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山東通風管道系統的設計計算

在進行通風管道系統的設計計算前,必須首先確定各送(排)風點的位置和送(排)風量、管道系統和凈化設備的布置、風管材料等。設計計算的目的是,確定各管段的管徑(或斷面尺寸)和壓力損失,保證系統內達到要求的風量分配,并為風機選舉和繪制施工圖提供依據。

進行通風管道系統水力計算的方法有很多,如等壓損法、假定流速法和當量壓損法等。在一般的通風系統中用得最普遍的是等壓法和假定流速法。等壓損法是以單位長度風管有相等的壓力損失為前提的。在已知總作用壓力的情況下,將總壓力按風管長度平均分配給風管各部分,再根據各部分的風量和分配到的作用壓力確定風管尺寸。對于大的通風系統,可利用等壓損法進行支管的壓力平衡。

假定流速法是以風管內空氣流速作為控制指標,計算出風管的斷面尺寸和壓力損失,再對各環路的壓力損失進行調整,達到平衡。這是目前最常用的計算方法。

一、山東通風管道系統的設計計算步驟

1、繪制通風系統軸側圖(如圖6-8),對個管段進行編號,標注各管段的長度和風量。以風量和風速不變的風管為一管段。一般從距風機最遠的一段開始。由遠而近順序編號。管段長度按兩個管件中心線的長度計算,不扣除管件(如彎頭、三通)本身的長度。

2、選擇合理的空氣流速。風管內的風速對系統的經濟性有較大影響。流速高、風管斷面小,材料消耗少,建造費用??;但是,系統壓力損失增大,動力消耗增加,有時還可能加速管道的磨損。流速低,壓力損失小,動力消耗少;但是風管斷面大,材料和建造費用增加。對除塵系統,流速多低會造成粉塵沉積,堵塞管道。因此必須進行全面的技術經濟比較,確定適當的經濟流速。根據經驗,對于一般的通風系統,其風速可按表6-10確定。對于除塵系統,防止粉塵在管道內的沉積所需的最低風速可按表6-11確定。對于除塵器后的風管,風速可適當減小。

3、根據各管段的風量和選定的流速確定各段管徑(或斷面尺寸),計算各管段的摩擦和局部壓力損失。

確定管徑時,應盡可能采用表6-2表6-3中所列的通風管道統一規格,以利于工業化加工制作。

壓力損失計算應從最不利的環路(即距風機最遠的排風點)開始。

對于袋式除塵器和電除塵器后的風管,應把除塵器的漏風及反吹風量計入。除塵器的漏風濾見有關的產品說明書,袋式除塵器的漏風率一般為5%左右。

4、對并聯管路進行壓力平衡計算。一般的通風系統要求兩支管的壓損差不超過15%,除塵系統要求兩支管的壓損差不超過10%,以保證各支管的風量達到設計要求。

當并聯支管的壓力損失差超過上述規定時,可用下述方法進行壓力平衡。

(1)調整支噶管徑

這種方法是通過改變管徑,即改變直管的壓力損失,達到壓力平衡。調整后的管徑按下式計算

式中——調整后的管徑,m;

——原設計的管徑,m;

——原設計的支管壓力損失,Pa;

——為了壓力平衡,要求達到的支管壓力損失,Pa。

應當指出,采用本方法時不宜改變三通支管的管徑,可在三通支管上增設一節漸擴(縮)管,以免一起三通支管和直管局部壓力損失的變化。

(2)增大排風量

當兩支管的壓力損失相差不大時(例如在20%以內),可以不改變管徑,將壓力損失小的那段支管的流量適當增大,以達到壓力平衡,增大的排風量按下式計算:

式中——調整后的排風量,m3/h;

——原設計的排風量,m3/h;

——原設計的支管壓力損失,Pa;

——為了壓力平衡,要求達到的支管壓力損失,Pa。

(3)增加支管壓力損失

閥門調節是最常用的一種增加局部壓力損失的方法,它是通過改變閥門的開度,來調節管道壓力損失的。應當指出,這種方法雖然簡單易行,不需嚴格計算,但是改變某一支管上的閥門位置,會影響整個系統的壓力分布。要經過反復調節,才能使各支管的風量分配達到設計要求。對于除塵系統還要防止在閥門附近積塵,引起管到堵塞。

5、計算系統總壓力損失。

6、根據系統總壓力損失和總風量選擇風機。

例:有一通風除塵系統如圖6-8所示,風管全部用鋼板制作,管內輸送含有輕礦粉塵的空氣,氣體溫度為常溫。各排風點的排風量和個管段的長度如圖6-8所示。該系統采用袋式除塵器進行排氣凈化,除塵器壓力損失=1200Pa。對該系統進行設計計算。

解:首先對各管段進行編號。查除塵器樣本,除塵器的反吹風量為1740m3/h,除塵器漏風率按10%考慮。因此管段6和7的風量。

二、通風除塵系統風管壓力損失的估算

在繪制通風除塵系統的施工圖前,必須按上述方法進行計算,確定各管段的管徑和壓力損失。在進行系統的方案比較或申報通風除塵系統的技術改造計劃時,只需要對系統的總壓力損失作粗略的估算。根據經驗的積累,某些通風除塵系統的壓力損失如表6-13所示,供參考,表中所列的風管壓損包括排風罩的壓損不包括凈化設備的壓損。

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