通风管道内压力分布知识课件.ppt
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1、1,风管内空气压力分布,风管内空气压力分布,2,3,4,5,6,7,结论,8,9,结论,10,11,Rm线算图,使用方法:已知任意两参数,可求出其他两参数。,流量Q、管径D、流速v、比摩阻Rm,使用条件:1)值为紊流过渡区; 2)B0=101.325kPa,t0=20,0=1.204kg/m3, 0=15.0610-6m2/s,K0=0.15mm 实际条件与此不符,则需修正 3)圆形钢制风管,上节重点,12,当量直径:与矩形风管有相同Rm的圆形风管直径。,流速当量直径,定义:,流量当量直径,定义:,使用Dv时,用v查Rm使用DL时,用qv查Rm,注意,13,理论基础,1、全压=动压+静压(Pq
2、=Pd+Pj)2、未开风机时,Pj=Pq=大气压3、风机开动后,Pq2= Pq1-(Rml+pZ)1-2,局部阻力的产生条件:当空气流过断面变化的管件(如各种变径管、风管进出口)、流向变化的管件(弯头)和流量变化的管件(如三通、四通)都会产生局部阻力。,8.3.1 风道设计的内容及原则8.3.2 风道设计的方法8.3.3 风道设计的步骤,14,8.3 通风管道设计计算,15,8.3.1 风道设计的内容及原则,16,8.3.2 风道设计的方法,设计计算方法:压损平均法、静压复得法、假定流速法,17,8.3.2 风道设计的方法,设计计算方法:压损平均法、静压复得法、假定流速法,静压复得法:利用风管
3、分支处复得的静压来克服该管段的 阻力,确定风管的断面尺寸。一般适用于高速空调系统的计算假定流速法:先按技术经济要求选定流速,再根据风量确 定风管的断面尺寸和阻力,然后对各支路的压力损失进行调整,使其平衡。这是目前最常用的计算方法。,18,8.3.3 风道设计的步骤,假定流速法的计算步骤和方法如下: 1绘制通风或空调系统轴测图,对各管段进行编号,标注长度和风量。编号:以风量和风向不变的原则,把通风系统分成若干个单独管段,一般从距风机最远的一段管件,由远而近顺序编号。管段长度一般按两管件间中心线长度计算,不扣除管件(如三通、弯头)的长度。,19,假定流速法设计步骤,2确定合理的空气流速 风管内的空
4、气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。流速高,风管断面小,材料耗用少,建造费用小;但是系统的阻力大,动力消耗增大,运用费用增加。对除尘系统会增加设备和管道的摩损,对空调系统会增加噪声。流速低,阻力小,动力消耗少;但是风管断面大,材料和建造费用大,风管占用的空间也增大。对除尘系统流速过低,会使粉尘沉积堵塞管道。因此,必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。,20,一般风管内的流速参照以下两个表格选取,21,如果管内流速过低,对除尘系统和气力输送系统来说,还会造成沉积、管道堵塞,此类管道中风速可按表8-5选取。,22,3根据各风管的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸,计算摩擦阻力和局部阻
5、力 确定风管断面尺寸时,应采用附录6所列的通风管道统一规格,以利于工业化加工制作。风管断面尺寸确定后,应按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从最不利环路(即阻力最大的环路)开始。,假定流速法设计步骤,4. 并联管路的阻力计算阻力不平衡率:各并联管路阻力损失的相对差额。一般通风系统15% 除尘系统10%当并联管路阻力差超过上述规定时,可采用以下方法。,假定流速法设计步骤,23,24,阻力平衡法:,改变管径来改变支管阻力,增大风量,两支管阻力20%时用不改变管径,增大阻力小的那段支管的流量,增加支管局损,需反复调节使各支管风量达到设计要求,改变阀门开度增加阀门个数,调整支管管径,假定流速法设计步骤,
6、25,5 计算系统的总阻力:以最不利环路的阻力加上空气净化处理装置的和其他可能的设备的阻力,6 选择风机,假定流速法设计步骤,26,说明:选风机不仅要考虑风量和阻力,还要考虑输送气体性质。 风机在非标准状态下工作,风量、风压及电动机功率需换 算成标准状况参数后,再从风机样本上选取。,27,8.4 均匀送风管道设计计算,根据工业与民用建筑的使用要求,通风和空调系统的风管有时需要把等量的空气,经由风道侧壁均匀的输送到各个房间。这种均匀送风方式可使送风房间得到均匀的空气分布,而且风管的制作简单、材料节约。,28,均匀送风管道通常有三种形式:(1)管道断面积保持不变,孔口面积或条缝面积变化;这种方式不
7、仅可以保证均匀送风,而且沿着条缝口长度或每个孔口的出风速度也相等,应用范围广泛。,29,(2)管道断面积变化,孔口面积或条缝面积不变;,30,(3)风道断面、条缝宽度或孔口面积都不变。风道面积与孔口面积都不变时,管内静压会不断增大,可以根据静压变化,在孔口设置不同的阻体来改变流量系数。,8.4.1 均匀送风管道的设计原理 出流的实际流速和流向 孔口出流的风量 实现均匀送风的条件8.4.2 均匀送风管道的计算,31,8.4 均匀送风管道设计计算,32,空气沿风管流动时,在管壁的垂直方向上受到气流的静压作用。如果在风管的侧壁开孔,由于孔口内外存在压差,空气将在垂直于管壁的方向上从孔口流出。但由于受
8、到原有管内轴向流速的影响,其孔口出流方向并非垂直于管壁,而是以合成速度沿风管轴线成角的方向流出。,8.4.1 均匀送风管道的设计原理,33,34,35,3、实现均匀送风的条件要实现均匀送风,必须具备两个基本要求:各侧孔或短管的出流风量相等;出口气流尽量垂直于管道侧壁,否则尽管风量相等也不会均匀,36,(1)保持各侧孔静压相等 要使静压沿风管全长保持不变,或者说各侧孔的静压相等,必须保证首端和末端的动压差等于风管全长上的压力损失,或者两侧孔出流的动压差等于两侧孔间的压力损失,即,37,(2)各侧孔流量系数保持相等 侧孔的流量系数u与孔口形状、出流角度 ,以及孔口送风量与孔口前风量之比有关。一般取
9、0.6(3)增大出流角度 为使出流夹角大于60,要使Vj1.73Vd,38,8.4.2 均匀送风管道计算,均匀送风管道计算的目的是确定侧孔的个数、间距、面积及出风量、风管断面尺寸和均匀送风管段的阻力。均匀送风管道计算和一般送风管道计算相似,只是在计算侧孔时的局部阻力系统时需要注意。侧孔可以认为是支管长度为零的三通。当空气从侧孔出流时,产生两种局部阻力:一种是直通部分的局部阻力,另一种是侧孔局部阻力。,即 孔口流量与孔口前风管中的流量之比,39,40,41,8.5通风管道设计中的有关问题,与工程实际密切相关的问题,本节介绍的一些原则,在工程中必须结合具体情况应用并不断总结参照标准及资料:通风与空
10、调工程施工质量验收规范 GB50234-2002 2002年4月1日实施设计手册,42,8.5 通风管道设计中的常见问题及其处理措施,8.5.1 系统划分,43,1空气处理要求相同、室内参数要求相同的,可划为同一个系统。2同一生产流程、运行班次和运行时间相同的,可划为同一系统。,8.5.1 系统划分原则,44,3对下列情况应单独设置排风系统,(1)两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸;(2)两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物;(3)两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘;(4)放散剧毒物质的房间和设备。,8.5.1 系统划分原则,45,46,4除尘系统的划分应
11、符合下列要求: (1)同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时,宜合为一个系统; (2)同时工作但粉尘种类不同的扬尘点,当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时,也可合设一个系统; (3)温湿度不同的含尘气体,当混合后可能导致风管内结露时,应分设系统。 5如排风量大的排风点位于风机附近,不宜和远处排风量小的排风点合为同一系统。,47,48,8.5.2风管布置、选型及保温与防腐,1、风管布置除尘系统的排风点不宜过多,以利于各支管间阻力平衡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度。如必需水平敷设或倾角小于30度时,应采取措施,如加大流速等 (3)通风系统的风管宜采用
12、圆形或矩形风管,在保证实用的前提下尽量照顾到整齐美观。,49,(4)排除含有剧毒物质的排风系统,应尽量减少正压管段的长度,且正压管段不得穿过其它房间 (5) 排除潮湿气体或含有水蒸气的风管,应有不小于0.005的坡度,并应在风管的最低点和风机的底部都采取排水措施 (6)通风设备、风管及配件等,应根据所处的环境和输送的气体、蒸气或粉尘的腐蚀性等,采取相应的防腐措施。(7)通风系统的风管,应根据需要设置必要的侧孔,其位置和数量应符合检测要求。,50,除尘管道的布置除应遵守一般通风管道的布置原则外,还有一些特殊要求: (1)除尘系统的风管宜采用圆形钢制风管,其接头和接缝应严密。 (2)风管宜垂直或倾
13、斜安装,倾斜安装时与水平面的夹角应大于45,小坡度或水平敷设的管段应尽量缩短,并应采取防止积尘的措施。 (3)支管宜从主管的上面或侧面插入,三通管的夹角,宜采用 15 -45 。 (4)在容易积灰的异形管件附近,应设置密闭清扫孔。 (5)除尘风管转弯处的曲率半径R15-3.0D,如曲率半径不允许大时,要在弯头内设导流叶片。,除尘管道布置原则,51,2、风管选型(1)常用断面形状 矩形:易于和建筑、装修配合;局部构件制作容易 常用于空调系统 圆形:阻力小;省材料、强度高;管道制作容易 常用于通风系统及空调高速风管 其他形状:根据实际需要,52,(2)管道定型化 随着我国国民经济的发展,通风、空调
14、工程大量增加。为了最大限度地利用板材,实现风管制作、安装机械化、工厂化,在国家建委组织下,1975年确定了通风管道统一规格。通风管道统一规格有圆形和矩形两类(见附录6)。必须指出:1 通风管道统一规格中,圆管的直径指外径,矩形断面尺寸是外边长,即尺寸中都包括了相应的材料厚度。2为了满足阻力平衡的需要,除尘风管和气密性风管的管径规格较多。3管道的断面尺寸(直径和边长)采用只R20系列,即管道断面尺寸是以公比数汐 1.12的倍数来编制的。,53,(3)风管材料 通风管道所采用的材料,应根据工程要求选用。常用的材料有以下几种: A 金属薄板 金属薄板是制作风管及部件的主要材料。(1)普通薄钢板,有良
15、好的加工性能及结构强度,常用于一般通风管道和除尘风道。其表面容易生锈,应刷油漆进行防腐。(2)镀锌钢板,由普通薄钢板镀锌而成,其表面有锌层保护起防锈作用。由于其表面为银白色,又称白铁皮”。白铁皮一般厚度较薄,常用在气体中无粉尘磨损的空调系统及不受酸雾作用的潮湿环境中。(3)铝及铝合金板,加工性能好、耐腐蚀、摩擦时不易产生火花,但造价较高,常用于要求防爆的通风系统。(4)不锈钢板,具有良好的耐腐蚀能力,其造价较高,只是在对耐腐蚀要求较高,例如化工系统的通风管道中。,54,B 非金属材料 在通风管中采用的非金属材料种类较多,但其应用不如金属薄板普遍。(1)硬聚氯乙烯,耐酸、碱和耐腐蚀能力强,机械加
16、工性能好,表面光滑,施工方便。常用于有腐蚀性气体的通风系统。但硬聚氯乙烯不耐高温,使用温度一般不超过60度,线膨胀系数大,不易于老化和防火。(2)玻璃钢,这是以玻璃纤维制品为增强材料,以树脂为粘结剂,经过定的成型工艺制作的复合材料。耐腐蚀性很好,常用于含有腐蚀性的气体以及含有水蒸气的排风系统(3)塑料复合钢板,这是在普通薄钢板表面喷上一层0.2-0.4mm厚的塑料层。常用于防尘要求较高的空调系统和-10 70的耐腐蚀系统。这种钢板价格较高,比普通碳素钢板贵50。 、(4)砖和混凝土,这是最普通的建筑材料,常用于利用建筑空间或铺设地下风道的场合。,55,风管材料,1)薄钢板 一般通风空调系统:0
17、.51.5mm 除尘系统:1.53.0mm,2)塑料板 含腐蚀性气体的通风系统,56,3)无机玻璃钢 湿度较大的场合,57,4)各种软管 金属、塑料 有的可带有保温层,58,5)复合风管双层铝箔加酚醛树脂单层铝箔加玻璃纤维其他,59,6)新型柔性风管系统,优越性:空气分布均匀,避免吹风感重量轻,安装方便快捷,对结构要求低灵活性好,便于系统变更便于清洗,60,保温材料 在下列情况应对风管进行保温:(1)由于冷、热损失过大,不保温,经济上不合理;(2)由于冷、热损失使介质温度达不到设计要求的温度;(3)由于热量损失,在风管内输送的气体温度降低到有可能在风管中或在随后的干式除尘器中结露或冻结;(4)
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