风机选型-通风管道的设计计算ppt课件
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风机选型-通风管道的设计计算ppt课件
第六章 通风管道的设计计算
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1
第六章：通风管道的设计计算
❖ 通风管道计算有两个基本的任务：
❖ 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘 系统所需的风机性能;
❖ 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计 的合理与否直接影响系统的投资费用和 运行费用。
.
2
第六章：通风管道的设计计算
❖ 一. 管道压力计算
❖ (一) 管道的阻力计算
❖ 1．除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。如排风点多，可用大 断面集合管连接各支管。集合管内流速不宜超过3m/s，集合管下部设卸灰装置。
❖ 2．除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平面夹角最好大于45°。 如必需水平敷设或倾角小于30°时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配 ➢ 绘草图，编号 ➢ 确定流速 ➢ 确定管径 ➢ 计算各管段阻力 ➢ 平衡并联管路 ➢ 计算总阻力，计算管网特性曲线 ➢ 根据管网特性曲线，选择动力设备
.
20
水力计算步骤（平均压损法）
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配
➢ 绘系统图，编号，标管段L和Q，定最不利 环路。
.
4
6.1.1摩擦阻力的计算
<流体输配管网>
Pm
ldl
v22
2
Rml
（6-2-1）
其中：λ为摩阻系数， l为管长，d为管径或流速当量 直径（4Rs，Rs=f/x），Rm为单位长度摩擦阻力。
.
5
<流体输配管网>
λ摩阻系数的确定： 1、层流区Re＜2000
64 Re
2、临界区Re=2000-4000 0.00235Re
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第六章：通风管道的设计计算
❖ 通风管道计算有两个基本的任务：
❖ 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘 系统所需的风机性能;
❖ 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计 的合理与否直接影响系统的投资费用和 运行费用。
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2
第六章：通风管道的设计计算
❖ 一. 管道压力计算
❖ (一) 管道的阻力计算
❖ 1．除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。如排风点多，可用大 断面集合管连接各支管。集合管内流速不宜超过3m/s，集合管下部设卸灰装置。
❖ 2．除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平面夹角最好大于45°。 如必需水平敷设或倾角小于30°时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配 ➢ 绘草图，编号 ➢ 确定流速 ➢ 确定管径 ➢ 计算各管段阻力 ➢ 平衡并联管路 ➢ 计算总阻力，计算管网特性曲线 ➢ 根据管网特性曲线，选择动力设备
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水力计算步骤（平均压损法）
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配
➢ 绘系统图，编号，标管段L和Q，定最不利 环路。
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6.1.1摩擦阻力的计算
<流体输配管网>
Pm
ldl
v22
2
Rml
（6-2-1）
其中：λ为摩阻系数， l为管长，d为管径或流速当量 直径（4Rs，Rs=f/x），Rm为单位长度摩擦阻力。
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5
<流体输配管网>
λ摩阻系数的确定： 1、层流区Re＜2000
64 Re
2、临界区Re=2000-4000 0.00235Re
风机选型及计算ppt课件
4-2x73 B4-73 G4-73
No20 No20 No20
叶轮是双吸入型式，其他参数同第一条 防爆通风换气用，其他参数同第一条 用在锅炉通风上，其他参数同第一条
4-73-1
No20
某厂对原4-73型产品有重大修改，为便于区分，用“1”设计序号表示，其他参数同第一条
KT11-74
No5
用于空调通风上，压力系数乘5后的化整数为11，比 转速为74，机号为5即叶轮直径500mm
出口位置 旋转方向 传动方式 设计序号 单吸或双吸 比转数 压力系数 用途
12
三、离心风机的表示
1用途代号按相关规定（一般按用途名称拼音的第1个大写字母）。 2压力系数的5倍化整后采用一位数。个别前向叶轮的压力系数的5倍化整后 大于10时，也可用二位数表示。 3比转速采用两位整数。若用二叶轮并联结构，或单叶伦双吸结构，则用2乘 比转速表示。 4若产品的型式有重复代号或派生型时，则在比转速后加注序号，采用罗马 数字Ⅰ、Ⅱ等表示。 5设计序号阿拉伯数字“1”、“2”等表示。供对该型产品有重大修改时用。若性 能参数外形尺寸、地基尺寸、易损件没有更动时，不应使用设计序号。 6机号用叶轮直径的分米数表示 7传动型式 离心通风机的传动型式通常有电动机直联、带轮、联轴器等三种 型式。各种传动型式的代表符号与结构说明见表3.1与图3.2。
KTY、KTJZ除尘器上所用风机均采用离心式风机。
4
二、风机分类
按流动方向分类
离心式：气流轴向进入叶轮后主要沿径向流动。
干法
半干法
湿法
轴流式：脱气硫流轴向进入风脱机叶轮后近似地在脱圆柱型表面上沿轴线方
向流动。
混流式：在风机的叶轮中气流的方向处于轴流式与离心式之间，近 似沿锥面流动。
第六章 通风管道的设计计算 ppt课件
设计D1，保证vj/vd≥1.73 计算Pd1，Pq1
Pj o
Pj
Pj
Pj
Pd1,D1,Pq1
v0
ppt课件
45
静压复得法的原理
静压法复得法的设计的压力图 假设孔口流量系数μ，摩擦阻力系数λ为常数
p Pq
计算管段1-2的阻力Δp1-2 计算断面2全压Pq2 计算断面2动压Pd2 计算vd2，D2
Pj
ppt课件
38
第三节
通风管道的水力计算
ppt课件
39
ห้องสมุดไป่ตู้
6.3通风管道的水力计算
目的
确定各管段的管径和阻力 保证风量分配 确定风机的型号
ppt课件
40
6.3通风管道的水力计算
6.3.1水力计算的方法
1）假定流速法
先按技术经济要求确定流速，在根据风量确定 管道尺寸和阻力
2）压损平均法
根据平均分配到每一管段上的允许（或希望） 压损来设计管道尺寸
v 1 5m / s 0.5 0.4
2ab Dv a b
2500 400 500 400
444mm
ppt课件
查图得Rm=0.61Pa/m 14
例题
表面光滑的风管 （K=0.15mm），断 面尺寸500*400mm， 流量=1m3/s，求比摩 阻
L 1m3 / s
ppt课件
22
2）减小局部阻力的措施
4.管道和风机的连接
避免在接管处产生局部涡流
ppt课件
23
2）减小局部阻力的措施
5.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o, 最大 <45o
6.减少进出口的局部损失
ppt课件
Pj o
Pj
Pj
Pj
Pd1,D1,Pq1
v0
ppt课件
45
静压复得法的原理
静压法复得法的设计的压力图 假设孔口流量系数μ，摩擦阻力系数λ为常数
p Pq
计算管段1-2的阻力Δp1-2 计算断面2全压Pq2 计算断面2动压Pd2 计算vd2，D2
Pj
ppt课件
38
第三节
通风管道的水力计算
ppt课件
39
ห้องสมุดไป่ตู้
6.3通风管道的水力计算
目的
确定各管段的管径和阻力 保证风量分配 确定风机的型号
ppt课件
40
6.3通风管道的水力计算
6.3.1水力计算的方法
1）假定流速法
先按技术经济要求确定流速，在根据风量确定 管道尺寸和阻力
2）压损平均法
根据平均分配到每一管段上的允许（或希望） 压损来设计管道尺寸
v 1 5m / s 0.5 0.4
2ab Dv a b
2500 400 500 400
444mm
ppt课件
查图得Rm=0.61Pa/m 14
例题
表面光滑的风管 （K=0.15mm），断 面尺寸500*400mm， 流量=1m3/s，求比摩 阻
L 1m3 / s
ppt课件
22
2）减小局部阻力的措施
4.管道和风机的连接
避免在接管处产生局部涡流
ppt课件
23
2）减小局部阻力的措施
5.避免突扩、突缩，用渐扩、渐缩α=8o～10o, 最大 <45o
6.减少进出口的局部损失
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第6章 风管设计计算PPT课件
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23
(3)三通汇流要防止出现引射现象。分支管道中心线夹角 要尽可能小。一般要求不大于30°。
(4)降低管道进口和排风口的流速
气流进入风管时，由于产生气流与管道内壁分离和涡 流现象造成局部阻力，对于不同的进口形式，局部阻 力相差较大。
气流从风管口排出时，其在排出前所具有的能量全部 损失。当出口处无阻挡时，此能量损失等于出口动压， 当有阻挡(风帽、网格、百叶)时，能量损失将大于出 口动压，就是说ζ >1。
R
m
图上查出的比摩阻
0
；
、 为实际的空气动力粘度
Pa/m 。
.
8
2、空气温度和大气压力修正
Rm K tK BRm0
Kt
273 273
20 t
0 .825
K B B 101 . 3 0 .9
K
为温度修正系数；
t
K
为大气压力修正系数；
B
为实际的空气密度；
B为实际的大气压力
， kPa。
249.7
.
35
5、确定各管段的局部阻力系数
查通风设计手册等资料确定局部阻力系数。
(1)管段1
设备密闭罩 ζ＝1.0
900弯头(R/D=1.5)一个 ζ＝0.17
直流三通(1→3)
根据F1＋F2≈F3，即0.0283＋0.0154＝ 0.0437≈0.0452 α＝300
F2/F3＝(140/240)2＝0.34，L2/L3＝800/2300＝0.348 ζ13＝0.2(使用插值法)
l=6m
6 l=4m
风机
1500m3/h
4000m3/h
图6－12 通风除尘.系统的系统图
32
工业通风第六章 通风管道的设计计算精品PPT课件
式中 Z5 风机进口处90°弯头的局部阻力。 点11（风管出口）：
Pq11 ＝v112ρ/2＋Z1´1＝ v112ρ/2＋ ζ1´1 v112ρ/2＝（1＋ ζ1´1 ） v112ρ/2 ＝ ζ11 v112ρ/2＝ Z11 式中 v11 风管出口处空气流速；
Z1´1 风管出口处局部阻力； ζ1´1 风管出口处局部阻力系数； Ζ11 包括动压损失在内的出口处局部阻力 系数， ζ11 ＝（1＋ ζ1´1 ） 。 在实际设计时，手册中直接给出ζ值。
附录6是按圆形风管得出的，为利用该 图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断 面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折 算成当量直径。再由此求得矩形风管的单 位长度摩擦阻力。
所谓当量直径 所谓流速当量直径 所谓流量当量直径 必须注意： 三、局部阻力 所谓局部阻力 计算公式 Z＝ζv2ρ/2
把以上各点的全压标在图上，并根据摩 擦阻力与风管长度成直线关系，连接各个 全压点可得到全压分布曲线。以各点的全 压减去该点的动压，即为各点的静压，可 画出静压分布曲线。从图6-8可看出空气在
管内的流动规律为：
1、风机的风压Pf等于风机进、出口的全压 差，或者说等于风管的阻力及出口动压 损失之和，即等于风管总阻力。
管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中，
薄钢板风管的空气流动状态大多属于紊流光
滑区到粗糙区之间的过渡区。计算过渡区阻
力系数的公式很多，下面列出的公式适用范
围很大，在目前得到较广泛的采用：
1 -2lg K 2.51 Nhomakorabea6-4
3.7D Re
进行通风管道的设计时，为了避免繁琐的计
算，可根据公式（6-3)和（6-4)制成各种形
力确定风机的类型。例如输送清洁空气， 选用一般的风机，输送有爆炸危险的气体 和粉尘，选用防爆风机，输送腐蚀性气体 选用防腐风机。 （2）考虑到风管、设备的漏风及阻力计 算的不精确，应将计算的流量和阻力乘以 一个安全系数再选风机。 （3）当风机在非标准状态下工作，应将 上面的流量和阻力换算为标准状态，再从 产品样本上选择风机。 （4）选出风机的出口方向。
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17
❖ 主要结论：
❖ (1) 风机的风压等于风管的阻力和出口动压 损失之和;
❖ (2) 风机吸入段的全压和静压都是负值, 风 机入口处的负压最大; 风机压出段的全压和 静压都是正值, 在出口处正压最大;
❖ (3) 各分支管道的压力自动平衡.
.
18
第六章：通风管道的设计计算
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19
水力计算步骤（假定流速法）
3、紊流区Re＞4000
0.116Re8 Kd 0.25
1
2lgR2e.51.3.K 7d
6
2.3.1.2摩擦阻力计算
<流体输配管网>
λ值的确定
12lgR2e.513.K 7D
Rm
d
v22
2
Rm值的计算和修正
制成图表，已知流量、管径、流速、阻力四个参数中 两个，可查得其余两个，是在一定条件下锝出
➢ 根据资用动力，计算其平均Rm。 ➢ 根据Rm和各管段Q，确定其各管段管径。 ➢ 确定各并联支路的资用动力，计算其Rm 。 ➢ 根据各并联支路Rm和各管段Q，确定其管
径。
.
21
水力计算步骤（静压复得法）
❖ 计算前，完成管网布置 ➢ 确定管道上各孔口的出流速度。 ➢ 计算各孔口处的管内静压Pj和流量。 ➢ 顺流向定第一孔口处管内流速、全压和管道尺寸。 ➢ 计算第一孔口到第二孔口的阻力P1·2。 ➢ 计算第二孔口处的动压 Pd2。 ➢ 计算第二孔口处的管内流速，确定该处的管道尺寸。 ➢ 以此类推，直到确定最后一个孔口处的管道断面尺寸。
3．根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环 路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
.
13
第六章：通风管道的设计计算
❖ 2. 局部阻力
❖ 局部阻力计算式为:
❖
Z=ξ·ρU2/2
Pa
❖ 其中ξ为局部阻力系数, 根据不同的构件查 表获得.
❖ 在通风除尘管网中, 连接部件很多, 因此局 部阻力较大, 为了减少系统运行的能耗, 在 设计管网系统时, 应尽可能降低管网的局部 阻力. 降低管网的局部阻力可采取以下措施:
（2）流量当量直径
DL 1.3((aab)b0).602.255
.
12
例2 同例1 解：v＝1÷(0.4 × 0.5)=5 m/s
DL=1.3(ab)0.625/(a+b)0.25=478mm 查图2-3-1 得Rm0＝0.61Pa/m Kr=(3 ×5)0.25=1.96 Rm=1.96 ×0.61=1.2Pa/m
❖ 管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力. 摩擦 阻力由空气的粘性力及空气与管壁之间的摩 擦作用产生, 它发生在整个管道的沿程上,
因此也称为沿程阻力。
.
3
第六章：通风管道的设计计算
❖ 管道的阻力计算
❖ 局部阻力则是空气通过管道的转弯, 断 面变化, 连接部件等处时, 由于涡流、冲击 作用产生的能量损失.
和流量当量直径
（1）流速当量直径
Dv
2ab ab
例6-1
有一表面光滑的砖砌风道（K＝3mm），断
面500×400mm，L＝1m3/s，求Rm
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解：v＝1÷(0.4 × 0.5)=5 m/s
Dv=2ab/(a+b)=444mm 查图2-3-1 得Rm0＝0.62Pa/m Kr=(3 ×5)0.25=1.96 Rm=1.96 ×0.62=1.22 Pa/m
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4
6.1.1摩擦阻力的计算
<流体输配管网>
Pm
ldl
v22
2
Rml
（6-2-1）
其中：λ为摩阻系数， l为管长，d为管径或流速当量 直径（4Rs，Rs=f/x），Rm为单位长度摩擦阻力。
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<流体输配管网>
λ摩阻系数的确定： 1、层流区Re＜2000
64 Re
2、临界区Re=2000-4000 0.00235Re
❖ (5) 通风系统各部件及设备之间的连接要合
理, 风管布置要合理..
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第六章：通风管道的设计计算
❖ (二) 管内压力分布
❖ 分析管内压力分布的目的是了解管内压力的 分布规律, 为管网系统的设计和运行管理提 供依据. 分析的原理是风流的能量方程和静 压、动压与全压的关系式.
.
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气体管网压力分布图
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配 ➢ 绘草图，编号 ➢ 确定流速 ➢ 确定管径 ➢ 计算各管段阻力 ➢ 平衡并联管路 ➢ 计算总阻力，计算管网特性曲线 ➢ 根据管网特性曲线，选择动力设备
.
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水力计算步骤（平均压损法）
❖ 计算前，完成管网布置，确定流量分配
➢ 绘系统图，编号，标管段L和Q，定最不利 环路。
KB
B
0.9
101.3
2
KH
2 Tb T . 1
9
返回 继续
（3）管壁粗糙度的修正
RmRm0Kk
Kk Kv0.25
R m R m 0 0 0 . 910 0 . 1 K tK B K H K K
.
10
<流体输配管网>
矩形风管的摩擦阻力计算
主要考虑当量直径的确定，有流速当量直径
第六章 通风管道的设计计算
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第六章：通风管道的设计计算
❖ 通风管道计算有两个基本的任务：
❖ 一是确定管道的阻力, 以确定通风除尘 系统所需的风机性能;
❖ 二是确定管道的尺寸(直径)，管道设计 的合理与否直接影响系统的投资费用和 运行费用。
.
2
第六章：通风管道的设计计算
❖ 一. 管道压力计算
❖ (一) 管道的阻力计算
❖ (1) 避免风管断面的突. 然变化;
14
第六章：通风管道的设计计算
❖ 2. 局部阻力
❖ (2) 减少风管的转弯数量, 尽可能增大转弯 半径;
❖ (3) 三通汇流要防止出现引射现象, 尽可能 做到各分支管内流速相等. 分支管道中心线 夹角要尽可能小, 一般要求不大于30°;
❖ (4) 降低排风口的出口流速, 减少出口的动 压损失;
Rm值的计算和查取（标准状态下）：
Rm0
0
D
0v2
.
2
7
<流体输配管网>
.
8
返回
Rm值的修正：
<流体输配管网>
（1）密度、运动粘度的修正
R m R m 0
0 .91 0 .1
0
0
（2）温度、大气压和热交换修正
R mR m 0K tKBKH
式中
Kt
2
7
3200.825
273t
.
22
计算例题
例6-5 如图所示通风管网。风管用钢板制作，输送含有 轻矿物粉尘的空气，气体温度为常温。除尘器阻力为 1200Pa，对该管网进行水力计算，并获得管网特性曲线。
.
返回
23
[解]：
1．对各管段进行编号，标出管段长度源自各排风点的 排风量。2．选定最不利环路，本系统选择1-3-5-除尘器-6风机-7为最不利环路。