1、 設計計算的目的：在保證要求的風量分配前提下，合理確定風管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運行費用綜合和最優(yōu)。第六章 通風管道的設計計算第六章：通風除塵管網(wǎng)設計計算n通風管道計算有兩個基本的任務：n 一是確定管道的阻力, 以確定通風除塵系統(tǒng)所需的風機性能; n二是確定管道的尺寸(直徑)，管道設計的合理與否直接影響系統(tǒng)的投資費用和運行費用。第一節(jié) 風管內(nèi)風流的壓力及能量方程一、風管內(nèi)風流的壓力 通風中的空氣壓力也叫風流壓力（簡稱為風壓），它是表示運動空氣所具有的能量，它包括靜壓、動壓和全壓。n1靜壓靜壓 n 在房間內(nèi)或風道內(nèi)的空氣，不論它是否流動，對其周圍壁面都產(chǎn)生垂直于壁面的壓力，稱為空氣的靜壓力

2、。 n絕對靜壓 ：以絕對零壓作為基準的靜壓，用Pj表示 。 n相對靜壓：以當?shù)卮髿鈮毫榛鶞实撵o壓 ，用 表示 。jPjP當?shù)卮髿鈮航^對真空絕對靜壓與相對靜壓n 不同標高的大氣，其靜壓也不同。隨著高度的升高，靜壓降低，反之亦然。如果空氣是不可壓縮的，n Pj =P0 -g z n式中 ：z相對于基準的高度，m； n p0z = 0基準處的空氣靜壓，Pa( N/m2)； n pj 高度為z處的空氣靜壓，Pa(N/m2)； n 空氣的密度，kg/m3 ； n g重力加速度，m/s2。n2動壓動壓 n 流動著的空氣沿它的流動方向將產(chǎn)生一種壓力，稱為空氣的動壓力。n 動壓是單位體積風流運動所具有的動能

3、。它恒為正且具有方向性，它的方向就是風流運動的方向。n 單位體積空氣的質(zhì)量為（kg/m3），風流速度為(m/s)，則根據(jù)動能公式即得風流動壓Pd(Pa)計算式為： n Pd =2/ 2 n3全壓全壓 n全壓Pq等于靜壓Pj與動壓Pd之和，即 n Pq= Pj + Pd 靜壓Pj以相對壓力表示時，若靜壓為正，則全壓總為正；若靜壓為負，則全壓可能為正，也可能為負，取決于| |值與Pd值的相對大小。n 相對全壓 ： n qPjdqPPP4、風流壓力的測定風流壓力測定二、風管內(nèi)風流的流速 由于流體具有粘性，在管道內(nèi)流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦，使得同一斷面上各點的流速各不相等。 平均流速：根據(jù)流量相等原則所確定的

4、均勻流速，稱為斷面平均流速。 工程上所指的管道流速就是這個斷面的平均流速。 一般所說的斷面動壓或全壓，指平均風速所對應的動壓或全壓。三、風管內(nèi)風流流動的連續(xù)性方程 在風管中流動的風流是連續(xù)不斷的介質(zhì)，充滿它流經(jīng)的空間，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，流入空間的流體質(zhì)量等于流出其空間的流體質(zhì)量。 當空氣從風管的1斷面流向2斷面，且做定常流動時（即在流動中不漏風又無補給），則兩個過流斷面的空氣質(zhì)量流量相等，即2212132122211121 /21 /kg21 mSSsmvvmSvSv斷面上的斷面積，、斷面上的平均流速，、斷面上的平均密度，、式中任一過流斷面的質(zhì)量流量為Mi（kg/s），則 Mi=constn四

5、、風管內(nèi)風流運動的能量方程n 能量方程是能量守恒原理在氣體流動中的具體表現(xiàn)形式和數(shù)學表達式。流體運動所具有的能量包括內(nèi)能U和機械能E，而機械能包括流體的靜壓能P，動壓能v2/2和位勢能Zg，即 22vgZPE 由于與外界發(fā)生熱交換及對外界做功，其能量就要發(fā)生變化，根據(jù)熱力學第一定律即有 式中 U1、U2分別為斷面1、2流體的內(nèi)能； E1、E2分別為斷面l、2流體的機械能； q流體與外界交換的熱量； h流體對外界所做的功。hqEUEU)()(2211n對于絕熱過程q=0；對于等溫過程內(nèi)能不變U1=U2。則不可壓縮流體絕熱、等溫的穩(wěn)定流動過程的能量方程為 2222222111vgZPvgZP 1-

6、1斷面與2-2斷面之間若有風機（通風機的全壓為H）存在時：1122Z1Z2v1v2122222211122hvgZPHvgZPn 通風工程中。常采用相對壓力表示風流的壓力，而不測定和計算絕對壓力。 對于水平管道：1222221122hvPvP對于垂直或傾斜管道：122222121122hgZvPgZvP 應用：阻力測定、通風機壓力測定、分析通風管道的壓力分布情況五、空氣壓力的測定 n通風工程中空氣壓力測定包括：空氣絕對壓力測定和空氣相對壓力測定。 n1空氣絕對壓力的測定 n絕對壓力的測定，通常使用水銀氣壓計和空盒氣壓計。 n（1）水銀氣壓計 （2）空盒氣壓計 n2相對壓力的測定 n 相對壓力的

7、測定，常用的有形壓力計、單管傾斜壓力計和補償微壓計。它們都須與皮托管配合來測量風流的靜壓、動壓和全壓。n（1）皮托管n（2）形壓力計 n形壓力計（也稱為形水柱計），有垂直和傾斜兩種類型，它們都是由一內(nèi)徑相同、裝有蒸餾水或酒精的形玻璃管與刻度尺所構成它的測壓原理是：形管兩側液面承受相同壓力時，液面處于同一水平；當兩側液面壓力不同時，壓力大的一側液面下降，另一側液面上升，從中間的標尺即可讀出壓差。n（3）單管傾斜壓力計 n 為了提高測量精度，可 采用傾斜形壓力計。設傾斜形壓力計的傾斜角度為，兩側液面差為L (mm)，則所測壓力差為H（mmH2O），即所測壓力P（Pa）為：n P=gH =gLsin

8、 n式中 形管中液體的密度（kg/m3）； n P所測壓力，Pa； n g重力加速度，m/s2。n（4）補償式微壓計 六、風速測定 n1空氣示蹤法 n空氣示蹤法是把有色煙霧（稱為示蹤氣體）釋放于運動的空氣中，根據(jù)示蹤氣體在一定時間t內(nèi)的距離L，即可計算出風速大小v為： n v=L/t n常用的示蹤氣體有氯化銨（NH4Cl），六氟化硫（SF6）等。SF6比較穩(wěn)定，適用于通風模擬試驗。n2、機械風表與電子風表 n3動壓法 n 采用皮托管與壓差計測出風流的動壓Pd，然后按下式計算出相應的風速： 式中 Ri第i個測點圓環(huán)半徑，m； R風筒半徑，m； i從風筒中心算起圓環(huán)序號； n測點圓環(huán)數(shù)。 測點圓環(huán)

9、的數(shù)量n，應根據(jù)被測風管的直徑大小來確定。一般直徑為300600mm時，n取3，直徑為7001000mm時，n取4。dPv2n4熱式風速儀 n 包括熱球風速儀、熱線風速儀等，其原理是通過熱敏感元件因風速變化引起其溫度變化而使其電性參數(shù)改變，從而實現(xiàn)對風速的測定。第二節(jié) 風管內(nèi)風流的阻力n摩擦阻力 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，稱為摩擦阻力或沿程阻力。n局部阻力 空氣流經(jīng)風管中的管件及設備時，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，稱為局部阻力。一、摩擦阻力1.摩擦阻力計算式lvRPsm2412摩擦阻力系數(shù)；風管的水力半徑，m。sRPfRsf管道

10、中充滿流體部分的橫斷面積，P濕周，在通風、空調(diào)系統(tǒng)中即為風管的周長，m。圓形風管 442DDDPfRslvDPm212因為所以圓形風管單位長度的摩擦阻力（又稱比摩阻）為：22vDRm2.摩擦阻力系數(shù) 與空氣在風管內(nèi)流動狀態(tài)和風管管壁的粗糙度有關。 流動狀態(tài)： 管壁的粗糙度： 絕對粗糙度：K 相對粗糙度:K/dvdRe摩阻系數(shù)的確定：1、層流區(qū)Re2000eR642、臨界區(qū)Re=2000-400030025.0eR3、紊流區(qū)Re400025.06811.0dKRedKRe7 .351.2lg21 制成線解圖或計算表，則已知流量、管徑、流速、阻力四個參量中的兩個，即可求得其余兩個參量。 線解圖是按

11、過渡區(qū)的值，在壓力B0=101.3kPa、溫度t0=20、空氣密度0=1.204kg/m3、運動粘度v0=15.06106 m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圓形風管等條件下得出的。當實際使用條件下上述條件不相符時，應進行修正。 熟悉附錄9 通風管道單位長度摩擦阻力線算圖。Re51. 27 . 3lg21DK22vDRmn確定比摩阻的方法：（1）線算圖（P243） 圖的多種用法：由L、D求Rm由L、Rm求D由L、v求D、RmDLLvRm（2）計算表格修正： 實際使用條件與上述條件不相符時，應進行修正。1、 密度和粘度的修正 1 . 0091. 000/mmRR 式中， 實際的單位長度摩擦阻

12、力，Pa/m； 圖上查出的單位長度摩擦阻力， Pa/m； 實際的空氣密度，kg/m3； 實際的空氣運動粘度，m2/s。mR0mRv2、 空氣溫度和大氣壓力的修正0mBtmRKKR tKBK溫度修正系數(shù)；大氣壓力修正系數(shù)。825. 027320273tKt9 . 03 .101BKBB 實際的大氣壓力，kPa。 也可以通過查圖確定修正系數(shù)。n例6-1 蘭州市某廠有一通風系統(tǒng)，風管用薄鋼板制作。已知風量L=1500m3/h（0.417m3/s），管內(nèi)空氣流速 ，空氣溫度t=100。求風管的管徑和單位長度摩擦阻力。n解：蘭州市大氣壓力 有附錄9查出 D=200mm， 由圖6-1查出 m/s12vkP

13、aB5 .82mPaRm/11082. 0tK83. 0BKmPaRKKRmBtm/6 . 71183. 082. 00n3 管壁粗糙度的修正0mrmRKR 25. 0KvKr管壁粗糙度修正系數(shù)；管壁粗糙度，mm；管內(nèi)空氣流速，m/s。rKKv4、 矩形風管的摩擦阻力計算 當量直徑：與矩形風管有相同單位長度摩擦阻力的原型風管的直徑。 （1）流速當量直徑: 圓形風管的水力半徑 ：矩形風管的水力半徑：4DRsbaabRs2 ssRR baabD24令vDbaabD2ABvAvBvA = vB RmA=RmBDB為A的流速當量直徑，記作DvlvRPsm2412由知圓形風管和矩形風管的水力半徑必須相等

14、n例6-2 有一表面光滑的磚砌風管（K=3mm），斷面尺寸為500400mm，流量L=1m3/s（3600m3/h），求單位長度摩擦阻力。96. 15325. 025. 0 KvKr解：矩形風管內(nèi)空氣流速smv/54 . 05 . 01矩形風管的流速當量直徑mmbaabDv44440050040050022根據(jù)流速和直徑，查附錄9，得mPaRm/62. 00粗糙度修正系數(shù) mPaRKRmrm/22. 162. 096. 10例題n表面光滑的風管（K=0.15mm），斷面尺寸500400mm，流量=1m3/s，求比摩阻smv/54 . 05 . 01mmbaabDv444400500400500

15、22查圖得Rm=0.61Pa/m粗糙度修正系數(shù) mPaRKvKmr/22. 162. 096. 196. 15325. 025. 0n（2）流量當量直徑: 設某一圓型風管中的空氣流量與矩形風管的空氣流量相等，并且單位長度的摩擦阻力也相等，則該圓型風管的直徑就稱為此矩形風管的流量當量直徑，以 表示。53327. 1babaDLLD25. 0625. 03 . 1baabDL或注意：查用表圖時必須對應使用流量和流量當量直徑或流速和流速當量直徑例題n表面光滑的風管（K=0.15mm），斷面尺寸500400mm，流量=1m3/s，求比摩阻smL/13mmbaabDL487)()(3 . 125. 06

16、25. 0查圖得Rm=0.61Pa/m二、局部阻力22vZ局部阻力系數(shù)。 在通風除塵管網(wǎng)中, 連接部件很多, 因此局部阻力較大, 為了減少系統(tǒng)運行的能耗, 在設計管網(wǎng)系統(tǒng)時, 應盡可能降低管網(wǎng)的局部阻力. 在流量、流向及管道斷面形狀發(fā)生變化的局部由于渦流造成的能量損失。局部阻力系數(shù)舉例合流三通支管局部阻力系數(shù)直管局部阻力系數(shù)2）減小局部阻力的措施 在常用的通風系統(tǒng)總流動阻力中，局部阻力占主要比例 1.彎頭圓形風管彎頭曲率半徑一般應大于12倍管徑矩形風管長寬比B/A越大，阻力越小矩形直角彎頭內(nèi)設導流片2）減小局部阻力的措施2.三通減小干管和支管間夾角保持干管和支管流速相當避免出現(xiàn)引流現(xiàn)象，主管氣

17、流大于支管氣流速度3.排風立管出口降低排風立管的出口流速減小出口的動壓損失管邊尖銳的傘形風帽帶擴散管的傘形風帽2）減小局部阻力的措施4.管道和風機的連接避免在接管處產(chǎn)生局部渦流5.避免突擴、突縮，用漸擴、漸縮=8o10o, 最大45o2）減小局部阻力的措施6.減少進出口的局部損失 三、 通風管道的阻力特性1、通風管道的阻力特性系數(shù)2)(2vDlZPPm222)(LFDlP22)(FDlK2KLP K:阻力特性系數(shù)，62/mSPa2、并聯(lián)分支管道的風量分配 如果設計時并聯(lián)支管的阻力并不相等，實際運行時，風量將如何分配？21PP222211LKLK21LLL1211KKLL1122KKLL因為所以

18、3、例題：某有并聯(lián)分支管道的通風管網(wǎng)如圖所示。已知設計的結果 不進行阻力平衡調(diào)整，求運行后并聯(lián)分支管道的風量各為多少？（運行后的總風量等于設計的總風量）PaPPaPsmLsmL200,350,/4 . 0,/6 . 0213231L1L2n 分析管內(nèi)壓力分布的目的是了解管內(nèi)壓力的分布規(guī)律, 為管網(wǎng)系統(tǒng)的設計和運行管理提供依據(jù). 分析的原理是風流的能量方程和靜壓、動壓風流的能量方程和靜壓、動壓與全壓的關系式與全壓的關系式. .第二節(jié) 風管內(nèi)風流的壓力分布理論基礎1、Pq=Pd+Pj2、未開風機時，Pj=Pq=大氣壓大氣壓=03、風機開動后，Pq2= Pq1-(Rml+Z)1-2。4、Pm=Rml

19、直線分布；Z集中分布 n僅僅有摩擦阻力的通風管道內(nèi)的壓力分布 首先，算出各點（斷面）的靜壓值、動壓值和全壓值，再把它們標出后逐點連接起來，最后，可以得出風管內(nèi)的壓力分布圖。)2(2 2 0 11 21121111211111110110vZvPPZvPPPPZPPZPPqjjdjqqqqq故顯然則力，取表壓力值，式中，全壓等于大氣壓）斷面的能量方程式：口處（點建立空氣在入口外和入：入口點各點的壓力確定如下：n一般通風管道內(nèi)的壓力分布一般通風管道內(nèi)的壓力分布第六章：通風除塵管網(wǎng)設計計算第六章：通風除塵管網(wǎng)設計計算第四節(jié) 通風管道的水力計算目的:確定各管段的管徑和阻力前提:系統(tǒng)和設備布置、風管材料

20、、各排風點的風量、位置均已確定。n管道直徑的確定n在計算管道直徑時, 應滿足以下約束條件:n(1) 管內(nèi)流速的要求: 對于除塵管道, 為了防止粉塵沉積管壁上, 管內(nèi)流速要大于一定的數(shù)值, 即UUmin, Umin為防止粉塵沉積的最小風速。 對非除塵管網(wǎng)可不受這個條件的約束.n(2) 阻力平衡要求: 要使各分支的風量滿足設計要求, 各分支的阻力必須平衡. 如果設計的阻力不平衡就應進行調(diào)節(jié).n (3) 管道投資費用和運行費用的合理性: 管道直徑增大, 阻力減少, 運行費用降低, 但阻力增大, 運行費用也增大. 因此, 管徑的合理性應表現(xiàn)在管道投資費用與運行費用總和最小.n 設計時, 要使確定的管徑

21、完全滿足上述約束條件是很困難的, 因此人們提出了各種計算方法, 常用的有以下幾種方法假定流速法、等壓損法（壓損平均法）、靜壓復得法、優(yōu)化設計法。風管水力計算的方法n假定流速法 常用的方法n壓損平均法 風機壓頭已定，用此方法比較方便n靜壓復得法 利用復得的靜壓來克服阻力n1. 假定流速法n 其原理是取管內(nèi)流速等于最小風速或經(jīng)濟風速, 根據(jù)管內(nèi)的流量Li即可得管徑Di為:n采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需進行阻力平衡調(diào)節(jié). min4VLDii假定流速法的計算步驟和方法1、繪制通風或空調(diào)系統(tǒng)軸測圖，對各管段進行編號，標注長度和風量。 管段長度一般按兩管件間中心線長度計算，不扣除管件(如三通

22、，彎頭)本身的長度。2、確定合理的空氣流速 流速高，風管斷面小，材料耗用少，建造費用小；但是系統(tǒng)的阻力大，動力消耗增大，運用費用增加。對除塵系統(tǒng)會增加設備和管道的摩損，對空調(diào)系統(tǒng)會增加噪聲。 流速低，阻力小，動力消耗少；但是風管斷面大，材料和建造費用大，風管占用的空間也增大。對除塵系統(tǒng)流速過低會使粉塵沉積堵塞管道。 因此，必須通過全面的技術經(jīng)濟比較選定合理的流速。根據(jù)經(jīng)驗總結，風管內(nèi)的空氣流速可按參照表確定。建筑物類別管道系統(tǒng)的部位風速靠近風機處的極限流速自然通風機械通風輔助建筑吸入空氣的百葉窗01.0241012吸風道1226支管及垂直風道0.51.525水平總風道0.51.058近地面的進

23、風口0.20.50.20.5近頂棚的進風口0.51.012近頂棚的排風口0.51.012排風塔11.536工業(yè)建筑材料薄鋼板總管614支管28室內(nèi)進風口1.53.5室內(nèi)回風口2.53.5新鮮空氣入口5.56.5磚、礦渣、石棉水泥、礦渣混凝土412261.53.02.03.056工業(yè)管道中常用的空氣流速（工業(yè)管道中常用的空氣流速（m/sm/s）風速（m/s）部 位低速風管高速風管推薦風速最大風速推薦最大居住公共工業(yè)居住公共工業(yè)一般建筑新風入口2.52.52.54.04.5635風機入口3.54.05.04.55.07.08.516.5風機出口586.5108128.57.5118.51412.5

24、25主風道3.54.556.569465.586.51112.530水平支風道3.03.04.5453.54.04.06.5591022.5垂直支風道2.53.03.54.03.254.04.06.0581022.5送風口121.53.534.02.03.03.05.0354空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（m/sm/s）粉塵類別粉塵名稱垂直風管水平風管纖維粉塵干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218礦物粉塵耐火材料粉塵1417粘土1316石灰石1416水泥1218濕土（含水2%以

25、下）1518重礦物粉塵1416輕礦物粉塵1214灰土、砂塵1618干細型砂1720金剛砂、剛玉粉1519金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923鉛塵2025其它粉塵輕質(zhì)干粉塵（木工磨床粉塵、煙草灰）810煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵1012假定流速法的計算步驟和方法3.根據(jù)各風管的風量和選擇的流速，按計算各管段的斷面尺寸，并計算摩擦阻力和局部阻力。 n確定風管斷面尺寸時，應采用規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定的通風管道規(guī)格。風管斷面尺寸確定后，應按管內(nèi)實際流速計算阻力。阻力計算應從最不利環(huán)路（即阻力最大的環(huán)路）開始。4、并聯(lián)管路的阻力計算 衡量標準：對于一般的通風系統(tǒng)，兩支管的阻力差應不超過15

26、%，除塵系統(tǒng)應不超過10%。（1）調(diào)節(jié)支管管徑225. 0PPDD（2）增大風量5 . 0PPLL（3）閥門調(diào)節(jié)5、計算系統(tǒng)的總阻力6、選擇風機（1）確定風機的類型（2）計算擬選風機的風量和風壓 風壓附加系數(shù)，一般的送排風系統(tǒng)1.11.15;除塵系統(tǒng)1.151.2； 風量附加系數(shù)，一般的送排風系統(tǒng)1.1;除塵系統(tǒng)1.11.15。（3）當風機在非標準狀態(tài)下工作時，換算成標準狀態(tài)PKPPfLKLLfffLL 2 . 1ffPPn2. 等壓損法（壓損平均法）n該法的原理是, 假設風機的風壓H為已知, 各管段單位長度的壓力損失相等, 由此而求出各分支的管徑. 這種方法計算結果也很難滿足阻力平衡要求,

27、因此也需要進行阻力平衡調(diào)節(jié).n3. 靜壓復得法：該法原理是在管道的分支處, 由于分流使流速降低, 根據(jù)靜壓與動壓的轉換原理, 流速降低, 使風管分支處復得一定的靜壓, 令此復得靜壓等于該管段的阻力.由此即可求得管道的直徑. 此法主要用于高風速管網(wǎng)的計算.n4. 優(yōu)化設計法：該法的原理是以管道投資費用與運行費用總和最低作為目標函數(shù)而獲得管道直徑. 這種方法是管網(wǎng)設計計算中的新理論, 它對于降低通風系統(tǒng)的能耗, 提高管網(wǎng)風平衡精度具有重要的意義.例6-5 如圖所示通風管網(wǎng)。風管用鋼板制作，輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。除塵器阻力為1200Pa，對該管網(wǎng)進行水力計算，并獲得管網(wǎng)特性曲線。

28、返回解： 1對各管段進行編號，標出管段長度和各排風點的排風量。 2選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風機-7為最不利環(huán)路。 3根據(jù)各管段的風量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。 根據(jù)表6-4，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風管內(nèi)最小風速為：垂直風管12m/s，水平風管14m/s。 考慮到除塵器及風管漏風，取 5的漏風系數(shù)，管段 6及 7的計算風量為 63001.05 6615m3h。 管段1 水平風管，初定流速為14m/s。根據(jù) Ql 1500m3/h（0.42m3/s）、v1= 14m/s由附錄9查出管徑和單位長度摩擦阻力。所選管徑應盡量符合附錄

29、11的通風管道統(tǒng)一規(guī)格： D1200mm；實際流速v113.4m/s； Rm1=12.5Pa/m 同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結果見表6-5。4.確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦力，見表6-5。5.計算各管段局部阻力例如：.計算各管段的沿程阻力和局部阻力(見表6-5)對并聯(lián)管路進行阻力平衡：8.計算系統(tǒng)總阻力，獲得管網(wǎng)特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管路1-3-5-6-7阻力之和。9.選擇風機返回1返回2第四節(jié) 均勻送風管道設計計算一、均勻送風管道的設計原理二、實現(xiàn)均勻送風的基本條件三、側孔送風時的通路局部阻力系數(shù)和側孔局部阻力系數(shù)四、均勻送風管道的計算方法n 第四節(jié) 均勻送風

30、管道的設計計算n要求送風管道從風管側壁上的若干風口(或短管), 以相同的出口速度, 均勻地把等量的空氣送入室內(nèi), 這種送風管道稱為均勻送風管道. n均勻送風管道的構造有兩種形式, 一種是均勻送風管道的斷面變化(即斷面逐漸縮小)而側風口(或短管)的面積相等; 另一種是送風管道的斷面不變化而側風口(或短管)的面積都不相等.n其計算的基本原理是保持各側孔的靜壓相等保持各側孔的靜壓相等. 根據(jù)管道阻力的計算和能量方程即可求得各側孔靜壓相等的關系式.n均勻送風管道計算的目的是確定側孔的面積, 風管斷面尺寸以及均勻送風管段的阻力. 當側孔的數(shù)量, 側孔的間距以及每個側孔的送風量確定之后, 按上述原理即可計

31、算出均勻送風管道的尺寸.一、均勻送風管道的設計原理（1）速度 靜壓差產(chǎn)生的流速 空氣在風管內(nèi)的流速 出流角 孔口實際流速 jjPv2ddPv2djdjPPvvtgsinjvv （2）流量vfL36000孔口流出風量：vvfffj00sinjjPfvfvfL236003600sin36000000空氣在孔口面積上的平均流速：jvfLv0003600jvdvf0fvn風口的流速分布如圖風口的流速分布如圖：（矩形送風管斷面不變）（矩形送風管斷面不變）v*要實現(xiàn)均勻送風可采取的措施要實現(xiàn)均勻送風可采取的措施 1、設阻體，改變流量系數(shù)；、設阻體，改變流量系數(shù)； 2、采用錐形風管改變斷面積，保持靜壓不變；

32、、采用錐形風管改變斷面積，保持靜壓不變； 3、改變孔口面積；、改變孔口面積； 4、增大送風斷面面積、增大送風斷面面積F ，減小孔口面積，減小孔口面積f0 。二、實現(xiàn)均勻送風的基本條件：保持各側孔靜壓、流量系數(shù)相等, 增大出流角。1、保持各側孔靜壓Pj相等；2、保持各側孔流量系數(shù)相等； 與孔口形狀、流角以及L0/L= 有關，當大于60， 一般等于0.60L3、增大出流角，大于60，接近90。三、側孔送風時的通路局部阻力系數(shù)和側孔局部阻力系數(shù) (1) 直通部分的局部阻力 (2) 從側孔或條縫口出流時，取0.60.65四、均勻送風管道的計算方法 先確定側孔個數(shù)，側孔間距及每個側孔的送風量，然后計算出

33、側孔面積、送風管道直徑（或斷面尺寸）及管道的阻力。n步驟： （1）擬定孔口平均流速，計算出側孔面積和靜壓（ ）。（2）按 的原則設定vd,求出第一側孔前管道直徑；（3）計算1-2的阻力，確定斷面2的全壓，進而得到斷面2的動壓，求出斷面2的流速，進而求出第二側孔前管道直徑；（4）依此類推，求其余斷面管徑。（5）斷面1的全壓即管道的總阻力。73. 1djvv0vvj五、如圖所示：總風量為如圖所示：總風量為8000m3/h的圓形均勻送風管道的圓形均勻送風管道采用采用8個等面積的側孔均勻送風，孔間距為個等面積的側孔均勻送風，孔間距為1.5M，確，確定其孔口面積、風管各斷面直徑及總阻力定其孔口面積、風管

34、各斷面直徑及總阻力。 解：1、確定孔口平均流速確定孔口平均流速v0，062. 05 . 4360088000/5 . 400fsmv注意：注意：把每一段起始斷面的動壓作為該管段的平均把每一段起始斷面的動壓作為該管段的平均動壓，并假設動壓，并假設、為常數(shù)，將產(chǎn)生一定誤差，但在為常數(shù)，將產(chǎn)生一定誤差，但在工程實際是允許的。工程實際是允許的。第六節(jié) 通風管道設計中的有關問題一、通風除塵系統(tǒng)的劃分 當車間內(nèi)不同地點有不同的送、排風要求，或車間面積較大，送、排風點較多時，為便于運行管理，常分設多個送、排風系統(tǒng)。二、風機及管道的布置三、其他有關問題n一、通風除塵系統(tǒng)的劃分n系統(tǒng)劃分的原則：1空氣處理要求相

35、同、室內(nèi)參數(shù)要求相同的，可劃為同一系統(tǒng)。2同一生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間相同的，可劃為同一系統(tǒng)。3對下列情況應單獨設置排風系統(tǒng)：n（1）兩種或兩種以上的有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸；n（2）兩種有害物質(zhì)混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；n（3）兩種有害物質(zhì)混合后易使蒸汽凝結并積聚粉塵；n（4）放散劇毒物質(zhì)的房間和設備。 n4除塵系統(tǒng)的劃分應符合下列要求：n（1）同一生產(chǎn)流程、同時工作的揚塵點相距不大時，宜合為一個系統(tǒng)；n（2）同時工作但粉塵種類不同的揚塵點，當工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價值時，也可合設一個系統(tǒng)；n（3）溫濕度不同的含塵氣體，當混合后可能導致風管結露時，

36、應分設系統(tǒng)。n5如排風量大的排風點位于風機附近，不宜和遠處排風量小的排風點合為同一系統(tǒng)。增設該排風點后會增大系統(tǒng)總阻力。n 二、風管布置二、風管布置n 風管布置直接關系到通風、空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)關系密切，應相互配合、協(xié)調(diào)一致。n 1除塵系統(tǒng)的排風點不宜過多，以利各支管間阻力平衡。如排風點多，可用大斷面集合管連接各支管。集合管內(nèi)流速不宜超過3m/s，集合管下部設卸灰裝置。n 2除塵風管應盡可能垂直或傾斜敷設，傾斜敷設時與水平面夾角最好大于45。如必需水平敷設或傾角小于30時，應采取措施，如加大流速、設清掃口等。n 3輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時，如表面處理車間的

37、排風管道，應用不小于0.005的坡度，以排除積液，并應在風管的最低點和風機底部裝設水封泄液管。n4在除塵系統(tǒng)中，為防止風管堵塞，風管直徑不宜小于下列數(shù)值： 排送細小粉塵 80mm 排送較粗粉塵（如木屑） 100mm 排送粗粉塵（有小塊物體） 130mmn5排除含有劇毒物質(zhì)的正壓風管，不應穿過其它房間。n6風管上應設置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔和采樣孔等）或預留安裝測量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地點。n7風管的布置應力求順直，避免復雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。三、風管斷面形狀的選擇和管道定型化

38、三、風管斷面形狀的選擇和管道定型化n(一）風管斷面形狀的選擇n風管斷面形狀有圓形和矩形兩種。n 當風管中流速較高，風管直徑較小時，例如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)都用圓形風管。當風管斷面尺寸大時，為了充分利用建筑空間，通常采用矩形風管。例如民用建筑空調(diào)系統(tǒng)都采用矩形風管。 n(二)管道定型化 隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，通風，空調(diào)工程大量增加。為了最大限度地利用板材，實現(xiàn)風管制作，安裝機械化、工廠化，在國家建委組織下，1975年確定了通風管道統(tǒng)一規(guī)格。 通風管道統(tǒng)一規(guī)格有圓形和矩形兩類。必須指出：n1.通風管道統(tǒng)一規(guī)格中，圓管的直徑是指外徑，矩形斷面尺寸是其外邊長，即尺寸中都包括了相應的材料厚度。n2為

39、了滿足阻力平衡的需要，除塵風管和氣密性風管的管徑規(guī)格較多。n3管道的斷面尺寸(直徑和邊長)采用R20系列，即管道斷面尺寸是以公比數(shù) 1.12的倍數(shù)來編制的。2010n四、風管材料的選擇四、風管材料的選擇n 用作風管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、膠合板、纖維板，礦渣石膏板，磚及混 凝土等。需要經(jīng)常移動的風管，則大多用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、橡膠管及金屬軟管等。n 薄鋼板是最常用的材料，有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。 n 硬聚氯乙烯塑料板適用于有腐蝕作用的通風、空調(diào)系統(tǒng)。 n 以磚，混凝土等材料制作風管，主要用于需要與建筑、結構配合的場合。 風管材料風管材料 n五、風管的保溫五、風管

40、的保溫n 當風管在輸送空氣過程中冷、熱量損耗大，又要求空氣溫度保持恒定，或者要防止風管穿越房間時對室內(nèi)空氣參數(shù)產(chǎn)生影響及低溫風管表面結露，都需要對風管進行保溫。通常保溫結構有四層：1、防腐層2、保溫層3、防潮層4、保護層n六、進、排風口六、進、排風口n(一)進風口進風口是通風、空調(diào)系統(tǒng)采集室外新鮮空氣的入口，其位置應滿足下列要求： 1應設在室外空氣較清潔的地點。進風口處室外空氣中有害物質(zhì)濃度不應大于室內(nèi)作業(yè)地點最高允許濃度的30%。 2應盡量設在排風口的上風側，并且應低于排風口。 3進風口的底部距室外地坪不宜低于2m，當布置在綠化地帶時不宜低于1m。 4降溫用的進風口宜設在建筑物的背陰處。n(

41、二)排風口n1在一般情況下通風排氣立管出口至少應高出屋面0.5m。n2通風排氣中的有害物質(zhì)必需經(jīng)大氣擴散稀釋時，排風口應位于建筑物空氣動力陰影區(qū)和正壓區(qū)以上。n3要求在大氣中擴散稀釋的通風排氣，其排風口上不應設風帽。n七、防爆及防火七、防爆及防火n設計有爆炸危險的通風系統(tǒng)時，應注意以下幾點：n 1系統(tǒng)的風量除了滿足一般的要求外，還應校核其中可燃物的濃度。如果可燃物濃度在爆炸濃度的范圍內(nèi)，則應按下式加大風量：n n 2防止可燃物在通風系統(tǒng)的局部地點(死角)積聚。n 3選用防爆風機，并采用直聯(lián)或聯(lián)軸器傳動方式。如果采用三角皮帶傳動，為防止靜電產(chǎn)生火花，可用接地電刷把靜電引入地下。n 4有爆炸危險的通風系統(tǒng)，應設防爆門。當系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇升高時，靠防爆門自動開啟泄壓。 第七節(jié) 通風除塵系統(tǒng)的測定調(diào)試n目的： （1）發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計、施工質(zhì)量和設備性能等方面存在的問題，從而采取相應的改進措施以保證系統(tǒng)達到設計要求； （2）使運行人員熟悉和掌握系統(tǒng)的性能和特點，并為系統(tǒng)的經(jīng)濟合理運行積累資料。 n一 、初次調(diào)試n1、調(diào)試準備n （1）根據(jù)設計要求和施工規(guī)范進行檢查，校正不合理的地方。通風空調(diào)工程施工標