山东通风管道系统的设计计算

在进行通风管道系统的设计计算前,必须首先确定各送(排)风点的位置和送(排)风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。设计计算的目的是,确定各管段的管径(或断面尺寸)和压力损失,保证系统内达到要求的风量分配,并为风机选举和绘制施工图提供依据。

进行通风管道系统水力计算的方法有很多,如等压损法、假定流速法和当量压损法等。在一般的通风系统中用得最普遍的是等压法和假定流速法。等压损法是以单位长度风管有相等的压力损失为前提的。在已知总作用压力的情况下,将总压力按风管长度平均分配给风管各部分,再根据各部分的风量和分配到的作用压力确定风管尺寸。对于大的通风系统,可利用等压损法进行支管的压力平衡。

假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标,计算出风管的断面尺寸和压力损失,再对各环路的压力损失进行调整,达到平衡。这是目前最常用的计算方法。

一、山东通风管道系统的设计计算步骤

1、绘制通风系统轴侧图(如图6-8),对个管段进行编号,标注各管段的长度和风量。以风量和风速不变的风管为一管段。一般从距风机最远的一段开始。由远而近顺序编号。管段长度按两个管件中心线的长度计算,不扣除管件(如弯头、三通)本身的长度。

2、选择合理的空气流速。风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小,材料消耗少,建造费用??;但是,系统压力损失增大,动力消耗增加,有时还可能加速管道的磨损。流速低,压力损失小,动力消耗少;但是风管断面大,材料和建造费用增加。对除尘系统,流速多低会造成粉尘沉积,堵塞管道。因此必须进行全面的技术经济比较,确定适当的经济流速。根据经验,对于一般的通风系统,其风速可按表6-10确定。对于除尘系统,防止粉尘在管道内的沉积所需的最低风速可按表6-11确定。对于除尘器后的风管,风速可适当减小。

3、根据各管段的风量和选定的流速确定各段管径(或断面尺寸),计算各管段的摩擦和局部压力损失。

确定管径时,应尽可能采用表6-2表6-3中所列的通风管道统一规格,以利于工业化加工制作。

压力损失计算应从最不利的环路(即距风机最远的排风点)开始。

对于袋式除尘器和电除尘器后的风管,应把除尘器的漏风及反吹风量计入。除尘器的漏风滤见有关的产品说明书,袋式除尘器的漏风率一般为5%左右。

4、对并联管路进行压力平衡计算。一般的通风系统要求两支管的压损差不超过15%,除尘系统要求两支管的压损差不超过10%,以保证各支管的风量达到设计要求。

当并联支管的压力损失差超过上述规定时,可用下述方法进行压力平衡。

(1)调整支噶管径

这种方法是通过改变管径,即改变直管的压力损失,达到压力平衡。调整后的管径按下式计算

式中——调整后的管径,m;

——原设计的管径,m;

——原设计的支管压力损失,Pa;

——为了压力平衡,要求达到的支管压力损失,Pa。

应当指出,采用本方法时不宜改变三通支管的管径,可在三通支管上增设一节渐扩(缩)管,以免一起三通支管和直管局部压力损失的变化。

(2)增大排风量

当两支管的压力损失相差不大时(例如在20%以内),可以不改变管径,将压力损失小的那段支管的流量适当增大,以达到压力平衡,增大的排风量按下式计算:

式中——调整后的排风量,m3/h;

——原设计的排风量,m3/h;

——原设计的支管压力损失,Pa;

——为了压力平衡,要求达到的支管压力损失,Pa。

(3)增加支管压力损失

阀门调节是最常用的一种增加局部压力损失的方法,它是通过改变阀门的开度,来调节管道压力损失的。应当指出,这种方法虽然简单易行,不需严格计算,但是改变某一支管上的阀门位置,会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节,才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘,引起管到堵塞。

5、计算系统总压力损失。

6、根据系统总压力损失和总风量选择风机。

例:有一通风除尘系统如图6-8所示,风管全部用钢板制作,管内输送含有轻矿粉尘的空气,气体温度为常温。各排风点的排风量和个管段的长度如图6-8所示。该系统采用袋式除尘器进行排气净化,除尘器压力损失=1200Pa。对该系统进行设计计算。

解:首先对各管段进行编号。查除尘器样本,除尘器的反吹风量为1740m3/h,除尘器漏风率按10%考虑。因此管段6和7的风量。

二、通风除尘系统风管压力损失的估算

在绘制通风除尘系统的施工图前,必须按上述方法进行计算,确定各管段的管径和压力损失。在进行系统的方案比较或申报通风除尘系统的技术改造计划时,只需要对系统的总压力损失作粗略的估算。根据经验的积累,某些通风除尘系统的压力损失如表6-13所示,供参考,表中所列的风管压损包括排风罩的压损不包括净化设备的压损。

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