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通风除尘管网的设计计算 第六章 第六章：通风除尘管网设计计算 通风管道计算有两个基本的任务： 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘系统所需的风机性能; 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计的合理与否直接影响系统的投资费用和运行费用。 一. 管道压力计算 (一) 管道的阻力计算 管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力. 摩擦阻力由空气的粘性力及空气与管壁之间的摩擦作用产生, 它发生在整个管道的沿程上, 因此也称为沿程阻力。 第六章：通风除尘管网设计计算 管道的阻力计算 局部阻力则是空气通过管道的转弯, 断面变化, 连接部件等处时, 由于涡流、冲击作用产生的能量损失. 1. 摩擦阻力 管道的摩擦阻力采用下式计算: ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2 式中ΔPm----摩擦阻力, Pa; λ----摩擦阻力系数, 其值与流态有关; L----管道长度, m; 第六章：通风除尘管网设计计算 管道的阻力计算 1. 摩擦阻力 管道的摩擦阻力采用下式计算: ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2 式中ΔPm----摩擦阻力, Pa; λ----摩擦阻力系数, 其值与流态有关; L----管道长度, m; ρ----空气密度, Kg/m3; U----管内平均流速, m/s; De----风管的当量直径, m. 第六章：通风除尘管网设计计算 当量直径： De= 4·f/P 式中f----管道的断面积, m2; P----管道的周长, m. 对于圆管, 当量直径即为管道的直径. 对于矩形管, 通常采用两种当量直径,即流速当量直径和流量当量直径. 流速当量直径是假设当量管道的流速与矩形管的流速相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流速当量直径为: De=2ab/(a+b) a,b为矩形管断面的长, 宽边尺寸. 第六章：通风除尘管网设计计算 流量当量直径是假设等效圆管的流量与矩形管的流量相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流量当量直径为: 实际计算中多采用流速当量直径. 在实际设计计算中, 一般将上述摩擦阻力计算式作一定的变换, 使其变为更直观的表达式. 目前有如下两种变换方式: 第六章：通风除尘管网设计计算 (1) 比摩阻法: 令 Rm=(λ/De)·ρU2/2 称Rm为比摩阻, Pa/m, 其意义是单位长度管道的摩擦阻力. 这样摩擦阻力计算式则变换成下列表达式: ΔPm=Rm·L 为了便于工程设计计算, 人们对Rm的确定已作出了线解图, 设计时只需根据管内风量、管径和管壁粗糙度由线解图上即可查出Rm值, 这样就很容易由上式算出摩擦阻力. 第六章：通风除尘管网设计计算 (2) 综合摩擦阻力系数法: 管内风速U=L/f, L为管内风量, f为管道断面积. 将U代入摩擦阻力计算式ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2后, 令 Km=λ·(L/De)·ρ/2f2 则摩擦阻力计算式变换为下列表达式: ΔPm=Km·L2 称Km为综合摩擦阻力系数, N·S2/m8. 采用 ΔPm=Km·L2 计算式更便于管道系统的分析及风机的选择, 因此在管网系统运行分析与调节计算时, 多采用该计算式. 第六章：通风除尘管网设计计算 管道摩擦阻力受多种因素的影响, 在设计计算时应考虑这些因素. 主要影响因素有: 管壁的粗糙度和空气温度. 粗糙度越大, 摩擦阻力系数λ值越大, 摩擦阻力越大. 温度影响空气密度和粘度, 因而影响比摩阻Rm. 温度上升, 比摩阻Rm下降. 线解图上查得的Rm是20℃时的数值, 实际计算应根据具体温度进行修正. 第六章：通风除尘管网设计计算 2. 局部阻力 局部阻力计算式为: Z=ξ·ρU2/2 Pa 其中ξ为局部阻力系数, 根据不同的构件查表获得. 在通风除尘管网中, 连接部件很多, 因此局部阻力较大, 为了减少系统运行的能耗, 在设计管网系统时, 应尽可能降低管网的局部阻力. 降低管网的局部阻力可采取以下措施: (1) 避免风管断面的突然变化; 第六章：通风除尘管网设计计算 2. 局部阻力 (2) 减少风管的转弯数量, 尽可能增大转弯半径; (3) 三通汇流要防止出现引射现象, 尽可能做到各分支管内流速相等. 分支管道中心线夹角要尽可能小, 一般要求不大于30°; (4) 降低排风口的出口流速, 减少出口的动压损失; (5) 通风系统各部件及设备之间的连接要合理, 风管布置要合理. 第六章：通风除尘管网设计计算 (