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均勻吸風管道的設計過去采用干管的等速設計法或降速梯形設計法,對定量吸風管道則采用匯流三通的阻力平衡法,這些方法對問題的分析過于粗糙,運行后風量偏差較大,已不適應人們對環(huán)境的要求。本文的局部排風系統(tǒng)管道設計方法,對排風管道內(nèi)氣流的能量關系作了更詳細的分析,并可進行更精確的計算。運行后設備的排風量與設計值偏差很小。現(xiàn)加以介紹,供大家在工程實踐中參考。

設計原理

局部排風系統(tǒng)的吸風支管一端是機上吸口,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稱為兩股氣流的匯合點,兩股氣流在匯合點匯合,一般動壓是不等的,但其靜壓相等。干管氣流到達匯合點的靜壓稱為剩余靜壓,它是匯合點的實際靜壓。吸口與匯合點的靜壓差是支管吸風的動力。對于形狀和尺寸給定的支管,只要吸口狀態(tài)和匯流三通匯合點處的靜壓一定,支管的吸風量就一定。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)風量或風速,就可求得支管在匯流三通處的靜壓,稱為該支管的計算靜壓。

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

就一般情況而言,對于任意形狀和尺寸的支管以及任意給定的風量,只要求出各支管的計算靜壓,并使干管氣流到達匯合點的剩余靜壓等于該支管的計算靜壓,則該支管就能按給定的風量吸風,這就是定量吸風原理。它對吸風管道的設計更具有普遍意義。

剩余靜壓

前已述及,干管氣流到達匯流三通匯合點處的剩余靜壓是該點的實際靜壓。匯流三通處兩股氣流在匯合點匯合,一般動壓是不等的,但其靜壓相等。兩股氣流到達匯合點后相混合,在混合過程中進行能量交換和動量交換,并受到阻力引起機械能損失。機械能損失的多少與實際匯流速度vi以及理論匯流速度Ui都有關系。理論匯流速度是兩股氣流混合時機械能損失最小的匯流速度。設支管和干管連接的傾角為α,對均勻吸風管道,第i個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匯流三通匯合點斷面之間的柏努利方程就可求得肘管的剩余靜壓。

計算結果:

1、支管直徑:d=0.141米

2、干管各段風速、直徑(括號內(nèi)為輸入的原始參數(shù))

干管段編號i 直徑Di(m) 干管段編號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 運行結果

①吸風量:(抽測6臺)

機臺編號

1-0

1-1

1-2

1-5

1-9

1-11

平均

吸口風速

0.90

0.758

0.838

0.8975

0.7535

0.815

吸風量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,動壓175 Pa,管道系統(tǒng)總阻力168Pa,

輸送管段的動壓取平均吸風量的計算值。

③結果分析:

本程序為控制臺與臺之間的風量偏差,吸風量的絕對值與風機的選擇有關。本系統(tǒng)風量和阻力的測量值均大于設計值,故風機選擇偏大。