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均勻吸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)過去采用干管的等速設(shè)計(jì)法或降速梯形設(shè)計(jì)法,對(duì)定量吸風(fēng)管道則采用匯流三通的阻力平衡法,這些方法對(duì)問題的分析過于粗糙,運(yùn)行后風(fēng)量偏差較大,已不適應(yīng)人們對(duì)環(huán)境的要求。本文的局部排風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)方法,對(duì)排風(fēng)管道內(nèi)氣流的能量關(guān)系作了更詳細(xì)的分析,并可進(jìn)行更精確的計(jì)算。運(yùn)行后設(shè)備的排風(fēng)量與設(shè)計(jì)值偏差很小。現(xiàn)加以介紹,供大家在工程實(shí)踐中參考。

設(shè)計(jì)原理

局部排風(fēng)系統(tǒng)的吸風(fēng)支管一端是機(jī)上吸口,另一端在匯流三通處與干管相接,支管氣流與干管氣流在匯流三通處具有公共點(diǎn)稱為兩股氣流的匯合點(diǎn),兩股氣流在匯合點(diǎn)匯合,一般動(dòng)壓是不等的,但其靜壓相等。干管氣流到達(dá)匯合點(diǎn)的靜壓稱為剩余靜壓,它是匯合點(diǎn)的實(shí)際靜壓。吸口與匯合點(diǎn)的靜壓差是支管吸風(fēng)的動(dòng)力。對(duì)于形狀和尺寸給定的支管,只要吸口狀態(tài)和匯流三通匯合點(diǎn)處的靜壓一定,支管的吸風(fēng)量就一定。支管吸口的狀態(tài)以及支管的形狀和尺寸確定之后,根據(jù)風(fēng)量或風(fēng)速,就可求得支管在匯流三通處的靜壓,稱為該支管的計(jì)算靜壓。

各支管的形狀和尺寸以及吸口狀態(tài)都相同,如果給定的吸風(fēng)量也相等,各支管的計(jì)算靜壓就相等。如果干管氣流到達(dá)匯合點(diǎn)的剩余靜壓也相等,那么各支管的吸風(fēng)量就相等,這就是所謂的靜壓恒定原理。如果干管氣流到達(dá)匯合點(diǎn)的剩余靜壓不僅相等,而且等于各支管的計(jì)算靜壓,那么各支管的吸風(fēng)量不僅相等,而且能按照給定的風(fēng)量吸風(fēng),這就是均勻吸風(fēng)原理。

就一般情況而言,對(duì)于任意形狀和尺寸的支管以及任意給定的風(fēng)量,只要求出各支管的計(jì)算靜壓,并使干管氣流到達(dá)匯合點(diǎn)的剩余靜壓等于該支管的計(jì)算靜壓,則該支管就能按給定的風(fēng)量吸風(fēng),這就是定量吸風(fēng)原理。它對(duì)吸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)更具有普遍意義。

剩余靜壓

前已述及,干管氣流到達(dá)匯流三通匯合點(diǎn)處的剩余靜壓是該點(diǎn)的實(shí)際靜壓。匯流三通處兩股氣流在匯合點(diǎn)匯合,一般動(dòng)壓是不等的,但其靜壓相等。兩股氣流到達(dá)匯合點(diǎn)后相混合,在混合過程中進(jìn)行能量交換和動(dòng)量交換,并受到阻力引起機(jī)械能損失。機(jī)械能損失的多少與實(shí)際匯流速度vi以及理論匯流速度Ui都有關(guān)系。理論匯流速度是兩股氣流混合時(shí)機(jī)械能損失最小的匯流速度。設(shè)支管和干管連接的傾角為α,對(duì)均勻吸風(fēng)管道,第i個(gè)匯流三通的理論匯流速度

最初一根支管與干管連接后稱為肘管。只要列出最初一根支管吸口的斷面與第一個(gè)匯流三通匯合點(diǎn)斷面之間的柏努利方程就可求得肘管的剩余靜壓。

計(jì)算結(jié)果:

1、支管直徑:d=0.141米

2、干管各段風(fēng)速、直徑(括號(hào)內(nèi)為輸入的原始參數(shù))

干管段編號(hào)i 直徑Di(m) 干管段編號(hào)i 速度Vi(m/s)直徑Di(m)

0 0.146 6 11.82 0.434

1 0.220 7 11.76 0.465

2 0.276 8 11.71 0.495

3 0.323 9 11.67 0.522

4 0.364 10 11.64 0.548

5 0.400 11 (14.00) 0.522

管道系統(tǒng)阻力:156Pa

3.2.3 運(yùn)行結(jié)果

①吸風(fēng)量:(抽測6臺(tái))

機(jī)臺(tái)編號(hào)

1-0

1-1

1-2

1-5

1-9

1-11

平均

吸口風(fēng)速

0.90

0.758

0.838

0.8975

0.7535

0.815

吸風(fēng)量M3/h

1192

1004

1110

1189

998

1080

1096

最大不勻率:8.94%

②管道系統(tǒng)總阻力:

干管輸送段未端:靜壓:-343Pa,動(dòng)壓175 Pa,管道系統(tǒng)總阻力168Pa,

輸送管段的動(dòng)壓取平均吸風(fēng)量的計(jì)算值。

③結(jié)果分析:

本程序?yàn)榭刂婆_(tái)與臺(tái)之間的風(fēng)量偏差,吸風(fēng)量的絕對(duì)值與風(fēng)機(jī)的選擇有關(guān)。本系統(tǒng)風(fēng)量和阻力的測量值均大于設(shè)計(jì)值,故風(fēng)機(jī)選擇偏大。