通风管道系统的设计计算 PPT课件

第8章通风管道系统的设计计算 8 1风管内气体流动的流态和阻力8 1 1两种流态及其判别分析8 1 2风管内空气流动的阻力 8 2风管内的压力分布8 2 1动压 静压和全压8 2 2风管内空气压力的分布 8 3通风管道的设计计算8 3 1风道设计的内容及原则8 3 2风道设计的方法8 3 3风道设计的步骤 8 4均匀送风管道设计计算8 4 1均匀送风管道的设计原理8 4 2均匀送风管道的计算 8 5通风管道设计中的常见问题及其处理措施8 5 1系统划分8 5 2风管的布置 选型及保温与防腐8 5 3进排风口布置8 5 4防爆及防火 管道作用 连接输送 设计目标 在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下 合理地组织空气流动 使系统的初投资和日常运行维护费用最优 设计内容 风管及其部件的布置 管径的确定 管内气体流动损耗能量计算 风机和电动机功率的选择 室外大气 流态 8 1风管内气体流动的流态和阻力 光滑区 紊流过渡区 紊流 层流 过渡区 粗糙区 阻力平方区 通风空调系统流体多数处于紊流过渡区 沿程阻力 局部阻力 圆管 矩形管 Rm线算图 柯氏公式 先计算当量直径 再用圆管的方法计算 局部阻力系数 实验确定 见附录5 选值注意管件形状及相应的气流速度 阻力 8 2风管内压力分布 伯努利方程 风管内空气压力分布 风管内空气压力分布 8 3通风管道设计计算 设计计算方法 压损平均法 将已知总作用压头按干管长度平均分配给每一管段 再根据每一管段的风量和分配到的风压确定风管断面尺寸 静压复得法 利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力 确定风管的断面尺寸 假定流速法 先按技术经济要求选定流速 再根据风量确定风管的断面尺寸和阻力 假定流速法设计步骤 1 绘制通风系统轴测图 对各管段编号 标注长度和风量 说明 编号 由远而近顺序编号 长度 按两管件中心线长度计算 不扣除管件本身长度 2 确定合理的空气流速 3 确定各管段断面尺寸 计算最不利环路的能量损失 说明 最不利环路即阻力最大的环路 管道断面尺寸应采用标准规格 确定后 查比摩阻图按实际流速计算损失 袋式除尘器和静电除尘器后风管内的风量应把漏风量和反吹风量计入 除尘器漏风量不大于5 阻力平衡法 三通支管不调 在支管上增设渐缩 扩管 增大阻力小支管风量 两支管阻力 20 时用会增大后面干管和风机的流量和阻力 增加支管局损 需反复调节使各支管风量达到设计要求 改变阀门开度增加阀门个数 假定流速法设计步骤 4 并联管路的阻力平衡 使各送 排风点达到预期的风量 说明 阻力不平衡率 一般通风系统 15 除尘系统 10 调整支管管径 5 计算系统的总阻力 包括系统设备阻力在内 6 选风机 假定流速法设计步骤 说明 选风机不仅要考虑风量和阻力 还要考虑输送气体性质 风机在非标准状态下工作 风量 风压及电动机功率需换算成标准状况参数后 再从风机样本上选取 假定流速法设计步骤 例题 一除尘系统 风管用钢板制作 输送含有铁矿粉尘的空气 气体温度为常温 该系统采用矩形伞形排风罩 CLS 800型水膜除尘器 其进口尺寸为318mm 552mm 除尘器阻力 pc 900Pa 对该系统进行水力计算 确定风管断面尺寸和阻力 并选风机 8 4均匀送风管道设计计算 定义 均匀送风是把等量的空气经由风道侧壁 开有条缝 孔口或短管 均匀的输送到各个空间的送风方式 优点 1 可使送风房间空气分布均匀2 制作简单 材料节约 适用 通风 空调 冷库 烘房及气幕 8 4 1均匀送风管道的设计原理 静压差产生的流速 动压差产生的流速 实际流速 风管内的轴向流速 方向 出流角 实际流速与风管轴向的夹角 孔口f0平均流速 孔口f0流量 按f0计算 断面不变的矩形送 排风管 采用条缝形风口送 排风 不采用均匀送 排风 风口上的风速分布 送风 任意1 2断面能量方程 pj1 pd1 pj2 pd2 pm1 2 pz1 2 qv不断 风管断面面积F不变 vd2 pd2 p pj2 vj2 合速v方向向vj偏 且变大 8 4 2实现均匀送风的措施 分析 不采用均匀送 排风 风口上的风速分布 送风 排风 2 1 排风 任意1 2断面能量方程 pj1 pd1 pj2 pd2 pm1 2 pz1 2 qv不断 风管断面面积F不变 vd2 pd2 p pj2 vj2 合速v方向向vd偏 且变大 分析 改变孔口流量系数 采用锥形风管改变送风管断面面积F 改变进口面积f0 f0 F 0 4近似认为均匀 条缝形风口 措施 基本要求 各侧孔或短管的出流风量相等 出口气流尽量垂直侧壁 即出流角 接近90 否则尽管风量相等也不会均匀 8 4 3实现均匀送风的基本条件 a qv0相等 即pj及 相等 f0不变 侧孔静压相等条件 pj1 pd1 pj2 pd2 pm1 2 pz1 2 pj1 pj2 pd1 pd2 pm1 2 pz1 2 两侧孔静压相等的条件是两侧孔间的动压降 pd 两侧孔间的压力损失 pm1 2 pz1 2 流量系数 孔口相对流量 qv0 qv 60 0 1 0 5的范围 对于锐边的孔口可近似认为 0 6 常数 各侧孔流量系数 相等 b 据文献 第一侧孔 60 pj pd 3 0 即vj vd 1 73 可使 向着风道末端逐渐增大 比值愈小 出流就会向风管末端偏斜 难于达到均匀送风的目的 pj pd增大 使出流角 增大 孔口处装置垂直于侧壁的挡板 或把孔口改成短管 侧孔气流出流方向与送风均匀性 确定侧孔的个数 间距 面积f0及出风量qv0 确定风管断面尺寸F和风管阻力 p 设计内容 8 4 4均匀送风管道的计算 步骤 确定侧孔个数 间距及每个侧孔的送风量 计算侧孔面积f0 侧孔静压流速vj 计算送风管道直径D1 按vj vd 1 73 设定vd1计算D1 计算管道阻力 pm1 2 Rm1 2l1 2 qv1 2 qv1 qv0 D 以D1为近似平均直径 pz1 2 pd1 Rm1 2 qv0 qv1 表8 7 pd1 vd1 2 2 计算D2 1 2能量方程 D2 依此类推 重复 求 p2 3及D3等 断面1处具有的全压为均匀送风管道的总阻力 1 理解风管内气体流动阻力2 掌握通风管道的水利计算3 掌握均匀管道的水利计算 本章要求 Rm线算图 使用方法 已知任意两参数 可求出其他两参数 流量Q 管径D 流速v 比摩阻Rm 使用条件 1 值为紊流过渡区 2 B0 101 325kPa t0 20 0 1 204kg m3 0 15 06 10 6m2 s K0 0 15mm实际条件与此不符 则需修正3 圆形钢制风管 修正 1 0 0 温度和大气压力修正曲线 公式法 查图法 修正 2 t t0 B B0 修正 3 K K0 公式法 查表法 当量直径 与矩形风管有相同Rm的圆形风管直径 流速当量直径 定义 流量当量直径 定义 使用Dv时 用v查Rm使用DL时 用qv查Rm 注意 减小 渐扩管和渐缩管 三通 措施 问题 合流三通局部阻力系数常出现负值 为什么 减小 弯管 措施 管道进出口 管道和风机的连接 减小 措施 例题1 兰州市某厂一通风系统 风管用薄钢板制作 已知qv 3600m3 h 1m3 s 管内空气流速v 12m s 空气温度t 100 求风管的管径和单位长度摩擦阻力 例题2 有一表面光滑的砖砌风管 K 3mm 断面尺寸为500 400mm 流量qv 1m3 s 3600m3