《流體輸配管網(wǎng)》氣體流動(dòng)及其網(wǎng)路-課件

流體輸配管網(wǎng)

1ppt課件第6章氣體流動(dòng)及其網(wǎng)路2ppt課件6.1通風(fēng)空調(diào)管路

3ppt課件6.1.1氣體輸配管網(wǎng)型式與裝置

6.1.1.1通風(fēng)空調(diào)工程的空氣輸配管網(wǎng)型式

通風(fēng)工程的主要任務(wù)是控制室內(nèi)污染物和維持室內(nèi)溫濕度，保證良好的空氣品質(zhì)，并保護(hù)大氣環(huán)境。

通風(fēng)工程通過(guò)室內(nèi)外空氣交換，排除室內(nèi)的污染空氣，將清潔的、具有一定溫濕度（焓或能量）的空氣送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣污染物濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生要求。

室內(nèi)外空氣交換主要由空氣輸配管網(wǎng)——風(fēng)管系統(tǒng)承擔(dān)。

4ppt課件通風(fēng)工程的風(fēng)管系統(tǒng)分為兩類(lèi)：排風(fēng)系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)。

排風(fēng)系統(tǒng)的基本功能是排除室內(nèi)的污染空氣。如圖6-1。

送風(fēng)系統(tǒng)的基本功能是將清潔空氣送入室內(nèi)。如圖6-2。

5ppt課件圖6-1排風(fēng)系統(tǒng)圖6-2送風(fēng)系統(tǒng)1-排風(fēng)罩；2-風(fēng)管；3-凈化設(shè)備1-新風(fēng)口；2-進(jìn)氣處理設(shè)備；3-風(fēng)機(jī)4-風(fēng)機(jī)；5-風(fēng)帽4-風(fēng)管；5-送風(fēng)口6ppt課件空調(diào)工程除了承擔(dān)通風(fēng)工程的主要任務(wù)外，增加了新的任務(wù)，即不論室外氣象條件怎樣變化，都要維持室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性，或使室內(nèi)熱環(huán)境滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。因此空調(diào)系統(tǒng)具有兩個(gè)基本功能，控制室內(nèi)空氣污染物濃度和熱環(huán)境質(zhì)量。

在技術(shù)上，可由兩個(gè)系統(tǒng)分別承擔(dān)。一個(gè)是控制室內(nèi)污染物濃度的新風(fēng)（清潔的室外空氣）系統(tǒng)，即通風(fēng)工程種的新風(fēng)系統(tǒng)；另一個(gè)是控制室內(nèi)熱環(huán)境的系統(tǒng)，例如降溫或采暖的冷熱水系統(tǒng)。

技術(shù)上也可由送風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)承擔(dān)控制室內(nèi)空氣污染物濃度和熱環(huán)境質(zhì)量?jī)蓚€(gè)任務(wù)。

7ppt課件圖6-3空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)

1-新風(fēng)口；2-空調(diào)機(jī)；3-風(fēng)機(jī)；4-送風(fēng)管；5-送風(fēng)口6-回風(fēng)口；7、8-回風(fēng)管；9-排風(fēng)管；10-排風(fēng)口8ppt課件

如圖6-3稱(chēng)為一次回風(fēng)。

其它幾種常用的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)有二次回風(fēng)系統(tǒng)﹑雙風(fēng)道系統(tǒng)﹑變風(fēng)量系統(tǒng)、定風(fēng)量系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)。

9ppt課件6.1.1.2通風(fēng)空調(diào)工程空氣輸配管網(wǎng)的裝置及管件

通風(fēng)空調(diào)工程中空氣輸配管網(wǎng)的裝置及管件有風(fēng)口﹑風(fēng)閥﹑三通﹑彎頭﹑變徑（形）管、空氣處理設(shè)備等。10ppt課件6.1.2通風(fēng)管道阻力計(jì)算

6.1.2.1通風(fēng)管道的種類(lèi)及風(fēng)管材料

通風(fēng)管道常采用的斷面形式有圓形及矩形。民用建筑為了與建筑結(jié)構(gòu)相配合多采用矩形的。工業(yè)廠房的送排風(fēng)系統(tǒng)的管道多采用圓形的。11ppt課件6.1.2.2一般通風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)速

可按表6-2選用。

12ppt課件6.1.2.3通風(fēng)管道阻力計(jì)算

通風(fēng)管道內(nèi)空氣流動(dòng)阻力由摩擦阻力和局部阻力兩部分組成的。

1．摩擦阻力

空氣沿著斷面不變的直管段中流動(dòng)所引起的能量損失稱(chēng)為摩擦阻力。單位長(zhǎng)度管段所產(chǎn)生的摩擦阻力稱(chēng)為單位摩擦阻力，通常也稱(chēng)為摩阻，單位為Pa/m。

對(duì)于圓形通風(fēng)管道的單位摩擦阻力，可按下式計(jì)算：13ppt課件圖6-4薄鋼板風(fēng)管的比摩阻線(xiàn)解圖14ppt課件圖6-5風(fēng)道粗糙度的修正系數(shù)15ppt課件

2．局部阻力

通風(fēng)管道是由各種不變斷面的直管段和許多局部構(gòu)件所組成的。局部構(gòu)件種類(lèi)較多，如彎頭，漸擴(kuò)管和漸縮管，三通管，調(diào)節(jié)閥以及各種送、回風(fēng)口等?？諝饬鬟^(guò)這些局部構(gòu)件所產(chǎn)生的集中能量損失即為局部阻力。

局部阻力可按下式計(jì)算：16ppt課件3．通風(fēng)管道全部阻力

通風(fēng)管道的全部阻力等于各管段的摩擦阻力和局部阻力之和。即：

17ppt課件4．通風(fēng)管道的計(jì)算

風(fēng)道計(jì)算的目的主要是根據(jù)輸送的空氣量來(lái)確定風(fēng)道斷面尺寸和選擇合理的局部構(gòu)件，計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力，然后選擇合適的通風(fēng)機(jī)。

通風(fēng)管道的計(jì)算方法很多，只介紹假定速度法。

一般通風(fēng)管道計(jì)算可按以下步驟進(jìn)行。

①根據(jù)風(fēng)管平剖面布置圖繪制出通風(fēng)管道系統(tǒng)圖，標(biāo)出設(shè)備及局部管件的位置。以及道斷面和流量不變?yōu)樵瓌t把通風(fēng)管道系統(tǒng)分成若干個(gè)單獨(dú)管段，并編號(hào)，標(biāo)出各管段的長(zhǎng)度（一般以?xún)晒芗行木€(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算）和風(fēng)量。18ppt課件②選擇風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（見(jiàn)表6-2）確定風(fēng)管斷面。

③根據(jù)各管段的風(fēng)量和所確定的風(fēng)管斷面尺寸計(jì)算最不利環(huán)路（一般是部件最多，管道最長(zhǎng)，風(fēng)量較大的環(huán)路）的摩擦阻力和局部阻力。

④并聯(lián)風(fēng)管阻力計(jì)算，要求各并聯(lián)支管段之間的阻力差值，一般送排風(fēng)系統(tǒng)不大于15%。當(dāng)不可能通過(guò)改變分支管道斷面尺寸來(lái)達(dá)到阻力平衡要求時(shí)，則可利用風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

⑤最后求得所設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力。通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力除通風(fēng)管道的全部阻力外，還應(yīng)當(dāng)包括空氣通過(guò)設(shè)備（如空氣處理及凈化設(shè)備等）阻力。19ppt課件【例6-3】有一排風(fēng)系統(tǒng)，如圖6-7。全部為鋼板制作的圓形風(fēng)道，各管段的風(fēng)量和長(zhǎng)度均注于圖中，矩形傘形排風(fēng)罩的擴(kuò)散角分別為30°、60°，吸入三通分支管的夾角設(shè)計(jì)為30°，系統(tǒng)排出空氣的平均溫度為30°，試確定此系統(tǒng)的風(fēng)道斷面及系統(tǒng)的阻力。

20ppt課件圖6-721ppt課件6.1.3均勻送風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算

6.1.3.1均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理

空氣在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其靜壓垂直作用于管壁。如果在風(fēng)管的側(cè)壁開(kāi)孔，由于孔口內(nèi)外存在靜壓差，空氣會(huì)按垂直于管壁的方向從孔口流出。靜壓差產(chǎn)生的流速為：空氣在風(fēng)管內(nèi)的流速為：22ppt課件孔口出流方向：

孔口出流與風(fēng)管軸線(xiàn)間的夾角α（出流角）孔口實(shí)際流速：

孔口流出風(fēng)量：

qV

0＝3600μf

23ppt課件圖6-8側(cè)孔出流狀態(tài)圖

圖6-9從條縫口吹出和吸入的速度分布24ppt課件要實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)，可采取以下措施：

①送風(fēng)管斷面積F和孔口面積f0不變時(shí)，管內(nèi)靜壓會(huì)不斷增大，可根據(jù)靜壓變化，在孔口設(shè)置不同的阻體，使不同的孔口具有不同的阻力。

②孔口面積f0和μ值不變時(shí)，可采用錐形風(fēng)管改變送風(fēng)管斷面積，使管內(nèi)靜壓基本保持不變。

③送風(fēng)管斷面積F及孔口μ值不變時(shí)，可根據(jù)管內(nèi)靜壓變化，改變孔口面積f0。

④增大送風(fēng)管斷面積F，減小孔口面積f0。25ppt課件圖6-10實(shí)現(xiàn)均勻送（排）風(fēng)的方式26ppt課件6.1.3.2實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件

①保持各側(cè)孔靜壓相等

②保持各側(cè)孔流量系數(shù)相等

③增大出流角α27ppt課件6.1.3.3側(cè)孔送風(fēng)時(shí)的通路（直通部分）局部阻力系數(shù)和側(cè)孔局部阻力系數(shù)（或流量系數(shù)）

通常把側(cè)孔送風(fēng)的均勻送風(fēng)管看作是支管長(zhǎng)度為零的三通，當(dāng)空氣從側(cè)孔送出時(shí)，產(chǎn)生兩部分局部阻力，即直通部分的局部阻力和側(cè)孔流出時(shí)的局部阻力。28ppt課件【例6-7】如圖6-13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)孔送風(fēng)，孔間距為1.5m。試確定其孔口面積、各斷面直徑及總阻力。

圖6-13均勻送風(fēng)管道29ppt課件6.2氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

30ppt課件6.2.1氣固兩相流的特征

氣力輸送是一種利用氣流輸送物料的輸送方式。當(dāng)管道中的氣流遇到物料的阻礙時(shí)，其動(dòng)壓將轉(zhuǎn)化成靜壓，推動(dòng)物料在管內(nèi)輸送。

31ppt課件氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的基本順序如下：

①根據(jù)工藝要求確定輸料量（生產(chǎn)率）：

②根據(jù)物料性質(zhì)和輸送條件，確定氣力輸送方式和主要部件、設(shè)備的型式；

③布置管路，繪制系統(tǒng)圖；

④根據(jù)物料性質(zhì)、氣力輸送方式等確定料氣比（混合比）、輸送風(fēng)速；

⑤計(jì)算輸送風(fēng)量，確定管徑和主要設(shè)備；

⑥計(jì)算系統(tǒng)的壓力損失；

⑦選擇風(fēng)機(jī)。32ppt課件在氣力輸送系統(tǒng)中，固體物料和氣體介質(zhì)在管道內(nèi)形成兩相流動(dòng)，影響氣力輸送技術(shù)經(jīng)流性能的因素：

1.物料的懸浮速度

2.兩相流中物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

3．兩相流的阻力特征33ppt課件6.2.2氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

1.輸送風(fēng)速

2.物料速度和速比

3.料氣比34ppt課件6.2.3氣力輸送系統(tǒng)的阻力計(jì)算

1.喉管或吸嘴的阻力2.空氣和物料加速阻力3.物料的懸浮阻力4.物料的提升阻力35ppt課件5.輸料管的摩擦阻力

輸料管的摩擦阻力包括氣流的阻力和物料顆粒引起的附加阻力兩部分。

氣流的阻力物料顆粒引起的阻力6.彎管阻力7.分離器阻力8.其他部件的阻力

36ppt課件[例6-8]某廠鑄造車(chē)間決定采用低壓吸送式氣力送砂，其系統(tǒng)圖6-16所示。要求輸料量（新砂）qml=11000kg/h（3.05kg/s），已知物料密度=2650kg/m3，輸料管傾角70o，車(chē)間內(nèi)空氣溫度22℃。下面通過(guò)計(jì)算確定該系統(tǒng)的管徑、設(shè)備規(guī)格和阻力。

37ppt課件圖6-16低壓吸送式氣力送砂系統(tǒng)圖38ppt課件9.氣力輸送系統(tǒng)的管道布置

①布置生產(chǎn)工藝時(shí)，要為氣力輸送創(chuàng)造條件，盡量縮小輸送距離和提升速度；

②管路盡量簡(jiǎn)單，避免支路叉道；

③減少?gòu)澒軘?shù)量，采用較大的曲率半徑；

④避免管道由水平彎向垂直，以降低阻力，減少局部磨損，防止物料沉積。

⑤喉管后的直管長(zhǎng)度應(yīng)小于（15～20）d，使物料順利加速。39ppt課件6.3燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算基礎(chǔ)

40ppt課件6．3．1水力計(jì)算基本公式

1．對(duì)于高中壓燃?xì)夤艿?/p>

2．對(duì)于低壓管道41ppt課件6．3．2摩阻系數(shù)λ-

摩阻系數(shù)λ值的確定與燃?xì)夤艿赖牟牧希ü鼙诖植诙龋?、管道連接方式和燃?xì)庠诠艿纼?nèi)的流動(dòng)情況等因素有關(guān)。

確定摩阻系數(shù)λ一般用雷諾數(shù)Re來(lái)判定。42ppt課件6．3．4燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖圖6-17高壓燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖43ppt課件圖6-18中壓燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖

44ppt課件圖6-19低壓燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖

45ppt課件圖6-20戶(hù)內(nèi)人工燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖

（ρ0=1kg/m3，0=25×10-6m2/s）46ppt課件6．3．6局部阻力

燃?xì)庠诠艿纼?nèi)流動(dòng)，除了克服長(zhǎng)度阻力而消耗能量外，管道中的配件，如彎頭、三通、閥門(mén)等也需要消耗一部分能量。因?yàn)檫@部分能量消耗于管道部件的局部處，所以稱(chēng)為局部阻力。

消耗在局部阻力的壓力損失，可用下式求得：47ppt課件6．3．8管道的當(dāng)量管徑和當(dāng)量長(zhǎng)度

1．低壓管當(dāng)量管徑的換算

2．低壓管當(dāng)量長(zhǎng)度的計(jì)算

3．高、中壓管道當(dāng)量管徑和當(dāng)量長(zhǎng)度的計(jì)算48ppt課件6．3．9燃?xì)夤艿揽倝毫蛪毫捣峙?/p>

1．低壓管網(wǎng)允許壓力降的選擇

2．高、中壓管網(wǎng)的壓力降選擇49ppt課件6．3．10管道計(jì)算

1．高中壓干管計(jì)算

（1）單根管道的計(jì)算，高壓干管與中壓干管的設(shè)計(jì)程序相同。一般設(shè)計(jì)程序包括下列內(nèi)容：

①己知輸送的燃?xì)饬髁?，管道長(zhǎng)度，始、終點(diǎn)壓力，進(jìn)行管徑計(jì)算；

②己知管徑，管道長(zhǎng)度，始、終點(diǎn)壓力，進(jìn)行通過(guò)能力的計(jì)算；

③己知輸送的燃?xì)饬髁?、管道長(zhǎng)、管徑、起點(diǎn)或終點(diǎn)壓力，進(jìn)行終點(diǎn)或始點(diǎn)壓力的計(jì)算。50ppt課件[例6-9]如圖6-23所示，A為燃?xì)鈴S，B、C、D為沿途輸出，AB點(diǎn)距離為3公里；BC點(diǎn)距離為2km，CD點(diǎn)距離為2.