5通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算解析

1、1,第五章 通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算,通風(fēng)管道是通風(fēng)除塵和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分。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)。應(yīng)與排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)、除塵器和通風(fēng)機(jī)的選型等一起進(jìn)行全面考慮，它直接影響到通風(fēng)除塵和空調(diào)系統(tǒng)的使用效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。,2,主要內(nèi)容包括：風(fēng)管的布置、管徑的確定、管內(nèi)氣體流動(dòng)時(shí)能量消耗的估算以及為保護(hù)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行所必須采用的風(fēng)管附件的設(shè)置等。本章主要闡述通風(fēng)管

2、道的設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法。5．1 風(fēng)管內(nèi)空氣流動(dòng)的阻力5．2 管道系統(tǒng)的壓力分布 5．3 通風(fēng)除塵管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5．4 通風(fēng)管道的布置及部件 5．5 均勻送風(fēng)與均勻吸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算,3,5．1 風(fēng)管內(nèi)空氣流動(dòng)的阻力,摩擦阻力：是由于空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的沿程能量損失，稱(chēng)為或沿程阻力；局部阻力：是空氣流經(jīng)風(fēng)管中的管件及設(shè)備時(shí)，由于流速的大小和方向變化以及產(chǎn)生渦流造成比較集中的能量損失。,4,

3、5．1．1 摩擦阻力,根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在橫斷面形狀不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力按下式計(jì)算：,,λ——摩擦阻力系數(shù)； u ——風(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速，m／s；ρ——空氣的密度，kg／m3； l ——風(fēng)管長(zhǎng)度，m； Rs ——風(fēng)管的水力半徑，m；即,,5,f ——管道中充滿(mǎn)流體部分的橫斷面積，m2；P ——濕周長(zhǎng)，即為風(fēng)管的周長(zhǎng)，m；對(duì)于圓形風(fēng)管，摩擦阻力計(jì)算公式可改寫(xiě)為：,圓形風(fēng)管單位長(zhǎng)度的摩擦阻力（又稱(chēng)比摩阻）為：,D

4、——圓形風(fēng)管直徑，m。得圓形風(fēng)管的摩擦阻力為,,6,摩擦阻力系數(shù)λ與空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)和風(fēng)管管壁的相對(duì)粗糙度有關(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(guò)渡區(qū)。計(jì)算過(guò)渡區(qū)摩擦阻力系數(shù)的公式很多，目前得到較廣泛采用的公式為：,,式中 K ——風(fēng)管內(nèi)壁粗糙度， mm； D ——風(fēng)管直徑， mm。,7,進(jìn)行通風(fēng)管道設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免煩瑣的計(jì)算，可根據(jù)公式制成各種形

5、式的計(jì)算表或線解圖。圖5-1所示的線解圖，可供計(jì)算管道阻力時(shí)使用。只要已知流量、管徑、流速、阻力四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)，即可利用該圖求得其余的兩個(gè)參數(shù)。,,,8,線解圖是按過(guò)渡區(qū)的λ值，在大氣壓力B0＝101.3kPa、溫度t0＝20℃、空氣密度ρ0=1.204 kg／m3、運(yùn)動(dòng)粘度ν0＝15.06×l0-6 m2／s、管壁粗糙度K＝0.15mm、圓形風(fēng)管等條件下得出的。當(dāng)實(shí)際使用條件與上述條件不相符時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。

6、,,圖5-1 通風(fēng)管道單位長(zhǎng)度摩擦阻力線解圖,9,（1）密度和粘度的修正,,（2）空氣溫度和大氣壓力的修正,,溫度修正系數(shù),,,大氣壓力修正系數(shù),,10,Kt和KB可直接由圖5-2查得。從圖5-2可以看出，在t=0～100℃的范圍內(nèi)，可近似把溫度和壓力的影響看作是直線關(guān)系。,,圖5-2 溫度與大氣壓的修正系數(shù),11,(3)管壁粗糙度的修正,摩擦阻力系數(shù)λ值不僅與雷諾數(shù)Re有關(guān)，還與管壁粗糙度K有關(guān)。粗糙度增大，阻力系數(shù)λ值增大。在通風(fēng)

7、空調(diào)工程中，常采用不同材料制作風(fēng)管，各種材料的粗糙度K見(jiàn)下表所示,12,當(dāng)風(fēng)管管壁的粗糙度K≠0.15mm時(shí)，可先由圖6-1查出Rm0，再近似按下式修正。,式中 Kr ——管壁粗糙度修正系數(shù)； K ——管壁粗糙度，mm； u ——管內(nèi)空氣流通，m/s。,,13,（4）矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算,為利用圓形風(fēng)管的線解圖或計(jì)算來(lái)計(jì)算矩形風(fēng)管的摩擦阻力，需要把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)?shù)膱A形風(fēng)管直徑

8、，即折算成當(dāng)量直徑，再據(jù)此求得矩形風(fēng)管中的單位長(zhǎng)度的摩擦阻力。所謂“當(dāng)量直徑”，就是與矩形風(fēng)管有相同單位長(zhǎng)度摩擦阻力的圓形風(fēng)管直徑，有流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑。,14,1）流速當(dāng)量直徑,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，并且兩者的單位長(zhǎng)度摩擦阻力也相等，則該圓形風(fēng)管的直徑就稱(chēng)為此矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑，以Du表示。根據(jù)這一定義，圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等。,15,圓形風(fēng)管的水力半徑為：,矩形風(fēng)管的水力

9、半徑為,Du稱(chēng)為邊長(zhǎng)為a×b的矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑；如果矩形風(fēng)管內(nèi)的流速與管徑為Du的圓形風(fēng)管內(nèi)的流通相同，兩者的單位長(zhǎng)度摩擦阻力也相等。因此，根據(jù)矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑Du和實(shí)際流速u(mài)，由圖查得的Rm值，即為矩形風(fēng)管的單位長(zhǎng)度摩擦阻力。,16,2）流量當(dāng)量直徑,設(shè)某一圓形風(fēng)管中的氣體流量與矩形風(fēng)管的氣體流量相等，并且單位長(zhǎng)度摩擦阻力也相等，則該圓形風(fēng)管的直徑就稱(chēng)為此矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑，以DL表示。根據(jù)推導(dǎo)，流量當(dāng)

10、量直徑可近似按下式計(jì)算。,,在常用的矩形風(fēng)管的寬、高比條件下，其誤差在5%左右。,17,5．1．2 局部阻力,當(dāng)空氣流過(guò)斷面變化的管件（如各種變徑管、風(fēng)管進(jìn)出口、閥門(mén)）、流向變化的管件（彎頭）和流量變化的管件（如三通、四通、側(cè)面送、吸風(fēng)等），由于管道邊界形狀的急劇改變，引起氣流中出現(xiàn)渦流區(qū)和速度的重新分布，從而使流動(dòng)的能耗增加，這種能耗稱(chēng)局部阻力。,18,（1）局部阻力計(jì)算,局部阻力按下式計(jì)算式中 ζ——局部阻力系數(shù)。局部

11、阻力系數(shù)一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出管件前后的全壓差（即局部阻力pz，再除以與速度u的動(dòng)壓，求得局部阻力系數(shù)ζ值。有的還整理成經(jīng)驗(yàn)公式?？刹橛嘘P(guān)表。,,19,嚴(yán)格地說(shuō)在管件處造成的能量損失僅僅占局部阻力損失的一部分，另一部分在管件下游一定長(zhǎng)度的管段上消耗的，因此無(wú)法與摩擦阻力分開(kāi)。為了計(jì)算方便，通常是假定局部阻力集中在管件的某一斷面上，并包含了它的摩擦阻力。局部阻力在通風(fēng)除塵管道和空調(diào)系統(tǒng)中占有較大的比例，往往占風(fēng)管總阻力

12、的40～80%，因此，必須采取積極措施，把局部阻力減小到最低限度。,20,（2）一些管件的設(shè)計(jì),在通風(fēng)除塵管道設(shè)計(jì)中，對(duì)管件的制作、連接、氣流的進(jìn)出口、風(fēng)管與風(fēng)機(jī)的接口等部分，都有一定的制作要求。,21,1）風(fēng)管系統(tǒng)的進(jìn)出口,風(fēng)管系統(tǒng)的進(jìn)口處是各種形式的排風(fēng)罩。在機(jī)械通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在保證對(duì)塵源的控制效果的前提下，應(yīng)盡可能考慮減少排風(fēng)罩的阻力消耗。含塵氣流從大氣空間進(jìn)入風(fēng)道，在氣流進(jìn)口處不僅造成氣流的壓縮，而且產(chǎn)生渦流，因此為

13、產(chǎn)生很大的局部阻力。幾種罩口的局部阻力系數(shù)和流量系數(shù)弄列于表5-2所示。,22,,表5-2 幾種罩口的局部阻力系數(shù)和流量系數(shù),23,風(fēng)管系統(tǒng)的出口處，氣流排入大氣。當(dāng)空氣由風(fēng)管出口排出時(shí)，氣流在排出前具有的能量將全部損失掉。對(duì)于出口無(wú)阻擋的風(fēng)管，這個(gè)能量消耗就等于動(dòng)壓，所以出口局部阻力系數(shù)ζ=1；若在出口處設(shè)有風(fēng)帽或其它構(gòu)件時(shí)，ζ>1，風(fēng)管出口的局部阻力大小等于ζ>1的部分的數(shù)值。為了降低出口動(dòng)壓，有時(shí)把風(fēng)管系統(tǒng)的

14、氣流出口作成擴(kuò)張角不大的漸擴(kuò)管。,24,2）彎頭,布置管道時(shí)，應(yīng)盡量取直線，減少?gòu)濐^。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于（1～2）倍管徑，如圖5-3所示；,,圖5-3 圓形風(fēng)彎頭,25,矩形風(fēng)管彎頭斷面的長(zhǎng)寬比（B／A）愈大，阻力愈小，如圖5-4；在民用建筑中，常采用矩形直角彎頭，應(yīng)在其中設(shè)導(dǎo)流片，如圖5-5所示。,,圖5-4 矩形風(fēng)管彎頭 圖5-5 設(shè)有導(dǎo)流片的直角彎頭,26,,,27,3）三通,三通內(nèi)流速不同

15、的兩股氣流匯合時(shí)的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成渦流是造成局部阻力的原因。兩股氣流在匯合過(guò)程中的能量損失一般是不相同的，它們的局部阻力應(yīng)分別計(jì)算。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，即流速大的直管氣流失去能量，流速小的支管氣流得到能量，因而支管的局部阻力有時(shí)出現(xiàn)負(fù)值。同理，直管的局部阻力有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。但不可能同時(shí)為負(fù)值。,28,必須指出，引射過(guò)程會(huì)有能量損失，為減小三通的局部阻力，應(yīng)避免

16、出現(xiàn)引射現(xiàn)象、注意支管和干管的連接，減小其夾角，如圖5-6所示。同時(shí)還應(yīng)盡量使主管和干管內(nèi)的流速保持相等。,,圖5-6 三通支管和干管的連接,29,4）管道斷面的突然變化,當(dāng)氣流流經(jīng)斷面積變化的管件（如漸縮管，漸擴(kuò)管），或斷面形狀變化的管件（如圓形變矩形或矩形變圓形等異形管）時(shí)，由于管道斷面的突然變化使氣流產(chǎn)生沖擊，周?chē)霈F(xiàn)渦流區(qū)，造成局部阻力。為了減少損失，當(dāng)風(fēng)管斷面需要變化時(shí)，應(yīng)盡量避免采用形狀突然變化的管件，如圖5-7，圖中給

17、出了管件制作和連接的優(yōu)劣比較。,30,,圖5-7 管件制作和連接的優(yōu)劣比較,31,5）通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口和出口,要盡量避免在接管處產(chǎn)生局部渦流，通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口和出口風(fēng)管布置方法可采用圖5-8所示。,,圖5-8 風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的管道連接,32,為了使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，減少不必要的阻力，最好使連接通風(fēng)機(jī)的風(fēng)管管徑與通風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出口尺寸大致相同。如果在通風(fēng)機(jī)的吸入口安裝多葉形或插板式閥門(mén)時(shí)，最好將其設(shè)置在離通風(fēng)機(jī)進(jìn)口至少5倍于風(fēng)管直徑的地方，避免由于吸口

18、處氣流的渦流而影響通風(fēng)機(jī)的效率，在通風(fēng)機(jī)的出口處避免安裝閥門(mén)，連接風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)管最好用一段直管。如果受到安裝位置的限制，需要在風(fēng)機(jī)出口處直接安裝彎管時(shí)，彎管的轉(zhuǎn)向應(yīng)與風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。,33,減少局部阻力損失的途徑有：,① 管路布置得盡量順直，減少?gòu)澒芎蛿嗝娉叽绲耐蝗蛔兓?。彎管的曲率半徑不要取得太小。?在氣流匯合部分（三通處）應(yīng)盡量減少氣流的撞擊，二股匯合氣流的通度最好相等，三通交角盡量減小。③ 排風(fēng)口氣流速度盡量降低，

19、以減少出口動(dòng)壓的損失。,34,5．1．3 管段阻力,對(duì)通風(fēng)管道系統(tǒng)的阻力計(jì)算，往往以流量發(fā)生變化的管件或設(shè)備為分點(diǎn)，將整個(gè)系統(tǒng)分成若干管段分別計(jì)算阻力，在此基礎(chǔ)上計(jì)算管道系統(tǒng)的總阻力。,,式中 pi ——各管段的阻力，Pa； pmi——各段內(nèi)氣流的摩擦阻力，Pa； pzi——各段內(nèi)氣流的局部阻刀，Pa 。,35,5．2 管道系統(tǒng)的壓力分布,氣體在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)，是由風(fēng)管兩端氣體的壓力差引起

20、的，它從高壓端流向低壓端。氣體流動(dòng)的能量來(lái)自通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量是風(fēng)壓。氣體在流動(dòng)中，要不斷克服由于氣流內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的切應(yīng)力而作功，將一部分壓能轉(zhuǎn)化為熱能而形成能量損失，即為管道的阻力。因?yàn)榱鲃?dòng)阻力是造成能量損失的原因，因此能量損失的變化必定反應(yīng)流動(dòng)壓力的變化規(guī)律。研究管道系統(tǒng)內(nèi)氣體的壓力分布，可以更深刻地了解氣體在系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,36,對(duì)于一套通風(fēng)除塵系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)末開(kāi)動(dòng)時(shí)，整個(gè)管道系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力處處相等，都等于大

21、氣壓力，管內(nèi)氣體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。開(kāi)動(dòng)通風(fēng)機(jī)后，通風(fēng)機(jī)吸入口和壓出口處出現(xiàn)壓力差，即把通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的能量傳給氣體，而這一能量又消耗在使管內(nèi)氣體流動(dòng)，克服沿程的各種阻力。把一套通風(fēng)除塵系統(tǒng)內(nèi)氣體的動(dòng)壓、靜壓及全壓的變化表示在以相對(duì)壓力為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上，就成為通風(fēng)除塵系統(tǒng)的壓力分布圖，如圖5-9所示。,37,,圖5-9 有摩擦阻力和局部阻力的風(fēng)管壓力分布,在通風(fēng)除塵系統(tǒng)中，一般都用相對(duì)壓力表示全壓，即取大氣壓力為零，低于大氣壓力為負(fù)壓

22、，高于大氣壓力為正壓,38,（1）點(diǎn)1：,,,,p1 ——空氣入口處的局部阻力，Pa；Pd1-2 ——管段1—2的動(dòng)壓，Pa。,39,(2)點(diǎn)2,,,Rm1-2 ——管段1—2的比摩阻，Pa/m；p2 ——突然擴(kuò)大的局部阻力，Pa。,40,（3）點(diǎn)3,（4）點(diǎn)4,,,（5）點(diǎn)5（風(fēng)機(jī)進(jìn)口）,41,（6）點(diǎn)1l（風(fēng)管出口）,u11 ——風(fēng)管出口處空氣流速,m/s；p’11 ——風(fēng)管出口處局部阻力,Pa；ζ’11

23、 ——風(fēng)管出口處局部阻力系數(shù)；ζ11 ——包括動(dòng)壓損失在內(nèi)的出口局部阻力系數(shù)，ζ11＝（1＋ζ´11）。,,42,（7）點(diǎn)10,,（8）點(diǎn)9,,（9）點(diǎn)8,,43,（10）點(diǎn)7,,(11)點(diǎn)6（風(fēng)機(jī)出口）,,44,自點(diǎn)7開(kāi)始，有7—8及7—12兩個(gè)支管。為了表示支管7－12的壓力分布。過(guò)0’引平行于支管7－12軸線的0’—0’線作為基準(zhǔn)線，用上述同樣方法求出此支管的全壓值。因?yàn)辄c(diǎn)7是兩支管的共同點(diǎn)，它們的壓力線必定要在此匯

24、合，即壓力的大小相等。,45,把以上各點(diǎn)的全壓標(biāo)在圖上，并根據(jù)摩擦阻力與風(fēng)管長(zhǎng)度成直線關(guān)系，連接各個(gè)全壓點(diǎn)可得到全壓分布曲線。將各點(diǎn)的全壓減去該點(diǎn)的動(dòng)壓，即為各點(diǎn)的靜壓，可繪出靜壓分布曲線。從圖5-9可看出空氣在管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律為：,46,① 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓Pf等于風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口的全壓差，或者說(shuō)等于風(fēng)管的阻力及出口動(dòng)壓損失之和，即等于風(fēng)管總阻力。② 風(fēng)機(jī)吸入段的全壓和靜壓均為負(fù)值，在風(fēng)機(jī)入口處負(fù)壓最大；風(fēng)機(jī)壓出段的全壓和靜壓一般情況下均是

25、正值，在風(fēng)機(jī)出口正壓最大。,47,③ 各并聯(lián)支管的阻力總是相等。如果設(shè)計(jì)時(shí)各支管阻力不相等，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，各支管會(huì)按其阻力特性自動(dòng)平衡，同時(shí)改變預(yù)定的風(fēng)量分配，使排風(fēng)罩抽出風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此，必須改變風(fēng)管的直徑或安裝風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量的要求。④ 壓出段上點(diǎn)9的靜壓出現(xiàn)負(fù)值是由于斷面9收縮得很小，使流通大大增加，當(dāng)動(dòng)壓大于全壓時(shí)，該處的靜壓出現(xiàn)負(fù)值。若在斷面9開(kāi)孔，將會(huì)吸入空氣而不是壓出空氣。,48,5．3 通風(fēng)除塵管道系

26、統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,在進(jìn)行通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算前，必須首先確定各排風(fēng)點(diǎn)的位置和排風(fēng)量、管道系統(tǒng)和凈化設(shè)備的布置、風(fēng)管材料等。設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是，確定各管段的管徑（或斷面尺寸）和阻力，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配，并為選擇風(fēng)機(jī)和繪制施工圖提供依據(jù)。,49,5．3．1 風(fēng)管布置的一般原則,① 除塵系統(tǒng)的風(fēng)道布置要力求簡(jiǎn)單。風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)。傾斜風(fēng)管的傾斜角度（與水平面的夾角）應(yīng)不個(gè)于粉塵的安息角。排除一般粉塵宜采用40～60

27、6;。當(dāng)管道水平敷設(shè)時(shí)，要注意風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速的選取，防止粉塵在風(fēng)管內(nèi)沉積。② 連接吸塵用排風(fēng)罩的風(fēng)管宜采用豎直方向敷設(shè)。分支管與水平管或主干管連接時(shí)，一般從風(fēng)管的上面或側(cè)面接入，三通夾角宜小于30°。,50,,③ 除塵風(fēng)管一般應(yīng)明設(shè)，盡量避免在地下敷設(shè)。當(dāng)必須敷設(shè)在地下時(shí)，應(yīng)將風(fēng)管敷設(shè)在地溝里。④ 除塵風(fēng)管一般采用圓形斷面。管徑設(shè)計(jì)宜選用《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》中推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中圓管直徑指的是外徑。⑤ 為減輕含塵氣

28、體對(duì)風(fēng)機(jī)的磨損，一般應(yīng)將除塵器置于通風(fēng)機(jī)的吸入段。風(fēng)管與通風(fēng)機(jī)的連接宜采用柔性連接以減少震動(dòng)，如圖5-8所示。,51,5．3．2 通風(fēng)除塵管道的設(shè)計(jì)計(jì)算,風(fēng)管的設(shè)計(jì)計(jì)算是在系統(tǒng)輸送的風(fēng)量已定，風(fēng)管布置已基本確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其目的主要是設(shè)計(jì)管道斷面尺寸和系統(tǒng)阻力消耗，進(jìn)而確定需配用風(fēng)機(jī)的型號(hào)和動(dòng)力消耗。風(fēng)管管道設(shè)計(jì)計(jì)算方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等幾種，目前常用的是假定流速法。,52,壓損平均法的特點(diǎn)是,將已知總作用壓頭

29、按干管長(zhǎng)度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸。如果風(fēng)管系統(tǒng)所用的風(fēng)機(jī)壓頭已定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M(jìn)行阻力平衡計(jì)算，此法較為方便。,53,靜壓復(fù)得法的特點(diǎn)是,利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來(lái)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。此法常用于高速空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算。假定流速法的特點(diǎn)是先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的流速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。假定流速法的計(jì)算步驟和方法如下：,54,（1）繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸

30、側(cè)圖,首先繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸側(cè)圖，并對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注各管段的長(zhǎng)度和風(fēng)量，以風(fēng)量和風(fēng)速不變的風(fēng)管為一管段。一般從距風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)的一段開(kāi)始，由遠(yuǎn)而近順序編號(hào)。管段長(zhǎng)度按二個(gè)管件中心線的長(zhǎng)度計(jì)算，不扣除管件（如彎頭、三通）本身的長(zhǎng)度。,,55,,,56,（2）選擇合理的空氣流速。,風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。流速高、風(fēng)管斷面小，材料消耗少，建造費(fèi)用小；但是，系統(tǒng)阻力增大，動(dòng)力消耗增加，有時(shí)還可能加速管道的磨損。流速低、阻力小，動(dòng)力消

31、耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費(fèi)用增加。對(duì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)，流速過(guò)低會(huì)造成粉塵沉積，堵塞管道。因此，必須進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)流速。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一般的工業(yè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)，其風(fēng)速和最低風(fēng)速可按表5-3和5-4確定。,57,表5-3 一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速,58,表5-4 通風(fēng)除塵管道內(nèi)最低空氣流速(m/s),接風(fēng)速,59,（3）確定管段直徑和阻力損失,根據(jù)各管段的風(fēng)量和選定的流速確定各管段的管徑（或斷面尺寸），計(jì)算各

32、管段的摩擦阻力和局部阻力。確定管徑時(shí)，應(yīng)盡可能來(lái)先用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的通風(fēng)管道直徑，以利于工業(yè)化加工制作。,60,阻力計(jì)算應(yīng)從最不利的環(huán)路（即距風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)的排風(fēng)點(diǎn)）開(kāi)始，即以最大管路為主線進(jìn)行計(jì)算。各管段的阻力為摩擦阻力和局部阻力之和。袋式除塵器和靜電除塵器后風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)量應(yīng)把漏風(fēng)量和反吹風(fēng)量計(jì)入。在正常運(yùn)行條件下，除塵器的漏風(fēng)率應(yīng)不大于5％。,61,（4）并聯(lián)管路的阻力平衡,為保證各送、排風(fēng)點(diǎn)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)量，兩并聯(lián)支管的阻力必須保持平衡。對(duì)

33、一般的通風(fēng)系統(tǒng)，兩支管的阻力差應(yīng)不超過(guò)15％；除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過(guò)10％。若超過(guò)上述規(guī)定，可采用下述方法使其阻力平衡。,62,1）調(diào)整支管管徑,這種方法是通過(guò)改變支管管徑改變支管的阻力，來(lái)達(dá)到阻力平衡。調(diào)整后的管徑按下式計(jì)算,,D1 ——調(diào)整前的管徑，mm；D1’——調(diào)整后的管徑，mm；p1 ——調(diào)整前支管的氣流阻力，Pa；p1’——要求達(dá)到支管的氣流阻力，Pa。,應(yīng)當(dāng)指出，采用本方法時(shí)，不宜改變?nèi)ǖ闹Ч苤睆剑稍谌ㄖЧ苌舷仍?/p>

34、設(shè)一節(jié)漸擴(kuò)（縮）管，以免引起三通局部阻力的變化。,63,2）增大風(fēng)量,當(dāng)兩支管的阻力相差不大時(shí)（如在20%以?xún)?nèi)），可不改變支管管徑，將阻力小的那段支管的流量適當(dāng)加大，達(dá)到阻力平衡。增大后的風(fēng)量按下式計(jì)算：,,Q1 ——調(diào)整前的支管的風(fēng)量，m3/s； Q1’——調(diào)整后的支管的風(fēng)量，m3/s。 采用本方法會(huì)引起后面干管的流量相應(yīng)增大，阻力也隨之增大；同時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓也會(huì)相應(yīng)增大。,64,3）閥門(mén)調(diào)節(jié),通過(guò)

35、改變閥門(mén)的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)管道阻力，從理論上講是一種簡(jiǎn)單易行的方法。必須指出，對(duì)一個(gè)支管的通風(fēng)除塵系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試，是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)工作。必須進(jìn)行反復(fù)調(diào)整、測(cè)試才能完成，達(dá)到預(yù)期的流量分配。,65,（5）計(jì)算系統(tǒng)的總阻力,通風(fēng)除塵管道系統(tǒng)總的阻力損失pt，它是阻力最大的串聯(lián)管線各段阻力pi之和，即,,pi ——串聯(lián)管路中某一段的阻力，Pa,66,（6）選擇通風(fēng)機(jī)和所配用的電動(dòng)機(jī),排風(fēng)罩處所需要的排風(fēng)量以及輸送這些氣體所產(chǎn)生的壓力消耗均由通風(fēng)

36、機(jī)提供。通風(fēng)機(jī)應(yīng)提供的風(fēng)量Q由下式計(jì)算,,Qt ——通風(fēng)除塵系統(tǒng)中各排風(fēng)罩處所需的抽風(fēng)量之和，m3／s ； K1 ——通風(fēng)除塵系統(tǒng)中風(fēng)管漏風(fēng)附加系數(shù)，按《工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，對(duì)除塵和煙氣凈化系統(tǒng)，K1＝1.10～1.15。,67,通風(fēng)機(jī)應(yīng)提供的風(fēng)壓p可由下式求得,,pt ——風(fēng)管系統(tǒng)的總阻力，由管遣阻力計(jì)算得到，Pa； ps ——除塵器的阻力，Pa； K2 ——風(fēng)管阻力附加系數(shù)，按

37、《工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定。通風(fēng)除塵系統(tǒng)K2=1.15～1.20； K3 ——由于通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)條件和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許比產(chǎn)品樣本提供的數(shù)據(jù)低而應(yīng)考 慮的附加系數(shù)，一般采用K3=1.08,68,現(xiàn)通過(guò)一例來(lái)說(shuō)明通風(fēng)除塵管道的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。,[例] 有一通風(fēng)除塵系統(tǒng)的管道布置、長(zhǎng)度，吸風(fēng)罩的位置、吸風(fēng)量，如圖5-10所示。風(fēng)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。該系統(tǒng)采用布袋式除塵器，除塵器阻

38、力ps＝1200Pa。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并選擇風(fēng)機(jī)。,69,,[解]（1）對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。（2）確定阻力最大的管線。本系統(tǒng)選擇1－3－5－除塵器－6－風(fēng)機(jī)－7為最大阻力管線。,70,（3）選擇風(fēng)管風(fēng)速,根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流量，確定阻力最大的管線上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。根據(jù)表5-4，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管12m/s、水平風(fēng)管14m／s?？紤]到

39、除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段6及7的計(jì)算風(fēng)量為6300×1.05＝6615m3/h。,71,管段1。根據(jù)Q1＝1500 m3/h=0.42 m3/s、u1= 14m/s，由圖5-1查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合通風(fēng)管道的統(tǒng)一規(guī)格。即選D1＝200mm ， Rm1 ＝12.5 Pa/m同理確定管段3、5、6、7、2、4的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見(jiàn)表5-5所示。,72,表5-5 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表,,73,（4）各

40、段風(fēng)管內(nèi)局部阻力系數(shù)的計(jì)算,① 管段1設(shè)備密閉罩： ζ=1.0（對(duì)應(yīng)接管動(dòng)壓）90°彎頭（R／D=1.5）1個(gè), ζ=0.17直流三通（1→3）1個(gè)，α=30°，ζ=0.20 合計(jì)： ∑ζ=1.0＋0.17＋0.20=1.37,74,② 管段2,圓形吸氣傘形罩，α＝60°， ζ＝0.0990°彎頭（R／D＝1.5）1個(gè), ζ＝0.1760°彎頭（R／D=1.5）1個(gè),

41、ζ=0.15合流三通（2→3）1個(gè)， ζ23=0.20合計(jì)： ∑ζ=0.09＋0.17＋0.15＋0.20=0.61,75,③ 管段3,直流三通（3→5）1個(gè)， ζ35=-0.05④管段4設(shè)備密閉罩1個(gè)， ζ=1.090°彎頭（R／D＝1.5）1個(gè), ζ＝0.17合流三通（4→5）1個(gè)， ζ45=0.64合計(jì)： ∑ζ=1.0＋0.17＋0.64=1.81,76,⑤ 管

42、段5,除塵器進(jìn)口變徑管（漸擴(kuò)管）除塵器進(jìn)口尺寸300×800mm，變徑管長(zhǎng)度500mm，,,α=22.7° , ζ=0.60,77,⑥ 管段6,除塵器出口變徑管（漸縮管）除塵器出口尺寸300×800mm變徑管長(zhǎng)度400mm ,,,α=25.4° , ζ=0.1090°彎頭（R／D＝1.5）2個(gè), ζ＝0.17×2=0.34 風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管先

43、近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑D1＝500 mm，變徑管長(zhǎng)度300mm，,,α=7.6° , ζ=0.03,合計(jì)： ∑ζ=0.10＋0.34＋0.03=0.47,78,⑦ 管段7,風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管風(fēng)機(jī)出口尺寸410×315mm D7=420mm，ζ≈0帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽（h/D0＝0.5）1個(gè),ζ=0.60合計(jì) ∑ζ=0.60,79,（5）計(jì)算各管段的沿程摩

44、擦阻力和局部阻力,計(jì)算結(jié)果如下表所示。,,80,（6）對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡,① 匯合點(diǎn)A p1＝298.5 Pa , p2＝179.7 Pa,,為使管段1、2達(dá)到阻力平衡，改變管段2的管徑，增大其阻力。,,81,根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取D2”＝130mm。其對(duì)應(yīng)的阻力為,,此時(shí)仍處于不平衡狀態(tài)。如繼續(xù)減小管徑，取D2=120mm，其對(duì)應(yīng)的阻力為355.8Pa，同樣處于不平衡狀態(tài)。因此決定取D2 =130mm，在運(yùn)行時(shí)再輔以閥門(mén)調(diào)節(jié)

45、，消除不平衡。,82,② 匯合點(diǎn)B,符合要求,,83,（7）計(jì)算系統(tǒng)的總阻力,,風(fēng)機(jī)風(fēng)量,,風(fēng)機(jī)風(fēng)壓,,根據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，選用C4－68No6.3風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為為1600r/min皮帶傳動(dòng)；配用Y132S2－Z型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為N=7.5Kw。,（8）選擇風(fēng)機(jī),84,5．4 通風(fēng)管道的布置及部件,5．4．1 風(fēng)管材料和連接通風(fēng)管道的斷面形狀有圓形和矩形兩種。在同樣斷面積下，圓形風(fēng)管周長(zhǎng)最短，最為經(jīng)濟(jì)。由于矩形風(fēng)管四角存在

46、局部渦流，在同樣風(fēng)量下，矩形風(fēng)管的阻力要比圓形風(fēng)管大。在一般情況下（特別是除塵風(fēng)管）都采用圓形風(fēng)管，只是有時(shí)為了便于加工和建筑配合才采用矩形斷面。,85,,風(fēng)管可以采用薄鋼板、塑料板、混凝土等材料制作，需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管則用柔性材料制作，如金屬軟管、橡膠管等。薄鋼板是最常用的風(fēng)管材料，一般的通風(fēng)系統(tǒng)采用厚度為0.5～1.5mm的鋼板制作。除塵系統(tǒng)因管壁磨損大，采用厚度為1.5～3.0mm鋼板。對(duì)于氣力輸送系統(tǒng)或輸送高濃度磨損性粉塵時(shí)

47、，則應(yīng)采取耐磨措施，特別是彎頭外側(cè)的管壁。通風(fēng)管道大都采用焊接或法蘭連接。為保證法蘭連接的密封性，法蘭間應(yīng)放入襯墊，襯墊厚度為3～5mm。,86,村墊材料隨輸送氣體性質(zhì)和溫度而不同。① 輸送氣體溫度不超過(guò)70℃的風(fēng)管，采用浸過(guò)干性抽的厚紙墊或浸過(guò)鉛油的麻辮。② 除塵風(fēng)管應(yīng)采用橡皮墊或在于性油內(nèi)煮過(guò)并涂了鉛油的厚紙墊。③ 輸送氣體溫度超過(guò)70℃的風(fēng)管，必須采用石棉厚紙墊或石棉繩。④ 風(fēng)管內(nèi)外表面應(yīng)涂油漆，油漆的類(lèi)別及涂刷次數(shù)可參

48、考有關(guān)資料。,87,5．4．2 通風(fēng)系統(tǒng)的布置,（1）除塵系統(tǒng)形式和除塵器布置根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備布置、排風(fēng)量大小和生產(chǎn)廠房條件，通風(fēng)除塵系統(tǒng)可分為就地式分散式集中式除塵系統(tǒng),88,1）就地式除塵系統(tǒng),它是把除塵器直接安放在生產(chǎn)設(shè)備附近，就地捕集和回收粉塵，基本上不需敷設(shè)或只設(shè)較短的除塵管道。如鑄造車(chē)間混砂機(jī)的插入式袋式除塵器、直接坐落在風(fēng)送料倉(cāng)上的除塵機(jī)組和目前應(yīng)用較多的各種小型除塵機(jī)組。這種系統(tǒng)布置緊湊、簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便。

49、,89,2）分散式除塵系統(tǒng),當(dāng)車(chē)間內(nèi)排風(fēng)點(diǎn)比較分散時(shí)，可對(duì)各排風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)及工作班次，把幾個(gè)排風(fēng)點(diǎn)合成一個(gè)系統(tǒng)。分散式除塵系統(tǒng)的除塵器和風(fēng)機(jī)應(yīng)盡量靠近產(chǎn)塵設(shè)備。這種系統(tǒng)風(fēng)管較短，布置簡(jiǎn)單，系統(tǒng)阻力容易平衡。由于除塵器分散布置，除塵器回收粉塵的處理較為麻煩。但這種系統(tǒng)目前應(yīng)用較多。,90,3）集中式除塵系統(tǒng),集中式除塵系統(tǒng)適用于揚(yáng)塵點(diǎn)比較集中，有條件采用大型除塵設(shè)施的車(chē)間。它可以把排風(fēng)點(diǎn)全部集中于一個(gè)除塵系統(tǒng)，或

50、者把幾個(gè)除塵系統(tǒng)的除塵設(shè)備集中布置在一起。由于除塵設(shè)備集中維護(hù)管理，粉塵容易收集，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化處理。但是，這種系統(tǒng)管道長(zhǎng)、復(fù)雜，阻力平衡困難，初投資大，因此，這種系統(tǒng)僅適用于少數(shù)大型工廠。,91,在布置除塵器時(shí)還應(yīng)注意以下問(wèn)題：,① 當(dāng)除塵器捕集的粉塵需返回工藝流程時(shí)，要注意不要回到破碎設(shè)備的進(jìn)料端或斗式提升機(jī)的底部，以免粉塵在除塵系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。最好直接回到所在設(shè)備的終料倉(cāng)或者回到向終料倉(cāng)送料的皮帶運(yùn)輸機(jī)或螺旋運(yùn)輸機(jī)上。② 干法除塵系統(tǒng)回

51、收的粉料只能返回到不會(huì)再次造成懸浮飛揚(yáng)的工藝設(shè)備，如嚴(yán)格密閉的料倉(cāng)和運(yùn)輸設(shè)備（螺旋運(yùn)輸機(jī)或埋刮板運(yùn)輸機(jī)等）。,92,（2）系統(tǒng)劃分,劃分系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 劃分系統(tǒng)時(shí)要考慮輸送氣體的性質(zhì)、工作班次、相互距離等因素。設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，而粉塵性質(zhì)不同時(shí)，只要允許不同的粉塵混合或者粉塵無(wú)回收價(jià)值，可合為一個(gè)系統(tǒng)。② 應(yīng)把同一生產(chǎn)工序中同時(shí)操作的產(chǎn)塵設(shè)備排風(fēng)點(diǎn)合為一個(gè)系統(tǒng)。③ 不同的排氣混合后會(huì)有燃燒或爆炸危險(xiǎn)、或會(huì)形成毒害更大的混合物

52、或化合物 時(shí)，不能合為一個(gè)系統(tǒng)。,93,,④ 排除水蒸氣的排風(fēng)點(diǎn)不能和產(chǎn)塵的排風(fēng)點(diǎn)合成一個(gè)系統(tǒng)，以免堵塞管道。⑤ 溫濕度不同的含塵氣體，當(dāng)混合后可能導(dǎo)致管道內(nèi)結(jié)露時(shí)，不宜合為一個(gè)系統(tǒng)。⑥ 如果排風(fēng)量大的排風(fēng)點(diǎn)位于風(fēng)機(jī)附近，不宜和遠(yuǎn)處的排風(fēng)量小的排風(fēng)點(diǎn)合為一個(gè) 系統(tǒng)。因?yàn)樵黾舆@個(gè)排風(fēng)點(diǎn)，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)阻力增大，增加運(yùn)行費(fèi)用。,94,（3）風(fēng)管布置,① 除塵系統(tǒng)的風(fēng)管布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單。一個(gè)系統(tǒng)上的排風(fēng)點(diǎn)數(shù)量不宜過(guò)多（最好不超5

53、～6個(gè)）。排風(fēng)點(diǎn)過(guò)多，各支管阻力不易平衡。一個(gè)除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點(diǎn)較多時(shí)，為便于阻力平衡，宜采用大斷面的集合管連接各支管。集合管有水平（如圖5-11所示）和垂直（圖5-12所示）兩種。,95,水平集合管上連接的風(fēng)管由上面或側(cè)面接入，集合管的斷面風(fēng)速為3～4m/s。它適用于產(chǎn)塵點(diǎn)分布在同一層平臺(tái)上，并且水平距離相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。,,圖5-11水平安裝的集合管1－集合管；2－螺旋運(yùn)輸機(jī)3－風(fēng)機(jī)；4－集塵箱；5－卸塵閥；6－排風(fēng)管,96,垂直集

54、合管上的風(fēng)管從切線方向接入，集合管斷面風(fēng)速為6～10m/s，適用于產(chǎn)塵點(diǎn)分布在多層平臺(tái)上，并且水平距離不大的場(chǎng)合。集合管還起著沉降室的作用，在其下部應(yīng)設(shè)卸塵閥和粉塵輸送設(shè)備。,,圖5-12 垂直安裝集合管 1－集合管；2－排風(fēng)管；3－風(fēng)機(jī)；4－卸塵閥,97,,② 除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)傾斜敷設(shè)與水平面的夾角最好大于45°，如圖5-13所示。如果由于某種原因，風(fēng)管必須水平敷設(shè)或與水平面的夾角小于30°

55、時(shí)，應(yīng)果采取措施。如加大管內(nèi)風(fēng)速、在適當(dāng)位置設(shè)置清掃孔等。,,98,③ 排除含有劇毒、易燃，易爆物質(zhì)的排風(fēng)管，其正壓管段一般不應(yīng)穿過(guò)其他房間。穿過(guò)其它房間時(shí)，該段管道上不應(yīng)設(shè)法蘭或閥門(mén)。 ④ 除塵器宜布置在除塵系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)吸入段，如布置在風(fēng)機(jī)的壓出段，應(yīng)選用排塵風(fēng)機(jī)。,99,,⑤ 為了防止風(fēng)管堵塞，風(fēng)管的直徑不宜小于表5-6中數(shù)值。,表5-6 輸送粉塵不宜小于風(fēng)管的直徑,100,⑥ 輸送潮濕空氣時(shí)，需防止水蒸氣在管道或袋式除塵器內(nèi)凝結(jié)

56、，管道應(yīng)進(jìn)行保溫。管內(nèi)壁溫度應(yīng)高于氣體露點(diǎn)溫度10～20℃。⑦ 為了調(diào)整和檢查除塵系統(tǒng)的參數(shù)，在支管、除塵器及風(fēng)機(jī)出入口上應(yīng)設(shè)置檢測(cè)孔。栓測(cè)孔應(yīng)設(shè)在氣流平穩(wěn)的直管段上，盡可能遠(yuǎn)離彎頭、三通等部件，以減少局部渦流對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。大型的除塵系統(tǒng)可根據(jù)具體情況設(shè)置測(cè)量風(fēng)量、風(fēng)壓、阻力、溫度等參數(shù)的儀表。,101,⑧ 排風(fēng)點(diǎn)較多的除塵系統(tǒng)應(yīng)在各支管上裝設(shè)插板閥、蝶閥等調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置。閥門(mén)應(yīng)設(shè)在易于操作和不易積塵的位置。⑨ 在一般情況下除塵

57、系統(tǒng)的排風(fēng)管應(yīng)高出屋面0 .5～1.5m，排出的污染空氣要利用射流使其能在較高的位置稀釋?zhuān)棚L(fēng)主管頂部不設(shè)風(fēng)帽。為防止雨水進(jìn)入排風(fēng)主管，排風(fēng)主管可按圖5-14所示的方式制作安裝。,,102,5．4．3 風(fēng)管部件,在通風(fēng)除塵系統(tǒng)中含塵氣流流速較高，局部阻力在系統(tǒng)總阻力中所占比重較大（有時(shí)可能達(dá)到80％以上）。因此，風(fēng)管部件的制作和安裝應(yīng)盡量減少系統(tǒng)的局部阻力損失。,103,5．4．4 除塵系統(tǒng)的防爆,當(dāng)輸送空氣中含有可燃性粉塵或氣體，同時(shí)

58、又具備爆炸的條件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生爆炸。當(dāng)排除有爆炸危險(xiǎn)的含塵氣體時(shí)，要考慮把管內(nèi)氣體的含塵濃度稀釋到爆炸極限以下，同時(shí)要消除一切引爆因素。主要措施有：① 系統(tǒng)的風(fēng)量除了滿(mǎn)足一般的要求外，還應(yīng)校核其中可燃物的濃度。② 防止可燃物在通風(fēng)系統(tǒng)的局部地點(diǎn)（死角）積聚。,104,③ 選用防爆風(fēng)機(jī)，并采用直聯(lián)或聯(lián)軸器傳動(dòng)方式。④ 對(duì)管路系統(tǒng)的布置，必須將有可能蓄積靜電的風(fēng)管和設(shè)備可靠的接地，以消除系統(tǒng)中的靜電。接地的方法，可利用電氣設(shè)備的地線或

59、埋在地中的金屬導(dǎo)管和構(gòu)件作為地線。當(dāng)風(fēng)管借法蘭盤(pán)連接時(shí)，應(yīng)以3～5mm的金屬線繞過(guò)法蘭盤(pán)，使兩管接通，圖5-15所示為設(shè)備和管道的防爆接地裝置。⑤ 有爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)防爆門(mén)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇升高時(shí)，靠防爆門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟泄壓。,105,,圖5-15 設(shè)備和管道的防爆接地裝置,106,5．5 均勻送風(fēng)與吸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算,根據(jù)工業(yè)與民用建筑的使用要求，通風(fēng)除塵和空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管有時(shí)需要把等量的空氣，沿風(fēng)管側(cè)壁的成排孔口或短管均勻送出和

60、吸入。這種均勻進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)方式可使送風(fēng)房間得到均勻的空氣分布，而且風(fēng)管的制作簡(jiǎn)單、材料節(jié)約，均勻送風(fēng)和吸風(fēng)管道在車(chē)間、會(huì)堂、冷庫(kù)和氣幕裝置中廣泛應(yīng)用。本節(jié)主要介紹均勻送風(fēng)和吸風(fēng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。,107,5．5．1 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：,,108,空氣從孔口流出時(shí)

61、，它的實(shí)際流速和出流方向不只取決于靜壓產(chǎn)生的流速和方向，還受管內(nèi)流速的影響，如圖5-16所示。在管內(nèi)流速的影響下，孔口出流方向要發(fā)生偏斜，實(shí)際流速為合成速度，可用下列各式計(jì)算有關(guān)數(shù)值：,圖5-16 出流狀態(tài)圖,109,空氣通過(guò)側(cè)孔時(shí)的實(shí)際速度是uj和ud這兩個(gè)分速度的合速度度u，其速度大小為：,,孔口出流與風(fēng)管軸線間的夾角α（出流角）為,,孔口實(shí)際流速：,,110,孔口流出風(fēng)量：,μ ——孔口的流是系數(shù)；f ——孔口在氣流垂直方向

62、上的投影面積，m2；,,,f0——孔口面積，m2。,,111,空氣在孔口面積f0上的平均流速u(mài)0，按定義得：,,,對(duì)于斷面不變的矩形送（排）風(fēng)管，采用條縫形風(fēng)口送（排）風(fēng)時(shí)，風(fēng)口上的速度分布如圖5-17所示。在送風(fēng)管上，從始端到末端管內(nèi)流量不斷減小，動(dòng)壓相應(yīng)下降，靜壓增大，使條縫口出口流速不斷增大；在排風(fēng)管上，則是相反，因管內(nèi)靜壓不斷下降，管內(nèi)外壓差增大，條縫口入口流速不斷增大。,112,5．5．2 實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件,從上面分析可

63、知：對(duì)側(cè)孔面積f0保持不變的均勻送風(fēng)管，要使各側(cè)孔的送風(fēng)量保持相等，必需保證各側(cè)孔的靜壓Pj和流量系數(shù)μ相等；要使出口氣流盡量保持垂直，要求出流角α接近90°。下面分析如何實(shí)現(xiàn)上述條件。,113,（1）保持各側(cè)孔靜壓相等,設(shè)一等截面送風(fēng)風(fēng)道，側(cè)面上開(kāi)有n個(gè)側(cè)孔，如圖6－18所示。根據(jù)流體力學(xué)理論，可列出截面1—1及n—n的能量方程式：,,,114,由于要保持各側(cè)孔處的靜壓相等，即,,,得：,即在設(shè)計(jì)均勻送風(fēng)管道時(shí)，為保持各側(cè)孔

64、處的靜壓相等，必須使首端和未端的動(dòng)壓差（或兩側(cè)孔間的動(dòng)壓差）等于風(fēng)道全長(zhǎng)上（或兩側(cè)孔間）的壓力損失。,115,（2）保持各側(cè)孔流量系數(shù)相等,側(cè)孔的流量系數(shù)μ與孔口形狀、出流角α及孔口的相對(duì)流量Q’有關(guān)，孔口的相對(duì)流量為,,Q0——側(cè)孔流出流量，m3/s；Q ——側(cè)孔前風(fēng)道內(nèi)的流量，m3/s。,116,如圖5-20所示，在α≥60°、Q’=0.1～0.5范圍內(nèi)，對(duì)于銳邊的孔口可近似認(rèn)為μ≈0.6≈常數(shù)。,,圖5-20 銳邊孔口

65、的μ值,在計(jì)算中，有時(shí)要用側(cè)孔（或短管）的局部阻力系數(shù)ζ0來(lái)代替流量系數(shù)μ，它們之間的關(guān)系是,,117,（3）增大出流角α,風(fēng)管中的靜壓與動(dòng)壓之比值愈大，氣流在孔口的出流角α也就愈大，出流方向接近垂直；比值減小，氣流會(huì)向一個(gè)方向偏斜，這時(shí)即使各側(cè)孔風(fēng)量相等，也達(dá)不到均勻送風(fēng)的目的。要保持α≥60°，必須使Pj／Pd≥3.0(uj/ud≥1.73)。在要求高的工程中，為了使空氣出流方向垂直管道側(cè)壁，可在孔口處裝置垂直于側(cè)壁的檔

66、板，或把孔口改成短管。,118,5．5．3 均勻送風(fēng)風(fēng)道的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)均勻送風(fēng)風(fēng)道時(shí)，常把側(cè)孔（或短管）按需要均勻地布置在風(fēng)道的長(zhǎng)度上，并將風(fēng)道劃分為若干個(gè)距離相等的管段。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定各側(cè)孔的流量系數(shù)μ為常數(shù)；兩側(cè)孔間管段的單位長(zhǎng)度摩擦阻力損失Rm，可用管段首端上求得的Rm來(lái)代替；對(duì)于風(fēng)道上送風(fēng)口處的局部阻力損失pz的計(jì)算，通?？梢园褌?cè)孔看作是支管長(zhǎng)度為零的三通。,119,當(dāng)空氣從側(cè)孔送出時(shí)產(chǎn)生兩部分局部阻力，分別用通路局部阻力

67、系數(shù)ζt和側(cè)孔局部阻力系數(shù)ζ0來(lái)表示。側(cè)孔送風(fēng)的通路局部阻力系數(shù)如表5-7所示，表中數(shù)據(jù)由實(shí)驗(yàn)求得，表中ζt值對(duì)應(yīng)孔前的管內(nèi)動(dòng)壓。從側(cè)孔或條縫口出流時(shí)，孔口的流量系數(shù)可近似取μ=0.6～0.65。,按兩側(cè)孔之間管段首未兩端的動(dòng)壓差等于兩側(cè)孔間管段壓力損失的原則，來(lái)確定風(fēng)道的截面尺寸,120,5．5．4 均勻送風(fēng)風(fēng)道的常見(jiàn)形式,常用的均勻送風(fēng)管道型式很多，按其設(shè)計(jì)原理大致可分為兩大類(lèi)，即沿風(fēng)道全長(zhǎng)靜壓力不變的等靜壓均勻送風(fēng)風(fēng)道風(fēng)

68、道全長(zhǎng)上靜壓變化的送風(fēng)風(fēng)道。（1）風(fēng)道全長(zhǎng)靜壓不變?nèi)鐖D5-21a所示，沿長(zhǎng)度方向風(fēng)道的截面積是變化的，而側(cè)孔或多縫口的面積不變，所以其出風(fēng)口的速度是相同的，。,121,圖5-21b所示的送風(fēng)風(fēng)道是等截面的，即沿風(fēng)道全長(zhǎng)截面積不變，在靜壓箱內(nèi)放入適當(dāng)?shù)淖枇w，用增加管內(nèi)氣流流動(dòng)阻力的辦法，抵消由于管內(nèi)動(dòng)壓降低而復(fù)得的靜壓，以達(dá)到均勻送風(fēng)的目的。,,圖5-21 靜壓不變的均勻送風(fēng)風(fēng)道的結(jié)構(gòu)形式,122,,圖5-21c所示的作法是使送風(fēng)管