局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)

局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)基本假設(shè)非壓縮性流，流體密度不變，質(zhì)量守恆→風(fēng)量（流量）守恆導(dǎo)管無洩漏基本假設(shè)非壓縮性流，流體密度不變，質(zhì)量守恆→風(fēng)量（流量）守恆局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)造成靜壓變化的因素管壁摩擦（同時(shí)造成全壓損失）紊流（同時(shí)造成全壓損失）流速改變（不造成全壓損失）造成靜壓變化的因素管壁摩擦（同時(shí)造成全壓損失）管壁摩擦管壁摩擦局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)DPS=FPV<0紊流壓損DPS=FPV<0紊流壓損局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)流速改變?nèi)珘簬缀醪蛔冹o壓下降流速改變?nèi)珘簬缀醪蛔冹o壓下降局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)導(dǎo)管開口（含氣罩）的壓力損失風(fēng)速：0->導(dǎo)管風(fēng)速動(dòng)壓：增加若無其他損失：靜壓下降：且下降量=動(dòng)壓增加量全壓不變考慮摩擦與紊流損失全壓下降靜壓下降，且下降量>動(dòng)壓增加量導(dǎo)管開口（含氣罩）的壓力損失風(fēng)速：0->導(dǎo)管風(fēng)速Ps=0Pv=0Pt=0若無摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-25mmH2OPt=0考慮摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-40mmH2OPt=-15mmH2Ov=20m/sPvPsPtPs=0若無摩擦與紊流損失v=20m/sPvPsP描述氣罩壓力損失的方法壓損因數(shù)（EntryLossFactor，F(xiàn)h）進(jìn)口係數(shù)（CoefficientofEntry，Ce）描述氣罩壓力損失的方法壓損因數(shù)（EntryLossFac氣罩壓損係數(shù)氣罩後方Pt=-Fh

Pv

orDPt=Fh

PvPs=Pt–Pv=-Fh

Pv–Pv=-(Fh+1)PvorDPs=(1+Fh)Pv1：加速因數(shù)氣罩壓損係數(shù)氣罩後方Pt=-FhPvorDPtPs=0Pv=0Pt=0若無摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-25mmH2OPt=0考慮摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-40mmH2OPt=-15mmH2Ov=20m/sPvPsPtFh=-Pt/Pv=15/25=0.6or=-Ps/Pv–1=40/25–1=0.6Ps=0若無摩擦與紊流損失v=20m/sPvPsP氣罩進(jìn)口係數(shù)Ce=氣罩風(fēng)量/無壓損之流量=

Q/Qmax氣罩進(jìn)口係數(shù)Ce=氣罩風(fēng)量/無壓損之流量=Q/QmaPs=0Pv=0Pt=0若無摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-25mmH2OPt=0考慮摩擦與紊流損失Pv=25mmH2OPs=-40mmH2OPt=-15mmH2Ov=20m/sPvPsPtPs=0若無摩擦與紊流損失v=20m/sPvPsP氣罩前後壓力變化Pt=Fh

PvPvPs=(1+Fh)PvFhCe氣罩前後壓力變化Pt=FhPvPvPs=(1+Fh局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)如何決定壓損係數(shù)自行測(cè)試（壓力計(jì)，建議採(cǎi)用）廠商提供資訊經(jīng)驗(yàn)公式或圖表（最後手段）如何決定壓損係數(shù)自行測(cè)試（壓力計(jì)，建議採(cǎi)用）風(fēng)速壓力損失風(fēng)量壓力損失動(dòng)壓壓力損失DPt=F×Pvv=Q/ADPt=K×Q2Pv=rv2/2風(fēng)速壓風(fēng)量壓動(dòng)壓壓DPt=F×Pvv=Q/ADPt局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)基本要求每一氣罩風(fēng)量須高於需求值每一導(dǎo)管風(fēng)速須高於搬運(yùn)風(fēng)速其他考慮因素：導(dǎo)管內(nèi)物質(zhì)濃度風(fēng)速上限：靜電、管壁摩耗、物料損失出口排放風(fēng)速排氣機(jī)進(jìn)出口管徑局部排氣導(dǎo)管設(shè)計(jì)基本要求每一氣罩風(fēng)量須高於需求值如何決定氣罩風(fēng)量法令要求：控制風(fēng)速與抑制濃度要求作業(yè)人員個(gè)人採(cǎi)樣煙霧測(cè)試或追蹤氣體方法：測(cè)試（建議採(cǎi)用）圖表或經(jīng)驗(yàn)公式如何決定氣罩風(fēng)量法令要求：控制風(fēng)速與抑制濃度要求log(個(gè)人採(cǎi)樣濃度)log(氣罩風(fēng)量)log(容許濃度)log(氣罩設(shè)計(jì)風(fēng)量)log(個(gè)人採(cǎi)樣濃度)log(氣罩風(fēng)量)log(容許濃度)l如何決定搬運(yùn)風(fēng)速搬運(yùn)風(fēng)速愈大污染物愈濕黏如何決定搬運(yùn)風(fēng)速搬運(yùn)風(fēng)速污染物導(dǎo)管設(shè)計(jì)主要目的決定各導(dǎo)管管徑?jīng)Q定排氣機(jī)性能要求導(dǎo)管設(shè)計(jì)主要目的決定各導(dǎo)管管徑例題具單一氣罩之局部排氣裝置氣罩風(fēng)量：8.5m3/min氣罩壓損係數(shù)：Fh=0.85氣罩至排氣機(jī)導(dǎo)管：管壁摩擦因數(shù)：f=0.024長(zhǎng)度：11.6m搬運(yùn)風(fēng)速：23m/s以上含有一肘管（Fe=0.22）排氣機(jī)至出口導(dǎo)管長(zhǎng)度：2.4m直徑：10cm例題具單一氣罩之局部排氣裝置11.6m2.4m空氣密度

r=1.2kg/m3氣罩風(fēng)量需求：Q=8.5m3/min氣罩壓損係數(shù)：Fh=0.85肘管壓損係數(shù)：Fe=0.22排氣機(jī)前導(dǎo)管最低搬運(yùn)風(fēng)速：vmin=23m/s排氣機(jī)後導(dǎo)管管徑：10cm導(dǎo)管摩擦損失因數(shù)f=0.024Pt0=Pv0=Ps0=0Ps4=0計(jì)算方向計(jì)算方向1230411.6m2.4m空氣密度r=1.2kg/m3P0-1Q=(8.5m3/min)(1min/60s)=0.1417m3/s導(dǎo)管截面積最大為：Amax=Q/vmin=(0.1417m3/s)/(23m/s)=0.006159m2若導(dǎo)管截面積大於此值，導(dǎo)管內(nèi)風(fēng)速會(huì)小於規(guī)定的23m/s導(dǎo)管最大管徑

dmax=(4Amax/p)1/2=[(4)(0.006159m2)/p]1/2=0.08856mAmax=pdmax2/40-1Q=(8.5m3/min)(1min/60s0-1（續(xù)）若導(dǎo)管管徑只能使用2、3、4、…cm：取管徑

d1=8cm=0.08m若以四捨五入取

d1=9cm>dmax，會(huì)使導(dǎo)管內(nèi)風(fēng)速小於規(guī)定的23m/s若導(dǎo)管管徑可以訂做（自由選取），則令

d1=dmax=0.08856m若管徑

d1

已事先給定，則無需上述步驟0-1（續(xù)）若導(dǎo)管管徑只能使用2、3、4、…cm：取管徑0-1（續(xù)）以管徑

d1=0.08m繼續(xù)以下計(jì)算：導(dǎo)管截面積：A1=pd12/4=p(0.08m)2/4=0.005027m2v1=Q/A1=(0.1417m3/s)/(0.005027m2)=28.18m/s>vmin=23m/sPv1=rv12/2=(1.2kgm/s)(28.18m/s)2/2=476.6Pa在20°C時(shí)，若要求單位為mmAq，則可使用

Pv1=(28.18/4.04)2=48.7mmAq0-1（續(xù)）以管徑d1=0.08m繼續(xù)以下計(jì)算：0-1（續(xù)）氣罩壓損：DPth=Fh

Pv1=(0.85)(476.6Pa)=405.1Pa氣罩後方（點(diǎn)1）：Pt1=0–DPth=-405.1PaPs1=Pt1–Pv1=-405.1Pa–476.6Pa=-881.7Pa或

Ps1=-(1+Fh)Pv1=(1+0.85)(476.6Pa)=-881.7Pa氣罩後方導(dǎo)管動(dòng)壓accelerationfactor0-1（續(xù)）氣罩壓損：DPth=FhPv1=(0.1-2導(dǎo)管壓損：f(L12/d1)Pv1=(0.024)(11.6m)/(0.08m)(476.6Pa)=1659Pa肘管壓損：FePv1=(0.22)(476.6Pa)=104.9Pa1-2的總壓損

DPt1-2=1659Pa+104.9Pa=1763Pa通式：DPt1-2=(fL12/d1+SF)Pv1=[(0.024)(11.6)/(0.08)+0.22](476.6Pa)=1763Pa=DPs1-2導(dǎo)管上配件壓損係數(shù)總和導(dǎo)管摩擦壓損係數(shù)A1=A2，v1=v2

，Pv1=Pv2，DPt1-2=DPs1-21-2導(dǎo)管壓損：f(L12/d1)Pv1=(0.024)1-2（續(xù)）排氣機(jī)入口（點(diǎn)2）：Pv2=Pv1=476.6PaPt2=Pt1–DPt1-2=-401.5Pa–1763Pa=-2168PaPs2=Pt2–Pv2=-2168Pa–476.6Pa=-2645Pa或

Ps2=Ps1–DPs1-2=-881.7Pa–1763Pa=-2645Pa1-2（續(xù)）排氣機(jī)入口（點(diǎn)2）：4-3排氣機(jī)後方導(dǎo)管：由出口往前算排氣機(jī)後方導(dǎo)管管徑已給定：d3=d4=10cm=0.1mA3=A4=pd42/4=pd32/4=p(0.1m)2/4=0.007854m2v3=v4=Q/A3=Q/A4=(0.1417m3/s)/(0.007854m2)=18.04m/sPv3=Pv4=rv32/2=rv42/2=(1.2kg/m3)(18.04m/s)2/2=195.2Pa4-3排氣機(jī)後方導(dǎo)管：由出口往前算4-3（續(xù)）出口（點(diǎn)4）Ps4=0（大氣）Pt4=Ps4+Pv4=0+195.2Pa=195.2Pa導(dǎo)管3-4壓損：

DPt3-4=fL34/d3

Pv3=(0.024)(2.4m)/(0.1m)(195.2Pa)=112.4Pa=DPs3-4A3=A4，v3=v4

，Pv3=Pv4，DPt3-4=DPs3-44-3（續(xù)）出口（點(diǎn)4）A3=A4，v3=v4，4-3（續(xù)）排氣機(jī)出口（點(diǎn)3）Pt3=Pt4+DPt3-4=195.2Pa+112.4Pa=307.7PaPs3=Pt3–Pv3=307.3Pa–195.2Pa=112.4Pa其實(shí)就是

DPs3-4

，因?yàn)?/p>

Ps3=Ps4+DPs3-4=0+DPs3-44-3（續(xù)）排氣機(jī)出口（點(diǎn)3）PsPtPvFTPFSPPsPtPvFTPFSPFTP與FSP排氣機(jī)全壓（FTP）=排氣機(jī)出口全壓–排氣機(jī)入口全壓=Pt3–Pt2