通風(fēng)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1課件

第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§8.1風(fēng)管內(nèi)氣體流動的流態(tài)和阻力8.1.1兩種流態(tài)及其判別分析8.1.2風(fēng)管內(nèi)空氣流動的阻力§8.2風(fēng)管內(nèi)的壓力分布8.2.1動壓、靜壓和全壓8.2.2風(fēng)管內(nèi)空氣壓力的分布§8.3通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算8.3.1風(fēng)道設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原則8.3.2風(fēng)道設(shè)計(jì)的方法8.3.3風(fēng)道設(shè)計(jì)的步驟§8.4均勻送風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算

8.4.1均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理8.4.2均勻送風(fēng)管道的計(jì)算§8.5通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中的常見問題及其處理措施

8.5.1系統(tǒng)劃分8.5.2風(fēng)管的布置、選型及保溫與防腐8.5.3進(jìn)排風(fēng)口布置8.5.4防爆及防火管道作用：連接輸送

設(shè)計(jì)目標(biāo)：在滿足工藝設(shè)計(jì)要求和保證使用效果的前提下，合理地組織空氣流動，使系統(tǒng)的初投資和日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最優(yōu)。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容：風(fēng)管及其部件的布置；管徑的確定；管內(nèi)氣體流動損耗能量計(jì)算；風(fēng)機(jī)和電動機(jī)功率的選擇。4風(fēng)機(jī)1排風(fēng)罩5風(fēng)帽1排風(fēng)罩2風(fēng)管有害氣體室外大氣3凈化設(shè)備通風(fēng)除塵管道第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算室外大氣3風(fēng)機(jī)1新風(fēng)口2進(jìn)氣處理設(shè)備4風(fēng)管5送風(fēng)口室內(nèi)送風(fēng)管道第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算流態(tài)§8.1風(fēng)管內(nèi)氣體流動的流態(tài)和阻力光滑區(qū)紊流過渡區(qū)紊流層流過渡區(qū)粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）◆通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)流體多數(shù)處于紊流過渡區(qū)第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算沿程阻力局部阻力圓管矩形管Rm線算圖柯氏公式先計(jì)算當(dāng)量直徑，再用圓管的方法計(jì)算。局部阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)確定，見附錄5。選值注意管件形狀及相應(yīng)的氣流速度。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算阻力§8.2風(fēng)管內(nèi)壓力分布伯努利方程第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)管內(nèi)空氣壓力分布風(fēng)管內(nèi)空氣壓力分布第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§8.3通風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算壓損平均法：將已知總作用壓頭按干管長度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風(fēng)量和分配到的風(fēng)壓確定風(fēng)管斷面尺寸。靜壓復(fù)得法：利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力，確定風(fēng)管的斷面尺寸。假定流速法：先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定流速，再根據(jù)風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。假定流速法設(shè)計(jì)步驟（1）繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸測圖，對各管段編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。

說明：①編號：由遠(yuǎn)而近順序編號；②長度：按兩管件中心線長度計(jì)算，不扣除管件本身長度。（2）確定合理的空氣流速。（3）確定各管段斷面尺寸，計(jì)算最不利環(huán)路的能量損失。

說明：①最不利環(huán)路即阻力最大的環(huán)路；②管道斷面尺寸應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，確定后，查比摩阻圖按實(shí)際流速計(jì)算損失；③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（除塵器漏風(fēng)量不大于5%）。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算②阻力平衡法：三通支管不調(diào)，在支管上增設(shè)漸縮、擴(kuò)管增大阻力小支管風(fēng)量兩支管阻力<20%時用會增大后面干管和風(fēng)機(jī)的流量和阻力增加支管局損需反復(fù)調(diào)節(jié)使各支管風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求改變閥門開度增加閥門個數(shù)第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算假定流速法設(shè)計(jì)步驟（4）并聯(lián)管路的阻力平衡——使各送、排風(fēng)點(diǎn)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)量。

說明：①阻力不平衡率：一般通風(fēng)系統(tǒng)<15%除塵系統(tǒng)<10%調(diào)整支管管徑（5）計(jì)算系統(tǒng)的總阻力，包括系統(tǒng)設(shè)備阻力在內(nèi)。（6）選風(fēng)機(jī)。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算假定流速法設(shè)計(jì)步驟說明：①選風(fēng)機(jī)不僅要考慮風(fēng)量和阻力，還要考慮輸送氣體性質(zhì)。②風(fēng)機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作，風(fēng)量、風(fēng)壓及電動機(jī)功率需換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況參數(shù)后，再從風(fēng)機(jī)樣本上選取。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算假定流速法設(shè)計(jì)步驟☆例題：一除塵系統(tǒng)，風(fēng)管用鋼板制作，輸送含有鐵礦粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。該系統(tǒng)采用矩形傘形排風(fēng)罩，CLSφ800型水膜除塵器，其進(jìn)口尺寸為318mm×552mm，除塵器阻力△pc=900Pa,對該系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算，確定風(fēng)管斷面尺寸和阻力，并選風(fēng)機(jī)。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§8.4均勻送風(fēng)管道設(shè)計(jì)計(jì)算定義：均勻送風(fēng)是把等量的空氣經(jīng)由風(fēng)道側(cè)壁（開有條縫、孔口或短管）均勻的輸送到各個空間的送風(fēng)方式。優(yōu)點(diǎn)：1）可使送風(fēng)房間空氣分布均勻2）制作簡單，材料節(jié)約。適用：通風(fēng)、空調(diào)、冷庫、烘房及氣幕第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.4.1均勻送風(fēng)管道的設(shè)計(jì)原理

vjvdv靜壓差產(chǎn)生的流速動壓差產(chǎn)生的流速實(shí)際流速風(fēng)管內(nèi)的軸向流速方向（出流角α）實(shí)際流速與風(fēng)管軸向的夾角第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算孔口f0平均流速孔口f0流量f0fvjvdVqv0按f計(jì)算按f0計(jì)算第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算斷面不變的矩形送、排風(fēng)管，采用條縫形風(fēng)口送、排風(fēng)。不采用均勻送、排風(fēng)，風(fēng)口上的風(fēng)速分布1212送風(fēng)——任意1、2斷面能量方程：pj1+pd1=pj2+pd2+Δpm1-2+Δpz1-2qv不斷，風(fēng)管斷面面積F不變vd2pd2Δppj2vj2合速v方向向vj偏，且變大第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.4.2實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的措施

分析不采用均勻送、排風(fēng)，風(fēng)口上的風(fēng)速分布送風(fēng)排風(fēng)21排風(fēng)——任意1、2斷面能量方程：pj1+pd1=pj2+pd2+Δpm1-2+Δpz1-2qv不斷，風(fēng)管斷面面積F不變vd2pd2Δppj2vj2合速v方向向vd偏，且變大第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析改變孔口流量系數(shù)μ

采用錐形風(fēng)管改變送風(fēng)管斷面面積F第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算改變進(jìn)口面積f0f0/F<0.4近似認(rèn)為均勻（條縫形風(fēng)口）措施基本要求①各側(cè)孔或短管的出流風(fēng)量相等；②出口氣流盡量垂直側(cè)壁，即出流角α接近90°，否則盡管風(fēng)量相等也不會均勻。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.4.3實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)的基本條件

（a)qv0相等，即pj及μ相等f0不變側(cè)孔靜壓相等條件pj1+pd1=pj2+pd2+Δpm1-2+Δpz1-2pj1=pj2pd1-pd2=Δpm1-2+Δpz1-2兩側(cè)孔靜壓相等的條件是兩側(cè)孔間的動壓降Δpd=兩側(cè)孔間的壓力損失（Δpm1-2+Δpz1-2）第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算流量系數(shù)孔口相對流量：qv0/qvα≥60°，=0.1~0.5的范圍，對于銳邊的孔口可近似認(rèn)為μ≈0.6≈常數(shù)=700=600=500=400=9000.40.50.60.70.80.11.00.5各側(cè)孔流量系數(shù)μ相等（b)第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算據(jù)文獻(xiàn)，第一側(cè)孔α≥60°（

pj/pd≥3.0，即vj/vd≥1.73），可使α向著風(fēng)道末端逐漸增大。比值愈小，出流就會向風(fēng)管末端偏斜，難于達(dá)到均勻送風(fēng)的目的。pj/pd增大，使出流角α增大孔口處裝置垂直于側(cè)壁的擋板，或把孔口改成短管。

側(cè)孔氣流出流方向與送風(fēng)均勻性第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算①確定側(cè)孔的個數(shù)、間距、面積f0及出風(fēng)量qv0，②確定風(fēng)管斷面尺寸F和風(fēng)管阻力Δp。設(shè)計(jì)內(nèi)容第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.4.4均勻送風(fēng)管道的計(jì)算

步驟：①確定側(cè)孔個數(shù)，間距及每個側(cè)孔的送風(fēng)量。②計(jì)算側(cè)孔面積f0，側(cè)孔靜壓流速vj。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算③計(jì)算送風(fēng)管道直徑D1按vj/vd≥1.73，設(shè)定vd1計(jì)算D1D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10qv1vd1qv0第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算④計(jì)算管道阻力Δpm1-2=Rm1-2l1-2qv1-2（qv1-qv0)D（以D1為近似平均直徑）Δpz1-2=ζpd1Rm1-2qv0/qv1表8-7ζD1D2D3D4D5D6D7D8D9D10qv1qv0vd1pd1=[ρ(vd1)2]/2第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算⑤計(jì)算D21-2能量方程：D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10qv1qv0vd1qv2pj1+pd1=pj2+pd2+Δpm1-2+Δpz1-2pd2vd2pj1=pj2qv2D2⑥依此類推，重復(fù)④、⑤，求Δp2-3及D3等，斷面1處具有的全壓為均勻送風(fēng)管道的總阻力。第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1）理解風(fēng)管內(nèi)氣體流動阻力2）掌握通風(fēng)管道的水利計(jì)算3）掌握均勻管道的水利計(jì)算本章要求Rm線算圖使用方法：已知任意兩參數(shù)，可求出其他兩參數(shù)。流量Q、管徑D、流速v、比摩阻Rm使用條件：1）λ值為紊流過渡區(qū)；2）B0=101.325kPa，t0=20℃，ρ0=1.204kg/m3，

ν0=15.06×10-6m2/s，K0=0.15mm

實(shí)際條件與此不符，則需修正3）圓形鋼制風(fēng)管第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算修正：1）ρ≠ρ0、ν≠ν0第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算溫度和大氣壓力修正曲線公式法查圖法修正：2）t≠t0、B≠B0第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算修正：

3）K≠K0

公式法查表法第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)量直徑：與矩形風(fēng)管有相同Rm的圓形風(fēng)管直徑。流速當(dāng)量直徑定義：流量當(dāng)量直徑定義：使用Dv時，用v查Rm使用DL時，用qv查Rm注意第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算減小漸擴(kuò)管和漸縮管三通措施：問題：合流三通局部阻力系數(shù)常出現(xiàn)負(fù)值，為什么？第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算減小彎管措施：第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算管道進(jìn)出口管道和風(fēng)機(jī)的連接減小措施：第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算例題1:蘭州市某廠一通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)管用薄鋼板制作，已知qv=3600m3/h(1m3/s)，管內(nèi)空氣流速v=12m/s，空氣溫度t=100℃，求風(fēng)管的管徑和單位長度摩擦阻力。例題2：有一表面光滑的磚砌風(fēng)管（K=3mm），斷面尺寸為500×400mm，流量