談通風(fēng)管道局部阻力計(jì)算方法

1、談通風(fēng)管道局部阻力計(jì)算方法胡寶林在通風(fēng)除塵與氣力輸送系統(tǒng)中，管道的局部阻力主要在彎頭、變徑管、三通、閥門(mén)等管件和重雜物分離器、供料器、卸料器、除塵器等設(shè)備上產(chǎn)生。由于管件形狀和設(shè)備結(jié)構(gòu)的不確定性 以及局部阻力的復(fù)雜性，目前許多局部阻力系數(shù)還不能用公式進(jìn)行計(jì)算，只能通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn) 測(cè)試阻力再推算阻力系數(shù)，并制成表格供設(shè)計(jì)者查詢。例如在棉花加工生產(chǎn)線上，常規(guī)的漏斗 形重雜物分離器壓損為300Pa左右，離心式籽棉卸料器壓損為400Pa左右，這些都是實(shí)測(cè)數(shù) 據(jù)，由于規(guī)格結(jié)構(gòu)不同差異也會(huì)很大，所以僅供參考。只有一些常見(jiàn)的形狀或結(jié)構(gòu)比較確定的 管件及設(shè)備可通過(guò)公式計(jì)算阻力系數(shù)，例如彎頭、旋風(fēng)除塵器等。局部

2、阻力是管道阻力的重要組 成部分，一個(gè)R4D90。彎頭的阻力相當(dāng)于2.56.5m的直管沿程阻力。由于涉及到局部阻力 的管件種類繁多，不便一一列舉，因此，本文以彎頭等常用管件為例重點(diǎn)討論在純空氣下和帶料 運(yùn)行時(shí)的局部阻力系數(shù)的變化及局部阻力計(jì)算方法。一、純空氣輸送時(shí)局部阻力和系數(shù)1、局部阻力當(dāng)固體邊界的形狀、大小或者兩者之一沿流程急劇變化，流體的流動(dòng)速度分布就會(huì)發(fā)生 變化，阻力大大增加，形成輸送能量的損失，這種阻力稱為局部阻力。在產(chǎn)生局部損失的地方， 由于主流與邊界分離和漩渦的存在，質(zhì)點(diǎn)間的摩擦和撞擊加劇，因而產(chǎn)生的輸送能量損失比同 樣長(zhǎng)的直管道要大得多，局部阻力與物料的密度及速度的平方成正比，局

3、部阻力計(jì)算公式：HjHd式中：Hj局部阻力，Pa ；局部阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)取得或公式計(jì)算；Hd動(dòng)壓，Pa ；空氣密度，1.205kg / m3 (20 C)；空氣流速5 m/ s2、阻力系數(shù)阻力系數(shù)的確定有兩種方法，一是查表法，二是公式法。查表法：許多管件或設(shè)備都具有特殊的形狀或結(jié)構(gòu)，阻力系數(shù)難以用理論公式計(jì)算，只 能通過(guò)測(cè)試阻力后再反推阻力系數(shù)。為了便于查詢和參考，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)制成了查詢表。 例如表一所示的就是常見(jiàn)規(guī)格圓形管道彎頭的局部阻力系數(shù)查詢表。表中的數(shù)據(jù)都是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。彎頭阻力系數(shù)查詢表 表一RD1.5D2D2.5D3D6D10Da150.0580.0440.0370.0330.02

4、90.0240.016300.1100.0810.0690.0610.0540.0380.030600.1800.1400.1200.1000.0910.0640.051750.2050.1600.1350.1150.1050.0730.058900.2300.1800.1500.1300.1200.0830.0661200.2700.2000.1700.1500.1300.1000.0761500.3000.2200.1900.1700.1500.1100.0841800.3300.2500.2100.1800.1600.1200.092公式法：彎頭、旋風(fēng)除塵器都具有比較規(guī)范的結(jié)構(gòu)和形狀，可

5、以根據(jù)其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法如下:0.75（一）彎頭阻力系數(shù)：0.008 0.6（一）彎頭阻力系數(shù)：0.008 R 0.6D（二）旋風(fēng)除塵器阻力系數(shù):K2 AD式中：彎曲角，；R 曲率半徑，mm ；D 管道首徉 mm。Dp2 h hi式中：一除塵器的局部阻力系數(shù)；K系數(shù)，2040，般取30 :A 除塵器進(jìn)口截面積，;Dp 排風(fēng)管直徑，m ;h 直筒高，m ;hi 錐筒高，m 計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本一致，如表二所示彎頭阻力系數(shù)表（公式計(jì)算） 表二Ran=R/Dn1.01.52.02.53.06.010.0150.0610.0480.0400.0350.0320.0210.015

6、300.1030.0800.0680.0590.0530.0350.026600.1720.1350.1140.1000.0890.0590.043750.2040.1600.1350.1180.1050.0700.051900.2340.1830.1540.1350.1210.0800.0591200.2900.2270.1910.1670.1500.0990.0731500.3430.2690.2260.1980.1770.1170.0861800.3930.3080.2590.2270.2030.1340.099二、物料輸送時(shí)局部阻力系數(shù)附加前面介紹的公式中的局部阻力系數(shù)是按純空氣流動(dòng)時(shí)

7、計(jì) 算的，當(dāng)輸送物料時(shí)，因物料的濃度影響加劇了局部阻力，因此要按輸送濃度附加阻力系數(shù)， 研究還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于供料器、管道的三通、變徑管等阻力系數(shù)基本可按純空氣再附加計(jì)算，j 1。對(duì)于卸料器和除塵器，在器內(nèi)的物料和灰塵的運(yùn)動(dòng)，是靠慣性進(jìn)行的，無(wú)需附加壓損。但是對(duì)于彎頭，它除了取決于物料性質(zhì)、氣流速度、彎曲角度及曲率半徑 外，由于物料在轉(zhuǎn)彎的同時(shí)受物料重力等影響，還與彎頭的空間走向有尖。即使彎頭的規(guī)格完 全相同，但空間走向不同則阻力系數(shù)也會(huì)不同，基本走向如圖一所示。圖一圖中可見(jiàn)，當(dāng)輸送物料時(shí)，水平轉(zhuǎn)垂直向上的彎頭附加阻力系數(shù)最大，為2.2，其次是垂 直向上轉(zhuǎn)水平附加阻力系數(shù)為1.6，然后是水平轉(zhuǎn)水平為

8、1.5，較小的是水平轉(zhuǎn)垂直向下和垂直 向下轉(zhuǎn)水平分別為0.7和10。這樣在計(jì)算物料輸送時(shí)彎頭的局部阻力系數(shù)公式應(yīng)擴(kuò)展為：HjwlKww2式中：Hjw物料輸送時(shí)含有阻力附加系數(shù)的彎頭局部阻力，Pa ；Kw物料輸送時(shí)因空間走向不同而附加的阻力系數(shù)，如圖一；輸送濃度（輸送混合比）；w輸送純空氣時(shí)彎頭的阻力系數(shù)（杳表或計(jì)算）；一空氣密度，1205kg/m3 （20ooC）；空氣流速，m/s三、不同空間走向彎頭阻力分析現(xiàn)以軋花廠外吸籽棉管道彎頭為例計(jì)算分析?；据斔蛥?shù)：籽棉輸送量8500kg/h 混合比0.8，輸送風(fēng)速24m/s，管道直徑360 mm，籽棉從進(jìn)口先后經(jīng)過(guò)三個(gè)R4D90。彎頭后再經(jīng)過(guò)直管

9、進(jìn)入車(chē)間的卸料器，三個(gè)彎頭分別是水平轉(zhuǎn)垂直向上、垂直向上轉(zhuǎn)水平、水平轉(zhuǎn)水平。現(xiàn)分別計(jì)算輸送純空氣和輸送籽棉時(shí)的局部阻力。1、計(jì)算輸送純空氣時(shí)的局部阻力系數(shù)和阻力w1 w2 w3 0.008 40.60.1024Hjwi Hjw2 Hjws 0.102 1 -205 24 35.4Hjw35.4 3 106.2( Pa)2、計(jì)算輸送籽棉時(shí)的局部阻力系數(shù)和阻力jw21.205 2420.232 1 205 24280.5Pa)H jw30.22421.205 24277.7Pa)W112.20.80.1020.281w21 1.60.80.1020.232w31 1.50.80.1020.224H

10、一jw10.2811.205 242297.5Pa)Hjw97.5 80.5 77.7 255.7 ( Pa)顯然，考慮到輸送物料時(shí)因彎頭的空間走向不同其阻力系數(shù)也不同，局部阻力系數(shù)比輸送 純空氣時(shí)要大得多，局部阻力約等于純空氣時(shí)的23倍。所以在計(jì)算彎頭阻力時(shí)不能僅僅按純 空氣時(shí)的系數(shù)來(lái)計(jì)算，必須考慮物料的輸送濃度和彎頭的空間走向。這也充分說(shuō)明，為什么 有時(shí)計(jì)算的管道阻力比實(shí)際阻力小很多，甚至有些人只重視經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)而輕視理論計(jì)算之緣故。四、彎頭阻力系數(shù)與節(jié)數(shù)有尖目前絕大多數(shù)薄鐵制作的彎頭都是多節(jié)彎頭，同樣管徑、彎曲角度和曲率半徑的彎頭， 由于節(jié)數(shù)不同阻力系數(shù)也不同，節(jié)數(shù)越多則阻力系數(shù)越小。如表三所示多節(jié)彎頭阻力系數(shù)表表三90 彎頭的g制作四節(jié)彎頭五節(jié)彎頭七節(jié)彎頭十節(jié)彎頭R/D（二中節(jié)二端節(jié)）（三中節(jié)二端節(jié)）（五中節(jié)二端節(jié)）（八中節(jié)二端節(jié)）1.00.290.280.240.241.50.250.230.210.216.00.08310.00.066其他角度修正系數(shù)（C）異ega604530C0.800.600.40從表三可見(jiàn)，明確制作彎