǎn)生2X振動(dòng)。類似不對(duì)中、通常振幅穩(wěn)定,如果2X與供電頻率或其諧頻接近,則可能產(chǎn)生波動(dòng)。軸向振動(dòng)可能較大,兩支承處相位相差180。振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速增加迅速增加,過了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。
典型的頻譜
相位關(guān)系6
類似不平衡故障
的診斷
B軸彎曲軸向振動(dòng)特征:
類似不平衡或不對(duì)中,頻譜主要以1X為主。振動(dòng)具有局部性,只表現(xiàn)在松動(dòng)的轉(zhuǎn)子上。同軸承徑向振動(dòng):垂直,水平方向相位差0或180。底板連接處相鄰結(jié)合面:振動(dòng)相位相差180。如果軸承緊固是在軸向,也會(huì)引起類似不對(duì)中的軸向振動(dòng).
包括如下幾方面的故障支腳、底板、水泥底座松動(dòng)/強(qiáng)度不夠框架或底板變形;緊固螺絲松動(dòng)。6類似不平衡故障的診斷徑向基礎(chǔ)底板混凝土基礎(chǔ)A型機(jī)器底腳風(fēng)機(jī)性能的選擇和型號(hào)說明HTF(GYF)系列消防高溫排煙軸流通風(fēng)機(jī)HTF(GYF)系列消防高溫排煙軸流通風(fēng)機(jī)性能的選擇和型號(hào)說明
耐高溫性能優(yōu)良:風(fēng)機(jī)測(cè)試符合GBJ45-82消防規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,風(fēng)機(jī)采用獨(dú)特設(shè)計(jì),耐高溫電機(jī)內(nèi)置,配置電機(jī)冷卻系統(tǒng),能在300氏攝度高溫條件下連續(xù)運(yùn)行100分鐘以上,100氏攝度溫度條件下連續(xù)20小時(shí)/次不損壞,廣泛應(yīng)用于高級(jí)民用建筑,烘箱,地下車庫,隧道等場合;
(2)適用范圍廣:可以根據(jù)高級(jí)民用建筑的不同要求,采用變速或多速驅(qū)動(dòng)形式,心達(dá)到一機(jī)兩用(即常用通排風(fēng)和消防時(shí)高溫排煙)的目的;葉型分為軸流式(HTF(GYF)-I,II)和混流式HTF(GYF)-IG,亦可制作屋頂式,消音式。
(3)效率高:本系列風(fēng)機(jī)采用先進(jìn)的CAD軟件經(jīng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研制開發(fā)的新產(chǎn)品,以實(shí)測(cè)表明風(fēng)機(jī)效率大于80%,部分大機(jī)號(hào)大于85%,并具有效率曲線平坦的特點(diǎn),有利于節(jié)能;
(4)安裝方便,占地較離心風(fēng)機(jī)少:該風(fēng)機(jī)基本形式為軸流式風(fēng)機(jī)或混流式風(fēng)機(jī),可直接與風(fēng)管連接或墻壁安裝,安裝形式可采用垂直或水平式。很大程度上節(jié)省了占地面積SWF系列低噪聲混流式通風(fēng)機(jī)用途:
廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。特別適用與管道與管道加壓送風(fēng)。SWF(HLF)-I型可取代高壓軸流風(fēng)機(jī)SWF(HLF)-II型雙速,一機(jī)兩用,SWF(HLF)-III型可替代中高壓離心風(fēng)機(jī)。結(jié)構(gòu)與特點(diǎn):
基本結(jié)構(gòu)型式為進(jìn)出風(fēng)口在同一軸線上(即軸向流結(jié)構(gòu)),輪殼為錐形筒,葉片沿流向呈不等寬度狀。筒形有直筒形,鼓形和進(jìn)口加弧形消聲器等三種型式。
根據(jù)氣流子午加速原理,風(fēng)機(jī)具有離心和軸流的雙重特性,即既有較高的壓力又有較大的流量,并具有效率高,噪聲低且高效區(qū)寬廣等優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,安裝方便,占地面積小。安裝與使用:
水平,垂直和吊頂均可安裝。
抽風(fēng),送風(fēng)和管道加壓均可使用。
GXF,SJG斜流式通風(fēng)機(jī)GXF系列斜流通風(fēng)機(jī)按葉輪分為400-1400mm十四種規(guī)格,按類型分A,B,C,D,S五種類型,共五十八個(gè)機(jī)號(hào)。風(fēng)量由3000-90000m3/h,全壓由185-800mm十幾種規(guī)格。十幾個(gè)機(jī)號(hào),風(fēng)量由200-2500m3/h,全壓由50-1200pa;具體數(shù)據(jù)請(qǐng)查風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表。
二.GXF。SJG系列斜流式風(fēng)機(jī)型號(hào)說明
SWF-IV(HLF)系列低噪聲混流式風(fēng)機(jī)箱二.型號(hào)說明
HL3-2A型高效節(jié)能混流式通風(fēng)機(jī)HTF(PYHL-14A)型高溫排煙混流風(fēng)機(jī)
一、特點(diǎn)1.型式規(guī)格多,應(yīng)用范圍廣:可根據(jù)使用場合的風(fēng)量,風(fēng)壓和噪聲的不同要求,選用以下型式的風(fēng)機(jī):(a)軸流式屋頂通風(fēng)機(jī):代號(hào)為DWT-I型,具有風(fēng)量大,壓力較離心式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)用戶要求還可設(shè)計(jì)成雙向旋轉(zhuǎn)可逆式,具有正反式?jīng)r等效的特點(diǎn);
(b)離心式屋頂通風(fēng)機(jī):代號(hào)為DWT-II型。DWT-III型二種型式,適用于風(fēng)量較小而壓力要求較高的場合;(c)無電機(jī)屋頂通風(fēng)機(jī):代號(hào)為DWT-IV型,適用于鋼結(jié)構(gòu)屋頂,是新世紀(jì)環(huán)保風(fēng)機(jī)首選產(chǎn)品。DWT系列低噪聲屋頂通風(fēng)機(jī)Dz系列低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)
Dz系列通風(fēng)機(jī)采用從聲源入手,低轉(zhuǎn)速,高壓力系數(shù)的設(shè)計(jì)方法,研制成寬葉片,大弦長,空間扭曲傾斜式葉型,配用風(fēng)機(jī)專用電機(jī),具有明顯的噪聲低,風(fēng)量大,耗電省,振動(dòng)小,外形美觀等優(yōu)點(diǎn),是一種高效,節(jié)能型軸流風(fēng)機(jī)。廣泛適用于廠房,倉庫,辦公室,住宅等場所的壁式排風(fēng),管道送風(fēng)。本系列風(fēng)機(jī)有三種型式::DZ-11型壁式,DZ-12型崗位式,ZD-13管道式。特殊場合按用戶要求可加式成網(wǎng)罩,彎頭或自垂百葉形式工。本系列風(fēng)機(jī)一般配用三相電機(jī),按用戶要求對(duì)0.55KW以下可配用單相電機(jī)??筛鶕?jù)輸送介質(zhì)要求制成防腐,防爆型:FDZ為防腐型軸流通風(fēng)機(jī),用于輸送有腐蝕性的氣體;BDZ為防爆型軸流通風(fēng)機(jī),用于輸送易燃易爆的氣體。FBDZ為防腐防爆型軸流通風(fēng)機(jī),用于輸送有腐蝕性且易燃易爆的氣體。HTFC(DT)系列低噪聲消防(兩用)柜式離心風(fēng)機(jī)HTFC(DT)系列消防通風(fēng)(兩用)低噪聲柜式離心風(fēng)機(jī)型號(hào)說明
(1)HTFC(DT)系列消防通風(fēng)(兩用)低噪聲式離心風(fēng)機(jī)分為I。II。I為單速,II為雙速。該系列風(fēng)機(jī)有較多的性能參數(shù),以滿足不同用戶的需要。
GDF系列離心式管道風(fēng)機(jī)通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算
通風(fēng)管道是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分,設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是,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)用綜合最優(yōu)。通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響到通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。12345通風(fēng)空調(diào)施工圖
風(fēng)道設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題風(fēng)道壓力分布
風(fēng)道的水力計(jì)算風(fēng)道阻力1.1風(fēng)道阻力根據(jù)流體力學(xué)可知,空氣在管道內(nèi)流動(dòng),必然要克服阻力產(chǎn)生能量損失??諝庠诠艿纼?nèi)流動(dòng)有兩種形式的阻力,即摩擦阻力和局部阻力。1.1.1摩擦阻力
由于空氣本身的粘滯性和管壁的粗糙度所引起的空氣與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力。克服摩擦阻力而引起的能量損失稱為摩擦阻力損失,簡稱沿程損失。空氣在橫斷面不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),沿程損失可按下式計(jì)算
·(1.1)式中——風(fēng)道的沿程損失,Pa;——摩擦阻力系數(shù);——風(fēng)道內(nèi)空氣的平均流速,m/s;——空氣的密度,kg/m3;——風(fēng)道的長度,m;——風(fēng)道的水力半徑,m;=(1.2)——管道中充滿流體部分的橫斷面積,m2;——濕周,在通風(fēng)系統(tǒng)中即為風(fēng)管周長,m。
·Pa/m(1.3)(1)圓形風(fēng)管的沿程損失對(duì)于圓形風(fēng)管==式中——風(fēng)管直徑。則圓形風(fēng)管的沿程損失和單位長度沿程損失即比摩阻分別為·Pa
·Pa/m(1.5)
單位長度的摩擦阻力,也稱比摩阻,為(1.4)摩擦阻力系數(shù)與風(fēng)管管壁的粗糙度和管內(nèi)空氣的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān),在通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中,薄鋼板風(fēng)管的空氣流動(dòng)狀態(tài)大多數(shù)屬于紊流光滑區(qū)到粗糙區(qū)之間的過渡區(qū)。通常,高速風(fēng)管的流動(dòng)狀態(tài)也處于過渡區(qū)。只有流速很高,表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管流動(dòng)狀態(tài)才屬于粗糙區(qū)。因此,對(duì)于通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中,空氣流動(dòng)狀態(tài)多處于紊流過度區(qū)。在這一區(qū)域中用下式計(jì)算(1.6)式中——風(fēng)管內(nèi)壁的粗糙度,mm;——雷諾數(shù)。=(1.7)式中——風(fēng)管內(nèi)流體(空氣)的運(yùn)動(dòng)粘度,m2/s。在通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中,為了簡化計(jì)算,可根據(jù)公式(1.5)和式(1.6)繪制的各種形式的線算圖或計(jì)算表進(jìn)行計(jì)算。圖1.1為風(fēng)管單位長度沿程損失線算圖。只要知道風(fēng)量、管徑、比摩阻、流速四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè),即可求出其余的兩個(gè)參數(shù)。表1.1的編制條件是:大氣壓力為101.3kPa,溫度為20℃,空氣密度為1.204kg/m3,運(yùn)動(dòng)粘度為15.06×10-6m2/s,管壁粗糙度k=0.15mm,當(dāng)實(shí)際使用條件與上述條件不同時(shí),應(yīng)進(jìn)行修正。①大氣溫度和大氣壓力的修正Pa/m(1.8)式中——實(shí)際使用條件下的單位長度沿程損失,Pa/m;——溫度修正系數(shù);——大氣壓力修正系數(shù);——線算圖或表中查出的單位長度沿程損失,Pa/m。圖1.1風(fēng)管單位長度沿程損失線算圖=(1.9)=(1.10)式中——實(shí)際的空氣溫度,℃;——實(shí)際的大氣壓力,kPa。和也可直接由圖1.2查得。②密度和粘度的修正(1.11)
——實(shí)際的空氣密度,℃;——實(shí)際的空氣運(yùn)動(dòng)粘度,kPa。圖1.2溫度和大氣壓力曲線②絕對(duì)粗糙度的修正通風(fēng)空調(diào)工程中常采用不同材料制成風(fēng)管,各種材料的絕對(duì)粗糙度見表1.1.(1.12)式中——粗糙度修正系數(shù)。=(1.13)——管內(nèi)空氣流速,m/s。管道材料K(mm)管道材料K(mm)薄鋼板和鍍鋅鋼板0.15~0.18膠合板1.0塑料板0.01~0.05磚管道3~6礦渣石膏板1.0混凝土管道1~3礦渣混凝土板1.5木版0.2~1.0表1.1各種材料的粗糙度【例1.1】已知太原市某廠已通風(fēng)系統(tǒng)采用鋼板制圓形風(fēng)道,風(fēng)量L=1000m3/h,管內(nèi)空氣流速v=10m/s,空氣溫度t=80℃,求風(fēng)管的管徑和單位長度的沿程損失。解由附錄1.1查得:D=200mm=1.8Pa/m,太原市大氣壓力:B=91.9kPa由圖1.1查得:=0.86,=0.92所以,==0.86×0.92×1.8=5.38Pa/m(2)矩形風(fēng)管的沿程損失風(fēng)管阻力損失的計(jì)算圖表是根據(jù)圓形風(fēng)管繪制的。當(dāng)風(fēng)管截面為矩形時(shí),需首先把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)于圓形風(fēng)管的當(dāng)量直徑,再由此求出矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力損失。當(dāng)量直徑就是與矩形風(fēng)管有相同單位長度沿程損失的圓形風(fēng)管直徑,它分為流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種。①流速當(dāng)量直徑假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等,且兩風(fēng)管的單位長度沿程損失相等,此時(shí)圓形風(fēng)管的直徑就稱為該矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑,以Dv表示,所以,圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等。圓形風(fēng)管水力半徑(1.14)矩形風(fēng)管水力半徑(1.15)式中——矩形風(fēng)管的長度和寬度。根據(jù)式(1.3),當(dāng)流速與比摩阻均相同時(shí),水力半徑必相等則有
②流量當(dāng)量直徑假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管中的空氣流量相等,且兩風(fēng)管的單位長度沿程損失也相等,此時(shí)圓形風(fēng)管的直徑就稱為該矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑,以DL表示:圓形風(fēng)管流量(1.17)(1.16)(1.18)矩形風(fēng)管流量令,則(1.19)(1.20)(1.21)(1.22)必須說明,利用當(dāng)量直徑求矩形風(fēng)管的沿程損失,要注意其對(duì)應(yīng)關(guān)系;當(dāng)采用流速當(dāng)量直徑時(shí),必須采用矩形風(fēng)管內(nèi)的空氣流速去查沿程損失;當(dāng)采用流量當(dāng)量直徑時(shí),必須用矩形風(fēng)管中的空氣流量去查單位管長沿程損失。這兩種方法得出的矩形風(fēng)管比摩阻是相等的。
【例1.2】有一鋼板制矩形風(fēng)道,K=0.15mm,斷面尺寸為500×250mm,流量為2700m3/h,空氣溫度為50℃,求單位長度摩擦阻力。解一矩形風(fēng)管內(nèi)空氣流速=m/s流速當(dāng)量直徑==m由=6m/s,=330mm,查附錄1.1得=1.2Pa/m由圖1.1查得t=50℃時(shí),=0.92所以==0.92×1.2=1.1Pa/m解二流量當(dāng)量直徑=1.265=1.265m由L=2700m3/h,=384mm查附錄1.1得=1.2Pa/m所以==0.92×1.2=1.1Pa/m1.1.2局部阻力風(fēng)道中流動(dòng)的空氣,當(dāng)其方向和斷面的大小發(fā)生變化或通過管件設(shè)備時(shí),由于在邊界急劇改變的區(qū)域出現(xiàn)旋渦區(qū)和流速的重新分布而產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力,克服局部阻力而引起的能量損失稱為局部阻力損失,簡稱局部損失。局部損失按下式計(jì)算Pa(1.23)式中——局部損失,Pa;——局部阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)通常用實(shí)驗(yàn)方法確定。在計(jì)算局部阻力時(shí),一定要注意值所對(duì)應(yīng)的空氣流速。在通風(fēng)系統(tǒng)中,局部阻力所造成的能量損失占有很大的比例,甚至是主要的能量損失,為減小局部阻力,以利于節(jié)能,在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減小局部阻力。通常采用以下措施:(1)布置管道時(shí),應(yīng)力求管線短直,減少彎頭。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于(1~2)倍管徑,見圖1.3。矩形風(fēng)管彎頭的長寬比愈大,阻力愈小,應(yīng)優(yōu)先采用,見圖1.5。必要時(shí)可在彎頭內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流葉片,見圖1.4,以減小阻力。應(yīng)盡量采用轉(zhuǎn)角小的彎頭,用弧彎代替直角彎,如圖1.6所示。(2)避免風(fēng)管斷面的突然變化,管道變徑時(shí),盡量利用漸擴(kuò)、漸縮代替突擴(kuò)、突縮。其中心角最好在8~10°,不超過45°,如圖1.7。(3)管道和風(fēng)機(jī)的連接要盡量避免在接管處產(chǎn)生局部渦流,如圖1.8所示。圖1.3圓形風(fēng)管彎頭
圖1.5矩形風(fēng)管彎頭
圖1.4導(dǎo)流葉片
圖1.6幾種矩形彎頭的局部阻力系數(shù)
圖1.7漸擴(kuò)管內(nèi)的空氣流動(dòng)
圖1.8風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的管道連接
(4)三通的局部阻力大小與斷面形狀、兩支管夾角、支管與總管的截面比有關(guān)。為減小三通的局部阻力,應(yīng)盡量使支管與干管連接的夾角不超過30°,如圖1.9所示。當(dāng)合流三通內(nèi)直管的氣流速度大于支管的氣流速度時(shí),會(huì)發(fā)生直管氣流引射支管氣流的作用,有時(shí)支管的局部阻力出現(xiàn)負(fù)值,同樣直管的局部阻力也會(huì)出現(xiàn)負(fù)值,但不可能同時(shí)出現(xiàn)負(fù)值。為避免引射時(shí)的能量損失,減小局部阻力,應(yīng)使≈≈,即F1+F2=F3,以避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象。圖1.9三通支管和干管的連接
圖1.10風(fēng)管進(jìn)口
(5)風(fēng)管的進(jìn)口1.1.3總阻力摩擦阻力與局部阻力之和稱為總阻力,克服摩擦阻力和局部阻力而引起的能量損失稱為總阻力損失。(1.24)式中——管段總阻力損失,Pa。1.2風(fēng)道壓力分布空氣在風(fēng)道中流動(dòng)時(shí),由于風(fēng)道內(nèi)阻力和流速的變化,空氣的壓力也在不斷地發(fā)生變化。下面通過圖1.11所示的單風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)的壓力分布圖來定性分析風(fēng)道內(nèi)空氣的壓力分布。壓力分布圖的繪制方法是取一坐標(biāo)軸,將大氣壓力作為零點(diǎn),標(biāo)出各斷面的全壓和靜壓值,將各點(diǎn)的全壓、靜壓分別連接起來,即可得出。圖中全壓和靜壓的差值即為動(dòng)壓。系統(tǒng)停止工作時(shí),通風(fēng)機(jī)不運(yùn)行,風(fēng)道內(nèi)空氣處于靜止?fàn)顟B(tài),其中任一點(diǎn)的壓力均等于大氣壓力,此時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的靜壓、動(dòng)壓和全壓都等于零。系統(tǒng)工作時(shí),通風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行,空氣以一定的速度開始流動(dòng),此時(shí),空氣在風(fēng)道中流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的能量損失由通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力來克服。圖1.11風(fēng)管壓力分布示意圖從圖中可以看出,在吸風(fēng)口處的全壓和靜壓均比大氣壓力低,入口外和入口處的一部分靜壓降轉(zhuǎn)化為動(dòng)壓,另一部分用于克服入口處產(chǎn)生的局部阻力。在斷面不變的風(fēng)道中,能量的損失時(shí)由摩擦阻力引起的,此時(shí)全壓和靜壓的損失時(shí)相等的,如管段1~2、3~4、5~6、6~6和8~9。在收縮段2~3,沿著空氣的流動(dòng)方向,全壓值和靜壓值都減小了,減小值也不相等,但動(dòng)壓值相應(yīng)增加了。在擴(kuò)張段6~8和突擴(kuò)點(diǎn)6處,動(dòng)壓和全壓都減小了,而靜壓則有所增加,即會(huì)產(chǎn)生所說的靜壓復(fù)得現(xiàn)象。在出風(fēng)口點(diǎn)9處,全壓的損失與出風(fēng)口形狀和流動(dòng)特性有關(guān),由于出風(fēng)口的局部阻力系數(shù)可大于1、等于1或小于1,所以全壓和靜壓變化也會(huì)不一樣。在風(fēng)機(jī)段4~5處可看出,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓即是風(fēng)機(jī)入口和出口處的全壓值,等于風(fēng)道的總阻力損失。1.3.1風(fēng)道水力計(jì)算方法風(fēng)管水力計(jì)算的方法主要有以下三種:(1)等壓損法該方法是以單位長度風(fēng)道有相等的壓力損失為前提條件,在已知總作用壓力的情況下,將總壓力值按干管長度平均分配給各部分,再根據(jù)各部分的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸,該法適用于風(fēng)機(jī)壓頭已定及進(jìn)行分支管路阻力平衡等場合。(2)假定流速法該方法是以技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的空氣流速作為控制指標(biāo),再根據(jù)風(fēng)量來確定風(fēng)管的斷面尺寸和壓力損失,目前常用此法進(jìn)行水力計(jì)算。1.3風(fēng)道的水力計(jì)算(3)靜壓復(fù)得法該方法是利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力,根據(jù)這一原則確定風(fēng)管的斷面尺寸,此法適用于高速風(fēng)道的水力計(jì)算。1.3.2假定流速法計(jì)算方法和步驟(1)繪制系統(tǒng)軸測(cè)示意圖,并對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào),標(biāo)注長度和風(fēng)量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃為一個(gè)計(jì)算管段。(2)確定合理的氣流速度風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對(duì)系統(tǒng)有很大的影響。流速低,阻力小,動(dòng)力消耗少,運(yùn)行費(fèi)用低,但是風(fēng)管斷面尺寸大,消耗材料多,建造費(fèi)用大。反之,流速高,風(fēng)管段面尺寸小,建造費(fèi)用低,但阻力大,運(yùn)行費(fèi)用會(huì)增加,另外還會(huì)加劇管道與設(shè)備的磨損。因此,必須經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來確定合理的流速,表1.2、表1.3列出了不同情況下風(fēng)管內(nèi)空氣流速范圍。(3)由風(fēng)量和流速確定最不利環(huán)路各管段風(fēng)管斷面尺寸,計(jì)算沿程損失、局部損失及總損失。計(jì)算時(shí)應(yīng)首先從最不利環(huán)路開始,即從阻力最大的環(huán)路開始。確定風(fēng)管斷面尺寸時(shí),應(yīng)盡量采用通風(fēng)管道的統(tǒng)一規(guī)格。建筑物類別管道系統(tǒng)的部位風(fēng)速靠近風(fēng)機(jī)處的極限流速自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)輔助建筑吸入空氣的百葉窗0~1.02~410~12吸風(fēng)道1~22~6支管及垂直風(fēng)道0.5~1.52~5水平總風(fēng)道0.5~1.05~8近地面的進(jìn)風(fēng)口0.2~0.50.2~0.5近頂棚的進(jìn)風(fēng)口0.5~1.01~2近頂棚的排風(fēng)口0.5~1.01~2排風(fēng)塔1~1.53~6工業(yè)建筑材料薄鋼板總管6~14支管2~8室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口1.5~3.5室內(nèi)回風(fēng)口2.5~3.5新鮮空氣入口5.5~1.5磚、礦渣、石棉水泥、礦渣混凝土4~122~61.5~3.02.0~3.05~6表1.2工業(yè)管道中常用的空氣流速(m/s)風(fēng)速(m/s)部位低速風(fēng)管高速風(fēng)管推薦風(fēng)速最大風(fēng)速推薦最大居住公共工業(yè)居住公共工業(yè)一般建筑新風(fēng)入口2.52.52.54.04.5635風(fēng)機(jī)入口3.54.05.04.55.06.08.511.5風(fēng)機(jī)出口5~81.5~108~128.51.5~118.5~1412.525主風(fēng)道3.5~4.55~1.56~94~65.5~81.5~1112.530水平支風(fēng)道3.03.0~4.54~53.5~4.04.0~1.55~91022.5垂直支風(fēng)道2.53.0~3.54.03.25~4.04.0~6.05~81022.5送風(fēng)口1~21.5~3.53~4.02.0~3.03.0~5.03~54-表1.3空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速(m/s)(4)并聯(lián)環(huán)路的計(jì)算為保證系統(tǒng)能按要求的流量進(jìn)行分配,并聯(lián)環(huán)路的阻力必須平衡。因受到風(fēng)管斷面尺寸的限制,對(duì)除塵系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路間的壓損差值不宜超過10%,其他通風(fēng)系統(tǒng)不宜超過15%。若超過時(shí)可通過調(diào)整管徑或采用閥門來進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)整后的管徑可按下式確定
mm(1.25)式中——調(diào)整后的管徑,mm;——原設(shè)計(jì)的管徑,mm;——原設(shè)計(jì)的支管阻力,Pa;——要求達(dá)到的支管阻力,Pa。需要指出的是,在設(shè)計(jì)階段不把阻力平衡的問題解決,而一味的依靠閥門開度的調(diào)節(jié),對(duì)多支管的系統(tǒng)平衡來說是很困難的,需反復(fù)調(diào)整測(cè)試。有時(shí)甚至無法達(dá)到預(yù)期風(fēng)量分配,或出現(xiàn)再生噪聲等問題。因此,我們一方面加強(qiáng)風(fēng)管布置方案的合理性,減少阻力平衡的工作量,另一方面要重視在設(shè)計(jì)階段阻力平衡問題的解決。(5)計(jì)算系統(tǒng)的總阻力。(6)選擇風(fēng)機(jī)①根據(jù)輸送氣體性質(zhì)、系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力確定風(fēng)機(jī)的類型。②考慮到設(shè)備、風(fēng)管的漏風(fēng)和阻力損失計(jì)算的不精確,選擇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,風(fēng)壓應(yīng)按下式考慮m3/h(1.26)Pa(1.27)式中——風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,m3/h;——系統(tǒng)總風(fēng)量,m3/h;——風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓,Pa;——系統(tǒng)總阻力,Pa;——風(fēng)量附加系數(shù),除塵系統(tǒng)=1.1~1.5;一般送排風(fēng)系統(tǒng)=1.1;——風(fēng)壓附加系數(shù),除塵系統(tǒng)=1.15~1.20;一般送排風(fēng)系統(tǒng)=1.1~1.15。當(dāng)風(fēng)機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作時(shí),應(yīng)按公式(1.28)、(1.29)對(duì)風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行換算,再以此參數(shù)從風(fēng)機(jī)樣本上選擇風(fēng)機(jī)。(1.28)(1.29)【例1.3】如圖1.12所示的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng),全部采用鋼板制作的圓形風(fēng)管,輸送含有有害氣體的空氣(=1.2m3/kg),氣體溫度味常溫,圓形傘形罩的擴(kuò)張角為60°,合流三通分支管夾角為30°,帶擴(kuò)壓管的傘形風(fēng)帽h/D0=0.5,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?2kPa,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算。圖1.12機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)圖解1.對(duì)管段進(jìn)行編號(hào),標(biāo)注長度和風(fēng)量,如圖示。2.確定各管段氣流速度,查表1.2有:工業(yè)建筑機(jī)械通風(fēng)對(duì)于干管=6~14m/s;對(duì)于支管=2~8m/s。3.確定最不利環(huán)路,本系統(tǒng)①~⑤為最不利環(huán)路。4.根據(jù)各管段風(fēng)量及流速,確定各管段的管徑及比摩阻,計(jì)算沿程損失,應(yīng)首先計(jì)算最不利環(huán)路,然后計(jì)算其余分支環(huán)路。如管段①,根據(jù)=1200m3/h,=6~14m/s查附錄1.2可得出管徑=220mm,=9m/s,=4.5Pa/m查圖1.1有=0.91,則有=0.91×4.5=4.1Pa/m==4.1×13=53.3Pa也可查附錄1.2確定管徑后,利用內(nèi)插法求出:、。同理可查出其余管段的管徑、實(shí)際流速、比磨阻,計(jì)算出沿程損失,具體結(jié)果見表6-4。5.計(jì)算各管段局部損失如管段①,查附錄1.4有:圓形傘形罩?jǐn)U張角60°,=0.09,90°彎頭2個(gè),=0.15×2=0.3,合流三通直管段,見圖1.12。
+≈=30°,查得=0.66,=0.09+0.3+0.66=1.15其余各管段的局部阻力系數(shù)見表1.5。
==1.15×=55.89Pa同理可得出其余管段的局部損失,具體結(jié)果見表1.4。6.計(jì)算各管段的總損失,結(jié)果見表1.4。流量管段長度管徑流速比摩阻比摩阻修正系數(shù)實(shí)際比摩阻局部阻力系數(shù)沿程損失局部損失管段總損失管段編號(hào)(m3/h)(m)(mm)(m/s)(Pa/m)(Pa/m)動(dòng)壓Pd(Pa)(Pa)(Pa)(Pa)備注最不利環(huán)路112001322094.50.914.148.61.1553.355.89109.22210062809.63.90.913.5555.30.8121.344.696142.60.912.46531.0814.6651.2462.0449001140010.630.912.6361.40.330.0320.2250.3549001540010.630.912.6361.40.640.9540.4481.4分支環(huán)路6900920084.10.913.6338.40.0333.561.235.1與①平衡61300920011.99.50.918.6850.6468.354.4132.6與①+②平衡815001020013.0110.9110101.41.26100121.8221.8與①+②+③平衡9900916012.3130.9111.8390.80.03101.42.6109.1阻力平衡表1.4管道水力計(jì)算表表1.5各管段局部阻力系數(shù)統(tǒng)計(jì)表6.檢查并聯(lián)管路阻力損失的不平衡率(1)管段⑥和管段①不平衡率為
調(diào)整管徑取=160mm查附錄1.2,得=160mm,=12.3m/s,=13Pa/m==0.91×13=11.83Pa/m+=0.058m2=0.062m2+≈>mm查附錄1.4,合流三通分支管阻力系數(shù)為-0.21,。阻力計(jì)算結(jié)果見表1.5,=109.1Pa不平衡率為<滿足要求。(2)管段⑦與管段①+②不平衡率為>若將管段⑦調(diào)至=180mm,不平衡率仍然超過,因此采用=200mm,用閥門調(diào)節(jié)。(3)管段⑧與管段①+②+③不平衡率<滿足要求。8.計(jì)算系統(tǒng)總阻力=369Pa9.選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量=1.1×4900=5390m3/h風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Pa,可根據(jù)、查風(fēng)機(jī)樣本選擇風(fēng)機(jī),電動(dòng)機(jī)。1.4.1風(fēng)道布置設(shè)計(jì)原則風(fēng)管布置直接影響通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的總體布置,與工藝、土建、電氣、給排水、消防等專業(yè)關(guān)系密切,應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。(1)布置中應(yīng)使風(fēng)管少占建筑空間并不妨礙生產(chǎn)操作,常沿著墻、柱、樓板屋梁或屋架敷設(shè),安裝在支架或吊架上;(2)除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè),傾斜時(shí)與水平面夾角最好大于45°。如必須水平敷設(shè)或傾角小于30°時(shí),應(yīng)采取措施,如加大流速、設(shè)清潔口等。(3)當(dāng)輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時(shí),應(yīng)有不小于0.005的坡度,并在風(fēng)管的最低點(diǎn)和風(fēng)機(jī)底部設(shè)水封泄液管,注意水封高度應(yīng)滿足各種運(yùn)行情況的要求。1.4風(fēng)道設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題(4)有爆炸危險(xiǎn)廠房的排風(fēng)管道及排除有爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的風(fēng)管,不應(yīng)穿越防火墻,其他風(fēng)管不宜穿過防火墻和不燃性樓板等防火分隔物,如必須穿過時(shí),應(yīng)在穿過處設(shè)防火閥。在防火閥兩側(cè)2m范圍內(nèi)的風(fēng)管及保溫材料,應(yīng)采用不燃材料。風(fēng)管穿過處的縫隙應(yīng)用防火材料封堵。(5)可燃?xì)怏w管道、可燃液體管道和電線、排水管道等,不得穿越風(fēng)管的內(nèi)腔,也不得沿風(fēng)管的外壁敷設(shè)。可燃?xì)怏w管道和可燃?xì)怏w管道,不應(yīng)穿過風(fēng)機(jī)室。(6)風(fēng)管內(nèi)設(shè)有電加熱器時(shí),電加熱器前后各800mm范圍內(nèi)的風(fēng)管和穿過設(shè)有火源等容易起火房間的風(fēng)管及保溫材料均應(yīng)采用不燃材料。(7)風(fēng)管上應(yīng)設(shè)必需的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置(如閥門、壓力表、溫度計(jì)、測(cè)定孔和采樣孔等)或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口,且應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn)。(8)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。(9)對(duì)于排除有害氣體和含有粉塵的通風(fēng)系統(tǒng),其風(fēng)管的排風(fēng)口宜采用錐形風(fēng)帽或防雨風(fēng)帽。1.4.2系統(tǒng)劃分由于建筑物內(nèi)不同的地點(diǎn)有不同的送排風(fēng)要求,或面積較大、送排風(fēng)點(diǎn)較多,為了運(yùn)行管理,常需分設(shè)多個(gè)系統(tǒng),通常一臺(tái)風(fēng)機(jī)與其聯(lián)系在一起的管道及設(shè)備構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)的劃分應(yīng)當(dāng)本著運(yùn)行維護(hù)方便,經(jīng)濟(jì)可靠為主要原則。系統(tǒng)劃分的原則是:(1)空氣處理要求相同或接近、同一生產(chǎn)流程且運(yùn)行班次和時(shí)間相同的,可劃為一個(gè)系統(tǒng)。(2)以下情況需單設(shè)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、爆炸,或形成毒害更大、腐蝕性的混合物或化合物;②兩種有害物質(zhì)混合后易使蒸氣凝結(jié)并積聚粉塵;③放散劇毒的房間和設(shè)備。(3)對(duì)除塵系統(tǒng)還應(yīng)考慮揚(yáng)塵點(diǎn)的距離,粉塵是否回收,不同種粉塵是否可以混合回收,混合后的含塵氣體是否有結(jié)露可能等因素來確定系統(tǒng)劃分。(4)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)。1.4.3風(fēng)道材料、形狀、規(guī)格及設(shè)計(jì)(1)材料風(fēng)管材料要求堅(jiān)固耐用、表面光滑、防腐蝕性好、易于制造和安裝,且不產(chǎn)生表面脫落等特點(diǎn)。常用主要有以下兩大類:金屬薄板①普通薄鋼板具有良好的加工性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,其表面易生銹,應(yīng)刷油漆進(jìn)行防腐。②鍍鋅鋼板由普通鋼板鍍鋅而成,由于表面鍍鋅,可起防銹作用,一般用來制作不受酸霧作用的潮濕環(huán)境中的風(fēng)管。③鋁及鋁合金板加工性能好,耐腐蝕。摩擦?xí)r不宜產(chǎn)生火花,常用于通風(fēng)工程的防爆系統(tǒng)。④不銹鋼板具有耐銹耐酸能力,常用于化工環(huán)境中需耐酸耐腐蝕的通風(fēng)系統(tǒng)。⑤塑料復(fù)合鋼板在普通薄鋼板表面噴上一層0.2~0.4mm厚的塑料層,常用于防塵要求較高的空調(diào)系統(tǒng)和-10~60℃溫度下耐腐蝕系統(tǒng)的風(fēng)管。通風(fēng)工程中常用的鋼板厚度是0.5~4mm非金屬材料①硬聚氯乙烯塑料板適用于有酸性腐蝕作用的通風(fēng)系統(tǒng),具有表面光滑、制作方便等優(yōu)點(diǎn)。但不耐高溫、不耐寒,只適用于0~60℃的空氣環(huán)境,在太陽輻射作用下,易脆裂。②玻璃鋼無機(jī)玻璃鋼管是以中堿玻璃纖維作為增強(qiáng)材料,用十余種無機(jī)材料科學(xué)地配成粘結(jié)劑作為基體,通過一定的成型工藝制作而成。具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、不燃、耐腐蝕、耐高溫、抗冷融等特性。玻璃鋼風(fēng)管與配件的壁厚應(yīng)符合表1.6的規(guī)定。
圓形風(fēng)管直徑或矩形風(fēng)管長邊尺寸壁厚圓形風(fēng)管直徑或矩形風(fēng)管長邊尺寸壁厚≤200250~400500~6001.0~1.51.5~2.02.0~2.5800~10001250~20002.5~3.03.0~3.5表1.6玻璃鋼風(fēng)管與配件的壁厚(mm)(2)形狀、規(guī)格及設(shè)計(jì)風(fēng)管常用斷面形狀有矩形和圓形兩種。
兩者相比,在相同斷面積時(shí)圓形風(fēng)管強(qiáng)度大、阻力小、節(jié)省材料,圓形風(fēng)管直徑較小時(shí)比較容易制造,保溫亦方便,但圓形風(fēng)管管件的放樣、構(gòu)件制作較矩形風(fēng)管困難,布置時(shí)不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合,明裝時(shí)不易布置得美觀。
矩形風(fēng)管在民用建筑、低速風(fēng)管系統(tǒng)方面應(yīng)用更多些。矩形風(fēng)管的寬高比最高可達(dá)8:1,但自1:1到8:1表面積要增加60%。因此設(shè)計(jì)風(fēng)管時(shí),除特殊情況外,寬高比愈接近1愈好,可以節(jié)省動(dòng)力及制造和安裝費(fèi)用,適宜的寬高比在3.0以下。考慮到最大限度的利用板材,加強(qiáng)建筑安裝的工廠化生產(chǎn),在設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)盡量選用國家統(tǒng)一規(guī)格。
1.4.4風(fēng)道閥門通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的閥門主要用于關(guān)閉風(fēng)道、風(fēng)口,調(diào)節(jié)管道內(nèi)空氣量,平衡阻力以及在防排煙中控制火災(zāi)煙氣等使用。風(fēng)閥安裝于風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)道上、主干風(fēng)道上、分支風(fēng)道上或空氣分布器之前等位置。常用的閥門有蝶閥、多葉調(diào)節(jié)閥、插板閥、止回閥、防火閥、排煙防火閥。(1)蝶閥如圖1.13所示,多用于風(fēng)道分支處或空氣分布器前端。轉(zhuǎn)動(dòng)閥板的角度即可改變空氣流量。蝶閥使用較為方便,但嚴(yán)密性較差。圖1.13蝶閥構(gòu)造示意圖(2)調(diào)節(jié)閥如圖1.14所示,一般用于空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)管道中,用來調(diào)節(jié)支管的風(fēng)量。該閥分為手動(dòng)和電動(dòng)兩種,電動(dòng)可以自動(dòng)控制調(diào)節(jié)風(fēng)量與自控系統(tǒng)配套。(a)(b)圖1.14調(diào)節(jié)閥(a)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥;(b)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(3)插板閥如圖1.15所示,多用于風(fēng)機(jī)出口或主干風(fēng)道處作開關(guān)。通過拉動(dòng)手柄來調(diào)整插板的位置即可改變風(fēng)道的空氣流量,其調(diào)節(jié)效果好,但占用空間大。圖1.15插板閥(4)止回閥如圖1.16所示,安裝在空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi),保證在風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí),防止氣流倒流。使用止回閥時(shí)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)大于8m/s。圖1.16止回閥
(5)防火閥如圖1.17所示,是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的安全裝置,保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能立即關(guān)閉,切斷氣流,避免火災(zāi)從風(fēng)道中傳播蔓延。防火閥其關(guān)閉方式采用溫感易熔件,易熔件熔斷點(diǎn)60℃。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),氣溫升高,達(dá)到熔點(diǎn),易熔片熔化斷開,閥板自行關(guān)閉,將系統(tǒng)氣流切斷。圖1.17防火閥(6)排煙防火閥如圖1.18所示,由閥體、排煙閥操作器、280℃溫感裝置、開啟彈簧和關(guān)閉彈簧等部分組成。一般安裝在排煙管道上,平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài),手動(dòng)開啟或接到消防中心信號(hào)依靠開啟彈簧閥門開啟進(jìn)行排煙,一旦排煙管中溫度達(dá)到280℃時(shí),280℃溫感裝置動(dòng)作,依靠關(guān)閉彈簧將閥門關(guān)閉起防火作用。圖1.18排煙防火閥1.4.5風(fēng)道保溫在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中,為提高冷、熱量的利用率,避免不必要的冷、熱損失,保證通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),應(yīng)對(duì)通風(fēng)空調(diào)風(fēng)道進(jìn)行保溫。此外,當(dāng)風(fēng)道送冷風(fēng)時(shí),其表面溫度可能低于或等于周圍空氣的露點(diǎn)溫度,使其表面結(jié)露,加速傳熱,同時(shí)也對(duì)風(fēng)道造成一定腐蝕,基于此也應(yīng)對(duì)風(fēng)道進(jìn)行保溫。保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料(通常為阻燃型)、超細(xì)玻璃棉、玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和石板等,導(dǎo)熱系數(shù)大都在0.12W/(m·℃)以內(nèi),保溫風(fēng)管的傳熱系數(shù)一般控制在1.84W/(m·℃)以內(nèi)。通常保溫結(jié)構(gòu)有四層:(1)防腐層:涂防腐漆或?yàn)r青;(2)保溫層:粘貼、捆扎、用保溫釘固定;(3)防潮層:包塑料布、油毛氈、鋁箔或刷瀝青,以防潮濕空氣或水分進(jìn)入保溫層內(nèi),破壞保溫層或在其內(nèi)部結(jié)露,降低保溫效果;(4)保護(hù)層:室內(nèi)可用玻璃布、塑料布、木版、聚合板等作保護(hù),室外管道應(yīng)用鍍鋅鐵皮或鐵絲網(wǎng)水泥作保護(hù)。1.4.6通風(fēng)系統(tǒng)的防火防爆(1)通風(fēng)系統(tǒng)防火通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),風(fēng)道是極易傳播煙氣,使煙氣從著火區(qū)蔓延到非著火區(qū),甚至到安全疏散通道,因此在工程設(shè)計(jì)時(shí)要采取以下可靠的防火措施。①垂直排風(fēng)管道應(yīng)采取防止回流的措施。如廚房、浴室和廁所的排風(fēng)管與豎井風(fēng)道連接時(shí),可在支管上安裝止回閥;②必要部位設(shè)置防火閥。如風(fēng)道穿越防火分區(qū)的隔板或樓板、穿越通風(fēng)空調(diào)機(jī)房及重要的房間隔墻處、穿越變形縫處風(fēng)管的兩側(cè);③嚴(yán)格選取設(shè)備及風(fēng)管材料。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備及風(fēng)管應(yīng)采用不燃材料制成,管道和設(shè)備的保溫材料、消聲材料和膠黏劑應(yīng)為不燃材料或難燃材料,風(fēng)道內(nèi)設(shè)有電加熱器時(shí),風(fēng)機(jī)應(yīng)與電加熱器聯(lián)鎖,電加熱器應(yīng)設(shè)無風(fēng)斷電保護(hù)裝置;④合理布置通風(fēng)系統(tǒng)。盡量使風(fēng)道不穿越防火分區(qū),通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)豎向不宜超過五層。(2)通風(fēng)系統(tǒng)防爆通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸是因?yàn)榭諝庵械目扇嘉锖窟_(dá)到了爆炸濃度極限,同時(shí)遇到電火花、金屬碰撞引起的火花或其他火源而造成的。因此,在設(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空氣含有易燃、易爆物質(zhì)的房間,為了防止風(fēng)機(jī)停機(jī)后,易燃、易爆物質(zhì)從風(fēng)管倒流,引起燃燒爆
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