文档介绍：除尘管道的设计计算
第六章：通风除尘管网设计计算
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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一. 管道压力计算
(一) 管道的阻力计算
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。
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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.
1. 摩擦阻力
管道的摩擦阻力采用下式计算:
ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2
式中ΔPm----摩擦阻力, Pa;
λ----摩擦阻力系数, 其值与流态有关;
L----管道长度, m;
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管道的阻力计算
1. 摩擦阻力
管道的摩擦阻力采用下式计算:
ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2
式中ΔPm----摩擦阻力, Pa;
λ----摩擦阻力系数, 其值与流态有关;
L----管道长度, m;
ρ----空气密度, Kg/m3;
U----管内平均流速, m/s;
De----风管的当量直径, m.
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当量直径： De= 4·f/P
式中f----管道的断面积, m2;
P----管道的周长, m.
对于圆管, 当量直径即为管道的直径. 对于矩形管, 通常采用两种当量直径,即流速当量直径和流量当量直径. 流速当量直径是假设当量管道的流速与矩形管的流速相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流速当量直径为:
De=2ab/(a+b)
a,b为矩形管断面的长, 宽边尺寸.
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流量当量直径是假设等效圆管的流量与矩形管的流量相等, 并且单位长度的摩擦阻力也相等. 由此推得流量当量直径为:
实际计算中多采用流速当量直径.
在实际设计计算中, 一般将上述摩擦阻力计算式作一定的变换, 使其变为更直观的表达式. 目前有如下两种变换方式:
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(1) 比摩阻法: 令 Rm=(λ/De)·ρU2/2
称Rm为比摩阻, Pa/m, 其意义是单位长度管道的摩擦阻力. 这样摩擦阻力计算式则变换成下列表达式:
ΔPm=Rm·L
为了便于工程设计计算, 人们对Rm的确定已作出了线解图, 设计时只需根据管内风量、管径和管壁粗糙度由线解图上即可查出Rm值, 这样就很容易由上式算出摩擦阻力.
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(2) 综合摩擦阻力系数法: 管内风速U=L/f, L为管内风量, f为管道断面积. 将U代入摩擦阻力计算式ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2后, 令
Km=λ·(L/De)·ρ/2f2
则摩擦阻力计算式变换为下列表达式:
ΔPm=Km·L2
称Km为综合摩擦阻力系数, N·S2/m8.
采用 ΔPm=Km·L2 计算式更便于管道系统的分析及风机的选择, 因此在管网系统运行分析与调节计算时, 多采用该计算式.
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管道摩擦阻力受多种因素的影响, 在设计计算时应考虑这些因素. 主要影响因素有: 管壁的粗糙度和空气温度. 粗糙度越大, 摩擦阻力系数λ值越大, 摩擦阻力越大. 温度影响空气密度和粘度, 因而影响比摩阻Rm. 温度上升, 比摩阻Rm下降. 线解图上查得的Rm是20℃时的数值, 实际计算应根据具体温度进行修正.
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