通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計計算.ppt

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8.0 概述 8.1 風(fēng)管內(nèi)氣體流動的流態(tài)和阻力 8.2 風(fēng)管內(nèi)的壓力分布 8.3 通風(fēng)管道的水力計算 8.4 均勻送風(fēng)管道設(shè)計計算 8.5 通風(fēng)管道設(shè)計中的常見問題及其處理措施 8.6 氣力輸送系統(tǒng)的管道設(shè)計計算,第8章通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計計算,定義：把符合衛(wèi)生標(biāo)準的新鮮空氣輸送到室內(nèi)各需要地點，把室內(nèi)局部地區(qū)或設(shè)備散發(fā)的污濁、有害氣體直接排送到室外或經(jīng)凈化處理后排送到室外的管道。,8.0 概 述,分類：包括通風(fēng)除塵管道、空調(diào)管道等。,作用：把通風(fēng)進風(fēng)口、空氣的熱、濕及凈化處理設(shè)備、送(排)風(fēng)口、部件和風(fēng)機連成一個整體，使之有效運轉(zhuǎn)。,設(shè)計內(nèi)容：風(fēng)管及其部件的布置；管徑的確定；管內(nèi)氣體流動時能量損耗的計算；風(fēng)機和電動機功率的選擇。,設(shè)計目標(biāo)：在滿足工藝設(shè)計要求和保證使用效果的前提下，合理地組織空氣流動，使系統(tǒng)的初投資和日常運行維護費用最優(yōu)。,通風(fēng)除塵管道,如圖，在風(fēng)機4的動力作用下，排風(fēng)罩（或排風(fēng)口）1將室內(nèi)污染空氣吸入，經(jīng)管道2送入凈化設(shè)備3，經(jīng)凈化處理達到規(guī)定的排放標(biāo)準后，通過風(fēng)帽5排到室外大氣中。,空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng),如圖，在風(fēng)機3的動力作用下，室外空氣進入新風(fēng)口1，經(jīng)進氣處理設(shè)備2處理后達到 衛(wèi)生標(biāo)準或工藝要求后，由風(fēng)管4輸送并分配到各送風(fēng)口5 ，由風(fēng)口送入室內(nèi)。,8.1 風(fēng)管內(nèi)氣體流動的流態(tài)和阻力,8.1.1 兩種流態(tài)及其判別分析,流體在管道內(nèi)流動時，其流動狀態(tài)，可以分為層流、紊流。 雷諾數(shù)既能判別流體在風(fēng)道中流動時的流動狀態(tài)，又是計算風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)的基本參數(shù)。,在通風(fēng)與空調(diào)工程中，雷諾數(shù)通常用右式表示：,8.1.2 風(fēng)管內(nèi)空氣流動的阻力,產(chǎn)生阻力的原因： 空氣在風(fēng)管內(nèi)流動之所以產(chǎn)生阻力是因為空氣是具有粘滯性的實際流體，在運動過程中要克服內(nèi)部相對運動出現(xiàn)的摩擦阻力以及風(fēng)管材料內(nèi)表面的粗糙程度對氣體的阻滯作用和擾動作用。 阻力的分類：摩擦阻力或沿程阻力；局部阻力,1 沿程阻力,空氣在任意橫斷面形狀不變的管道中流動時，根據(jù)流體力學(xué)原理，它的沿程阻力可以按下式確定：,對于圓形截面風(fēng)管，其阻力由下式計算：,,單位長度的摩擦阻力又稱比摩阻。對于圓形風(fēng)管，由上式可知其比摩阻為：,,（8-5）,（1）圓形風(fēng)管的沿程阻力計算,摩擦阻力系數(shù)λ與管內(nèi)流態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度K/D有關(guān),,,圖8-1 摩擦阻力系數(shù)λ隨雷諾數(shù)和相對粗糙度的變化,有關(guān)過渡區(qū)的摩擦阻力系數(shù)計算公式很多，一般采用適用三個區(qū)的柯氏公式來計算。它以一定的實驗資料作為基礎(chǔ)，美國、日本、德國的一些暖通手冊中廣泛采用。我國編制的《全國通用通風(fēng)管道計算表》也采用該公式：,,為了避免繁瑣的計算，可根據(jù)公式（8-5）和式（8-7）制成各種形式的表格或線算圖。附錄4所示的通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖，可供計算管道阻力時使用。運用線算圖或計算表，只要已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)中的任意兩個，即可求得其余兩個參數(shù)。,（8-7）,附錄4 通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖,需要說明的是，附錄4的線算圖是是按過渡區(qū)的?值，在壓力B0=101.3kPa、溫度t0=200C、空氣密度?0=1.24kg/m3、運動粘度?=15.0610-6m2/s、壁粗糙度K=0.15mm、圓形風(fēng)管、氣流與管壁間無熱量交換等條件下得的。當(dāng)實際條件與上述不符時，應(yīng)進行修正。,1）密度和粘度的修正,,2）空氣溫度和大氣壓力的修正,,3）管壁粗糙度的修正,,有一通風(fēng)系統(tǒng)，采用薄鋼板圓形風(fēng)管（ K = 0.15 mm），已知風(fēng)量L＝3600 m2/h（1 m3/s）。管徑D＝300 mm，空氣溫度t＝30℃。求風(fēng)管管內(nèi)空氣流速和單位長度摩擦阻力。,[例8-1],2. 矩形風(fēng)管的沿程阻力計算,《全國通用通風(fēng)管道計算表》和附錄4的線算圖是按圓形風(fēng)管得出的，在進行矩形風(fēng)管的摩擦阻力計算時，需要把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成與之相當(dāng)?shù)膱A形風(fēng)管直徑，即當(dāng)量直徑，再由此求得矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力。,所謂“當(dāng)量直徑”，就是與矩形風(fēng)管有相同單位長度摩擦阻力的圓形風(fēng)管直徑，它有流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種。,假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等，并且兩者的單位長度摩擦阻力也相等，則該圓風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑。,（1）流速當(dāng)量直徑,假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等，并且兩者的單位長度摩擦阻力也相等，則該圓風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑。,,圓形風(fēng)管Rs和矩形風(fēng)管的水力半徑Rs“必須相等。 圓形風(fēng)管的水力半徑 Rs=D/4 矩形風(fēng)管的水力半徑 Rs“=ab/2（a+b） Rs= Rs=D/4= ab/2（a+b） D= ab/2（a+b）=Dv Dv稱為邊長為ab 的矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑。如果矩形風(fēng)管內(nèi)的流速與管徑為Dv ，的圓形風(fēng)管內(nèi)的流速相同，兩者的單位長度摩擦阻力也相等。因此，根據(jù)矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑Dv 和實際流速v，由附錄查得的Rm 。即為矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力。,（2）流量當(dāng)量直徑,設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管的空氣流量相等，并且單位長度摩擦阻力也相等，則該圓形風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑。 流量當(dāng)量直徑可近似按下式計算。 DL=1.37(ab)0.625/（a+b）0.25 以流量當(dāng)量直徑DL和矩形風(fēng)管的流量L，查附錄6所得的單位長度摩擦阻力Rm ，即為矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力,[解] 矩道風(fēng)道內(nèi)空氣流速 1）根據(jù)矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑Dv和實際流速V，求矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力。,有一表面光滑的磚砌風(fēng)道（K=3mm），橫斷面尺寸為500mm 400mm,流量L=1m3/s(3600m3/h)，求單位長度摩阻力。,[例8-2],由V=5m/s、Dv=444mm查圖得Rm0=0.62Pa/m,粗糙度修正系數(shù),由L=1m3/S、DL=487mm查圖2-3-1得Rm0=0.61Pa/m Rm=1.960.61=1.2 Pa/m,2）用流量當(dāng)量直徑求矩形風(fēng)管單位長度摩擦阻力。 矩形風(fēng)道的流量當(dāng)量直徑,2 局部阻力,一般情況下，通風(fēng)除塵、空氣調(diào)節(jié)和氣力輸送管道都要安裝一些諸如斷面變化的管件(如各種變徑管、變形管、風(fēng)管進出口、閥門)、流向變化的管件（彎頭）和流量變化的管件(如三通、四通、風(fēng)管的側(cè)面送、排風(fēng)口)，用以控制和調(diào)節(jié)管內(nèi)的氣流流動。 流體經(jīng)過這些管件時，由于邊壁或流量的變化，均勻流在這一局部地區(qū)遭到破壞，引起流速的大小，方向或分布的變化，或者氣流的合流與分流，使得氣流中出現(xiàn)渦流區(qū)，由此產(chǎn)生了局部損失。 多數(shù)局部阻力的計算還不能從理論上解決，必須借助于由實驗得來的經(jīng)驗公式或系數(shù)。局部阻力一般按下面公式確定：,,局部阻力系數(shù)也不能從理論上求得，一般用實驗方法確定。在附錄5中列出了部分常見管件的局部阻力系數(shù)。,局部阻力在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中占有較大的比例，在設(shè)計時應(yīng)加以注意。減小局部阻力的著眼點在于防止或推遲氣流與壁面的分離，避免漩渦區(qū)的產(chǎn)生或減小漩渦區(qū)的大小和強度。下面介紹幾種常用的減小局部阻力的措施。,減小局部阻力的措施,,（1） 漸擴管和漸擴管,幾種常見的局部阻力產(chǎn)生的類型： １、突變 ２、漸變,３、轉(zhuǎn)彎處 ４、分岔與會合,（2） 三通,圖8-4 三通支管和干管的連接,（3）彎管,,圖8-5 圓形風(fēng)管彎頭,,圖8-6 矩形風(fēng)管彎頭,,圖8-7 設(shè)有導(dǎo)流片的直角彎頭,（4） 管道進出口,圖8-8 風(fēng)管進出口阻力,（5） 管道和風(fēng)機的連接,,圖8-9 風(fēng)機進出口管道連接,8.2 風(fēng)管內(nèi)的壓力分布,8.2.1 動壓、靜壓和全壓,空氣在風(fēng)管中流動時，由于風(fēng)管阻力和流速變化，空氣的壓力是不斷變化的。研究風(fēng)管內(nèi)壓力的分布規(guī)律，有助于我們正確設(shè)計通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)并使之經(jīng)濟合理、安全可靠的運行。,分析的原理是風(fēng)流的能量方程和靜壓、動壓與全壓的關(guān)系式。,根據(jù)能量守恒定律，可以寫出空氣在管道內(nèi)流動時不同斷面間的能量方程（伯努利方程）。,我們可以利用上式對任一通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的壓力分布進行分析,8.2.2 風(fēng)管內(nèi)空氣壓力的分布,把一套通風(fēng)除塵系統(tǒng)內(nèi)氣流的動壓、靜壓和全壓的變化表示在以相對壓力為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上，就稱為通風(fēng)除塵系統(tǒng)的壓力分布圖。 設(shè)有圖8-10所示的通風(fēng)系統(tǒng)，空氣進出口都有局部阻力。分析該系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的壓力分布。,,8.3 通風(fēng)管道的水力計算,8.3.1 風(fēng)道設(shè)計的內(nèi)容及原則,風(fēng)道的水利計算分設(shè)計計算和校核計算兩類。,風(fēng)道設(shè)計時必須遵循以下的原則： （1）系統(tǒng)要簡潔、靈活、可靠；便于安裝、調(diào)節(jié)、控制與維修。 （2）斷面尺寸要標(biāo)準化。 （3）斷面形狀要與建筑結(jié)構(gòu)相配合，使其完美統(tǒng)一。,8.3.2 風(fēng)道設(shè)計的方法,風(fēng)管水力計算方法 1.假定流速法 2.壓損平均法 3.靜壓復(fù)得法 目前常用的是假定流速法。,通風(fēng)管道的水力計算,通風(fēng)管道的水力計算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進行的。 目的是，確定各管段的管徑(或斷面尺寸)和阻力，保證系統(tǒng)內(nèi)達到要求的風(fēng)量分配。最后確定風(fēng)機的型號和動力消耗。 在有的情況下， 風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓已經(jīng)確定，要由此去確定風(fēng)管的管徑。 風(fēng)管水力計算方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等幾種， 目前常用的是假定流速法。,8.3.3 風(fēng)道設(shè)計的步驟,假定流速法風(fēng)管水力計算的步驟。,（1）繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測圖,（2）確定合理的空氣流速,（3）根據(jù)各管段的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計算最不利環(huán)路的摩擦阻力和局部阻力,（4）并聯(lián)管路的阻力計算,（5）計算系統(tǒng)的總阻力,（6）選擇風(fēng)機,假定流速法的特點是，先按技術(shù)經(jīng)濟要求選定風(fēng)管的流速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。 假定流速法的計算步驟和方法如下， 1．繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測圖，對各管段進行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。 管段長度一般按兩管件間中心線長度計算，不扣除管件(如三通、彎頭)本身的長度。 2．確定合理的空氣流速 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性有較大的影響。流速高，風(fēng)管斷面小，材料耗用少，建造費用小，但是系統(tǒng)的阻力大，動力消耗增大，運用費用增加。對除塵系統(tǒng)會增加設(shè)備和管道的摩損，對空調(diào)系統(tǒng)會增加噪聲。,3. 管道壓力損失計算 阻力計算應(yīng)從最不利環(huán)路開始 根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力。 確定風(fēng)管斷面尺寸時，采用通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。 袋式除塵器和靜電除塵器后風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)量應(yīng)把漏風(fēng)量和反吹風(fēng)量計人。在正常運行條件下，除塵器的漏風(fēng)率應(yīng)不大于5％,4. 并聯(lián)管路的阻力平衡 為了保證各送、排風(fēng)點達到預(yù)期的風(fēng)量，兩并聯(lián)支管的阻力必須保持平衡。對一般的通風(fēng)系統(tǒng)，兩支管的阻力差應(yīng)不超過15％；除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過10％。若超過上述規(guī)定，可采用下述方法使其阻力平衡。 （1）調(diào)整支管管徑 通過改變支管管徑，即改變支管的阻力，達到阻力平衡。,（2）增大排風(fēng)量 當(dāng)兩支管的壓力損失相差不大時(在20％以內(nèi))，可以不改變管徑，將壓力損失小的那段支管的流量適當(dāng)增大，以達到壓力平衡。 （3）增大支管的壓力損失 閥門調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)管道壓力損失的。 5.風(fēng)機選擇,[例8-3]圖8-11所示為某車間的振動篩除塵系統(tǒng)。采用矩形傘形排風(fēng)罩排塵，風(fēng)管用鋼板制作（粗糙度K＝0.15mm），輸送含有鐵礦粉塵的含塵氣體，氣體溫度為20℃。該系統(tǒng)采用CLSΦ800型水膜除塵器，除塵器含塵氣流進口尺寸為318mm552mm，除塵器阻力900Pa。對該系統(tǒng)進行水力計算，確定該系統(tǒng)的風(fēng)管斷面尺寸和阻力并選擇風(fēng)機。,,,,,,,,,,,,,,,,,【例題】 有一通風(fēng)除塵系統(tǒng)，風(fēng)管全部用鋼板制作，管內(nèi)輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。各排風(fēng)點的排風(fēng)量和各管段的長度見圖所示。該系統(tǒng)采用袋式除塵器進行排氣凈化，除塵器壓力損失△P=1200Pa。對該系統(tǒng)進行設(shè)計計算。,【解】 1．對各管段進行編號，標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點的排風(fēng)量。 2．選定最不利環(huán)路， 本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風(fēng)機-7為最不利環(huán)路。 3．根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。 輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管12m／s、水平風(fēng)管14m／s。 考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段6及7的計算風(fēng)量為63001.05=6615m3／h。,管段1 根據(jù)L1=1500m3／h(0.42m3)、vl=14m／s 查出管徑和單位長度摩擦阻力。 所選管徑應(yīng)盡量符合附錄8的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。 D1=200mm Rm1=12.5Pa／m 同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻. 4．確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦阻力. 5．查附錄7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。,(1)管段1 設(shè)備密閉罩 ξ =1．0(對應(yīng)接管動壓) 900彎頭(R／D=1.5)一個ξ =0.17 直流三通(1—3) 根據(jù)Fl+F2≈F3 F2 / F3 =：(140／240)=0.292 L2 / L3=800/2300=0.34 7． 查得ξ =0.20 ∑ξ =1.0+0.17+0.20=1.37,(3)管段3 直流三通(3-5) 根據(jù)F3+F4≈F5 F4 / F5 =：(280／380)2=0.54 L4 / L5=4000/6300=0.634 查得ξ =-0.05 (4)管段4 設(shè)備密閉罩 ξ =1 合流三通(4-5) ξ =0.64 ∑ξ=1.0+0.17+0.64,(5)管段5 除塵器進口變徑管(漸擴管) 除塵器進口300800mm，變徑管長度500mm tg α=1/2(800-380)/500=0.42 α=22.7 ξ =0.60,(6)管段6 除塵器出口變徑管(漸縮管) 除塵器出口尺寸300800mm變徑管長度400mm tg α=1/2(800-420)/400=0.475 α=25.4 ξ =0.10 900彎頭2個 ξ =20.17=0.34 風(fēng)機進口漸擴管 選風(fēng)機，風(fēng)機進口直徑D1=500mm,變徑管長度300mm tg α=1/2(500-420)/300=0.13 α=7.60 ξ =0.03 ∑ξ=0.1+0.34+0.03=0.47,(7)管段7 風(fēng)機出口漸擴管 風(fēng)機出口尺寸410315mm D7=420mm F 7 / F =1.07 ξ=0 帶擴散管的傘形風(fēng)帽(h／D0=0.5)ξ =0.60 ∑ξ =0．60,6．計算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。,7．對并聯(lián)管路進行阻力平衡 (1)匯合點 ?Pl=298.5Pa ?P2 =179.7Pa （?Pl -?P2 ） / ?Pl = （298.5- 179.7）/ 298.5 =39. 7％10％ 為使管段l、2達到阻力平衡，改變管段2的管徑，增大其阻力。 根據(jù)公式(6-16) D2=D2(?P2 ／ ?P2 )0.225=124.8mm 取D2 =130mm。其對應(yīng)的阻力 ?P2 =179.7（140/130） 1/0.225=249.7Pa （?Pl -?P2 ） / ?Pl=（298.5- 249.7）/ 298.5 =16.8 ％ 10％,(2)匯合點B ?Pl +?P3=298.5+54=352Pa ?P4= 362Pa ?P4-（?Pl +?P3 ）/ ?P4=362-352.5/362=2.6 ％10％ 符合要求 8．計算系統(tǒng)的總阻力 ?P= ∑(Rml+Z)=298.5+54+99.2+58.6+87.8+1200 =1798Pa,9．選擇風(fēng)機 風(fēng)機風(fēng)量 Lf=1.15L=1.156615=7607m3／h 風(fēng)機風(fēng)壓 Pf=1.15P=1.151798=2067Pa，,通風(fēng)除塵系統(tǒng)風(fēng)管壓力損失的估算 在進行系統(tǒng)的方案比較或申報通風(fēng)除塵系統(tǒng)的技術(shù)改造計劃時，對系統(tǒng)的總損失作粗略通風(fēng)除塵系統(tǒng)風(fēng)管壓力損失的估算 。,,,,,,,,,,7,l =3.7m,風(fēng)機,8,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,l =12m,6,5,4,3,2,1,9,10,L=5500m3/h,L=2700m3/h,L=2650m3/h,l =4.2m,l =5.5m,l =5.5m,l =6.2m,通風(fēng)除塵系統(tǒng)的系統(tǒng)圖,l =5.4m,除塵器,圖8-11所示為某車間的振動篩除塵系統(tǒng)。采用矩形傘形排風(fēng)罩排塵，風(fēng)管用鋼板制作（粗糙度K＝0.15mm），輸送含有鐵礦粉塵的含塵氣體，氣體溫度為20℃。該系統(tǒng)采用CLSΦ800型水膜除塵器，除塵器含塵氣流進口尺寸為318mm552mm，除塵器阻力900Pa。對該系統(tǒng)進行水力計算，確定該系統(tǒng)的風(fēng)管斷面尺寸和阻力并選擇風(fēng)機。,8.4 均勻送風(fēng)管道設(shè)計計算,在通風(fēng)、空調(diào)、冷庫、烘房及氣幕裝置中，常常要求把等量的空氣經(jīng)由風(fēng)道側(cè)壁（開有條縫、孔口或短管）均勻的輸送到各個空間，以達到空間內(nèi)均勻的空氣分布。這種送風(fēng)方式稱為均勻送風(fēng)。,均勻送風(fēng)管道通常有以下幾種形式：,（1）條縫寬度或孔口面積變化，風(fēng)道斷面不變，如圖8-14所示。,,圖8-14 風(fēng)道斷面F及孔口流量系數(shù) 不變，孔口面積 變化的均勻吸送風(fēng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,吹出,吸入,,從條縫口吹出和吸入的速度分布,（2）風(fēng)道斷面變化，條縫寬度或孔口面積不變，如圖8-15所示。,,圖8-15風(fēng)道斷面F變化，孔口流量系數(shù) 及孔口面積 不變的均勻送風(fēng),（3）風(fēng)道斷面、條縫寬度或孔口面積都不變，如圖8-16所示。,風(fēng)道斷面F及孔口面積 不變時，管內(nèi)靜壓會不斷增大，可以根據(jù)靜壓變化，在孔口上設(shè)置不同的阻體來改變流量系數(shù) 。,,8.4.1 均勻送風(fēng)管道的設(shè)計原理,風(fēng)管內(nèi)流動的空氣，在管壁的垂直方向受到氣流靜壓作用，如果在管的側(cè)壁開孔，由于孔口內(nèi)外靜壓差的作用，空氣會在垂直管壁方向從孔口流出。但由于受到原有管內(nèi)軸向流速的影響，其孔口出流方向并非垂直于管壁，而是以合成速度沿風(fēng)管軸線成 角的方向流出，如圖8-17所示。,圖8-17 孔口出流狀態(tài)圖,1. 出流的實際流速和流向,靜壓差產(chǎn)生的流速為：,空氣從孔口出流時，它的實際流速和出流方向不僅取決于靜壓產(chǎn)生的流速大小和方向，還受管內(nèi)流速的影響?？卓诔隽鞯膶嶋H速度為二者的合成速度。速度的大小為：,利用速度四邊形對角線法則，實際流速 的方向與風(fēng)道軸線方向 的夾角（出流角）為,空氣在風(fēng)管內(nèi)的軸向流速為：,2. 孔口出流的風(fēng)量,對于孔口出流，流量可表示成：,,孔口處平均流速：,3.實現(xiàn)均勻送風(fēng)的條件,要實現(xiàn)均勻送風(fēng)需要滿足下面兩個基本要求： 1）各側(cè)孔或短管的出流風(fēng)量相等； 2）出口氣流盡量與管道側(cè)壁垂直，否則盡管風(fēng)量相等也不會均勻。,從式（8-34）可以看出，對側(cè)孔面積 保持不變的均勻送風(fēng)管道，要使各側(cè)孔的送風(fēng)量保持相等，必需保證各側(cè)孔的靜壓 和流量系數(shù) 相等；要使出口氣流盡量保持垂直，要求出流角 接近90。,下面具體分析各項措施。,如圖8-18所示有兩個側(cè)孔，根據(jù)流體力學(xué)原理可知，斷面1處的全壓 應(yīng)等于斷面2處的全壓 加上斷面1-2間的阻力，即,,（1）保持各側(cè)孔靜壓相等,由此說明，欲使兩個側(cè)孔靜壓相等，就必須有,也就是說，若能使兩個側(cè)孔的動壓降等于兩側(cè)孔間的風(fēng)管阻力，兩側(cè)孔處的靜壓就保持相等。,圖8-18 側(cè)孔出流狀態(tài)圖,（2）保持各側(cè)孔流量系數(shù)相等,圖8-19 銳邊孔口的 值,（3）增大出流角度,,風(fēng)管中靜壓與動壓的比值愈大，氣流在側(cè)孔的出流角度 也愈大，即出流方向與管壁側(cè)面愈接近垂直（如圖8-20（a）所示）。比值愈小，出流就會向風(fēng)管末端偏斜，難于達到均勻送風(fēng)的目的（如圖8-20（b）所示）。,,a） b） 圖8-20 側(cè)孔氣流出流方向與送風(fēng)均勻性,8.4.2 均勻送風(fēng)管道的計算,均勻送風(fēng)管道計算的目的是確定側(cè)孔的個數(shù)、間距、面積及出風(fēng)量，風(fēng)管斷面尺寸和均勻送風(fēng)管段的阻力。 均勻送風(fēng)管道計算和一般送風(fēng)管道計算相似，只是在計算側(cè)孔送風(fēng)時的局部阻力系數(shù)時需要注意。側(cè)孔送風(fēng)管道可以認為是支管長度為零的三通。當(dāng)空氣從側(cè)孔出流時產(chǎn)生兩種局部阻力，即直通部分的局部阻力和側(cè)孔局部阻力。,,直通部分的局部阻力系數(shù) 可以按布達柯夫提出的公式確定也可以由表8-7查出。,側(cè)孔的局部阻力系數(shù) 可以由塔利耶夫的試驗數(shù)據(jù)（表8-8）確定，也可以按下式計算,8.5.2 風(fēng)管的布置、選型及保溫與防腐,1.風(fēng)管布置,2.風(fēng)管選型,風(fēng)管選型包括斷面形狀的選取，材料的選擇和管道規(guī)格。,3.風(fēng)管保溫,骯臟的室內(nèi)送風(fēng)口散流器 提示通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)過多的污垢,5.管道及其設(shè)備的清潔,8.5.3 進排風(fēng)口布置,8.5.4 防爆及防火,8.6 氣力輸送系統(tǒng)的管道設(shè)計計算,