最新煙氣管道阻力計算資料

1、 精品文檔第三節(jié) 管道阻力空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動阻力有兩種形式：一是由于空氣本身的黏滯性以及空氣與管壁間的摩擦所產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力；另一是空氣流經(jīng)管道中的管件時(如三通、彎頭等)，流速的大小和方向發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的局部渦流所引起的阻力，稱為局部阻力。一、摩擦阻力根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在管道內(nèi)流動時，單位長度管道的摩擦阻力按下式計算：lv2rr =m4r 2(53)s式中 rm單位長度摩擦阻力，pam； 風(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速，ms； 空氣的密度，kgm3； 摩擦阻力系數(shù)；rs風(fēng)管的水力半徑，m。對圓形風(fēng)管：dr =4s(54)(55)(56)式中 d風(fēng)管直徑，m。對矩形風(fēng)管abr =2(a +

2、 b)s式中 a，b矩形風(fēng)管的邊長，m。因此，圓形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力lv2rr = md 2摩擦阻力系數(shù) 與空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動狀態(tài)和風(fēng)管內(nèi)壁的粗糙度有關(guān)。計算摩擦阻力系數(shù)的公式很多，美國、日本、德國的一些暖通手冊和我國通用通風(fēng)管道計算表中所采用的公式如下：1k2.51= -2 lg(+)l3.7d re l(57)式中 k風(fēng)管內(nèi)壁粗糙度，mm；re雷諾數(shù)。vdre =u(58)式中 風(fēng)管內(nèi)空氣流速，ms；d風(fēng)管內(nèi)徑，m； 運動黏度，m2s。在實際應(yīng)用中，為了避免煩瑣的計算，可制成各種形式的計算表或線解圖。圖52 是計算圓形鋼板風(fēng)管的線解圖。它是在氣體壓力 b1013kpa、溫度 t=20、

3、管壁粗糙度 k015mm 等條件下得出的。經(jīng)核算，按此圖查得的rm 值與全國通用通風(fēng)管道計算表查得的 d 值算出的 rm 值基本一致，其誤差已可滿足工程設(shè)計的需要。只要已知風(fēng)量、管徑、流速、單位摩擦阻力4 個參數(shù)中的任意兩個，即可利用該圖求得其余兩個參數(shù)，計算很方便。精品文檔 精品文檔圖 52 圓形鋼板風(fēng)管計算線解圖例 有一個 10m 長薄鋼板風(fēng)管，已知風(fēng)量 l2400m h，流速 16ms，管壁粗3糙度 k015mm，求該風(fēng)管直徑 d 及風(fēng)管摩擦阻力 r。解 利用線解圖 52，在縱坐標(biāo)上找到風(fēng)量l2400m3h，從這點向右做垂線，與流速 16ms 的斜線相交于一點，在通過該點表示風(fēng)管直徑的斜

4、線上讀得 d230mm。再過該點做垂直于橫坐標(biāo)的垂線，在與表示單位摩擦阻力的橫坐標(biāo)交點上直接讀得135pam。該段風(fēng)管摩擦阻力為：rmrr l13510pa135pam無論是按照全國通用通風(fēng)管道計算表，還是按圖 52 計算風(fēng)管時，如被輸送空氣的溫度不等于 20，而且相差較大時，則應(yīng)對 r。值進(jìn)行修正，修正公式如下：rr km(59)mtr 式中在不同溫度下，實際的單位長度摩擦阻力，pa；mrm按 20的計算表或線解圖查得的單位摩擦阻力，pa；kt摩擦阻力溫度修正系數(shù)，如圖 53 所示。圖 53 摩擦阻力溫度修正系數(shù)鋼板制的風(fēng)管內(nèi)壁粗糙度 k 值一般為 015mm。當(dāng)實際使用的鋼板制風(fēng)管，其內(nèi)壁

5、粗糙度 k 值與制圖表數(shù)值有較大出入時，由計算圖表查得的單位摩擦阻力rm 值乘以表 53中相應(yīng)的粗糙度修正系數(shù)。表中 為風(fēng)管內(nèi)空氣流速。精品文檔 精品文檔表 53 管壁粗糙度修正系數(shù)對于一般的通風(fēng)除塵管道，粉塵對摩擦阻力的影響很小，例如含塵濃度為50gm3 時，所增大的摩擦阻力不超過 2，因此一般情況下可忽略不計。二、局部阻力各種通風(fēng)管道要安裝一些彎頭、三通等配件。流體經(jīng)過這類配件時，由于邊壁或流量的改變，引起了流速的大小、方向或分布的變化，由此產(chǎn)生的能量損失，稱為局部損失，也稱局部阻力。局部阻力主要可分為兩類：流量不改變時產(chǎn)生的局部阻力，如空氣通過彎頭、漸擴管、漸縮管等；流量改變時所產(chǎn)生的局

6、部阻力，如空氣通過三通等。局部阻力可按下式計算：ru2xz =2(510)式中 z局部阻力，pa； 局部阻力系數(shù)，見表 54； 空氣流速，ms； 空氣密度，kgm3。上式表明，局部阻力與其中流速的平方成正比。局部阻力系數(shù)通常都是通過實驗確定的?？梢詮挠嘘P(guān)采暖通風(fēng)手冊中查得。表 54 列出了部分管道部件的局部阻力系數(shù)值。在計算通風(fēng)管道時，局部阻力的計算是非常重要的一部分。因為在大多數(shù)情況下，克服局部阻力而損失的能量要比克服摩擦阻力而損失的能量大得多。所以，在制作管件時，如何采取措施減少局部阻力是必須重視的問題。精品文檔 精品文檔表 54 常見管件局部阻力系數(shù)精品文檔 精品文檔精品文檔 精品文檔精

7、品文檔 精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔 精品文檔下面通過分析幾種常見管件產(chǎn)生局部阻力的原因，提出減少局部阻力的辦法。1三通圖 54 為一合流三通中氣流的流動情況。流速不同的1、2 兩股氣流在匯合時發(fā)生碰撞，以及氣流速度改變時形成渦流是產(chǎn)生局部阻力的原因。三通局部阻力的大小與分支管中心夾角、三通斷面形狀、支管與總管的面積比和流量比(即流速比)有關(guān)。圖 54 合流三通中氣流流動狀態(tài)為了減少三通局部阻力，分支管中心夾角。應(yīng)該取得小一些，一般不超過30。只有在安裝條件限制或為了平衡阻力的情況下，才用較大的夾角，但在任何情況下，都不宜做成垂直的“t”形三通。為了避免出現(xiàn)引射現(xiàn)象，應(yīng)

8、盡可能使總管和分支管的氣流速度相等，即按 = 來確定總管和分支管的斷面積。這樣，312風(fēng)管斷面積的關(guān)系為：f f +f 。3122彎頭當(dāng)氣流流過彎頭時(見圖 55)，由于氣流與管壁的沖擊，產(chǎn)生了渦流區(qū)；又由于氣流的慣性，使邊界層脫離內(nèi)壁，產(chǎn)生了渦流區(qū)。兩個渦流區(qū)的存在，使管道中心處的氣流速度要比管壁附近大，因而產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)氣流。渦流區(qū)的產(chǎn)生和氣流的旋轉(zhuǎn)都是造成局部阻力的原因。圖 55 彎頭中氣流流動狀況實驗證明，增大曲率半徑可以使彎頭內(nèi)的渦流區(qū)和旋轉(zhuǎn)運動減弱。但是彎頭的曲率半徑也不宜太大，以免占用的空間過大，一般取曲率半徑 r 等于彎頭直徑的 12 倍。在任何情況下，都不宜采用 90的“ ”形直

9、角彎頭。3漸縮或漸擴管漸縮或漸擴管的局部阻力是由于氣流流經(jīng)管件時，斷面和流速發(fā)生變化，使氣流脫離管壁，形成渦流區(qū)而造成的。圖 56 是漸擴管中氣流的流動狀況，精品文檔 精品文檔圖 56 漸擴管中氣流流動狀況實驗證明，漸縮或漸擴管中心角。越大，渦流區(qū)越大，能量損失也越大。為了減少漸縮、漸擴管的局部阻力，必須減小中心角，緩和流速分布的變化，使渦流區(qū)范圍縮小。通常中心角。不宜超過45。三、系統(tǒng)阻力整個通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力稱為系統(tǒng)阻力，它包括吸塵罩阻力、風(fēng)管阻力、除塵器阻力和出口動壓損失4 部分。四、通風(fēng)管道的壓力分布圖 57 所示為一簡單通風(fēng)系統(tǒng)，其中沒有管件、吸塵罩和除塵器，假定空氣在進(jìn)口a 和出口

10、 c 處局部阻力很小，可以忽略不計，系統(tǒng)僅有摩擦阻力。圖 57 僅有摩擦阻力的風(fēng)管壓力分布按下列步驟可以說明該風(fēng)管壓力分布。(1)定出風(fēng)管中各點的壓力。風(fēng)機開動后，空氣由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)。因為風(fēng)管斷面不變，所以各點(斷面)的空氣流速相等，即動壓相等。各點的動壓分布分別為：點 a點 b全壓 空氣從點 a 流至點 b 時要克服風(fēng)管的摩擦阻力，所以點b 的全壓(即風(fēng)機吸入口的全壓)為：式中 rm風(fēng)管單位長度摩擦阻力，pam；l 從點 a 至點 b 的風(fēng)管長度，m。1精品文檔 精品文檔由式(511)可以看出，當(dāng)風(fēng)管內(nèi)空氣流速不變時，風(fēng)管的阻力是由降低空氣的靜壓來克服的。點 c當(dāng)空氣排入大氣時，這一能量便全部消失在大氣中，稱為風(fēng)管出口動壓損失。點 b空氣由點 b流至點 c 需要克服摩擦阻力 rml ，所以：2(2)把以上各點的數(shù)值在圖上標(biāo)出，并連成直線，即可繪出壓力分布圖。如圖57 所示。風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)壓 hf 等于風(fēng)機進(jìn)、出口的全壓差，即從風(fēng)管壓力分布圖和計算結(jié)果可以給人們以下啟示。風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)壓等于風(fēng)管的阻力及出口動壓損失之和，亦即等于系統(tǒng)阻力。換句話說