通风除尘管道的设计计算.ppt

通风除尘管道的设计计算 第六章 通风除尘管道设计计算 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。 　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, 由于速度大小和方向的变化及涡流、冲击作用等产生的能量损失. 1. 摩擦阻力 管道的摩擦阻力采用下式计算: ΔPm=λ·(L/De)·ρＶ2/2 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; 　 Ｖ----管内平均流速, m/s; 　 De----风管的当量直径, m. 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. 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: (1) 比摩阻法: 令 Rm=(λ/De)·ρＶ2/2 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（附录6）, 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. (2) 综合摩擦阻力系数法: 管内风速Ｖ=L/f, L为管内风量, f为管道断面积. 将Ｖ代入摩擦阻力计算式ΔPm=λ·(L/De)·ρＶ2/2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. 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. （1）密度和粘度的修正 式中：Ｒｍ－－实际单位长度摩擦阻力 　　　Ｒｍ0－－图上查出单位长度摩擦阻力 　　　ρ －－实际的空气密度 　　　ν －－实际的空气运动粘度 （2）空气温度和大气压力的修正 式中：Ｋｔ－－温度修正系数 　　　ＫＢ－－大气压力修正系数 　　　Ｋｔ、ＫＢ可以直接由图6－1查出。 2. 局部阻力 局部阻力计算式为: Z=ξ·ρＶ2/2 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; (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;