除塵管道阻力的計算方法

除塵管道阻力的計算方法

管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力.摩擦阻力由空氣的粘性力及空氣與管壁之間的摩擦作用產(chǎn)生它發(fā)生在整個(gè)管道的沿程上,因此也稱(chēng)為沿程阻力局部阻力則是空氣通過(guò)管道的轉彎,斷面變化,連接部件等處時(shí),由于速度大小和方向的變化及渦流沖擊作用等產(chǎn)生的能量損失。

1、摩擦阻力

管道的摩擦阻力采用下式計算

△P_m=λ·(L/D_e)·ρV²/2式中:△Pm摩擦阻力,Pa;

λ----摩擦阻力系數,其值與流態(tài)有關(guān);

L---管道長(cháng)度,m;

ρ----空氣密度,Kg/m3;

V----管內平均流速,m/s

D_e——風(fēng)管的當量直徑，m。

當量直徑：     D_e=4·f/p

式中 f——管道的斷面積，m2；

P——管道的周長(cháng)，m；

對于圓管，當量直徑即為管道的直徑，對于矩形管，通常采用兩種當量直徑，即流速當量直徑和流量當量直徑。流速當量直徑是假設當量管道的流速與矩形管的流速相等。由此推得流速當量直徑為：

     D_e=2ab/（a+b）

a，b為矩形管斷面的長(cháng)，寬邊尺寸。

流量當量直徑是假設等效圓管的流量與矩形管的流量相等，并且單位長(cháng)度的摩擦阻力也相等。由此推得流量當量直徑為：

實(shí)際計算中多采用流速當量直徑。

在實(shí)際設計計算中，一般將上述摩擦阻力計算式作的變換，使其變?yōu)楦庇^(guān)的表達式。目前有如下兩種變換方式：

（1）比魔阻法：

令       R_m=（λ/D_e)·ρV²/2

稱(chēng)R_m為比魔阻，Pa/m，其意義是單位長(cháng)度管道的摩擦阻力。這樣摩擦阻力計算式則變換成下列表達式：

ΔP_m=R_m·L

為了便于工程設計計算，人們對R_m的確定已作出了線(xiàn)解圖，設計時(shí)只需要根據管內風(fēng)量、管徑和管壁粗糙度由線(xiàn)解圖上即可查出R_m值，這樣就很容易由上式算出摩擦阻力。

（2）綜合摩擦阻力系數法：

管內風(fēng)速V=L/f，L為管內風(fēng)量，f為管道斷面積。將V代入摩擦阻力計算公式△P_m=λ·(L/D_e)·ρV²/2后，

令

             K_m=λ·(L/D_e)·ρ/2f²

則摩擦阻力計算式變換為下列表達式：

△P_m=K_m·L²

稱(chēng) 為綜合摩擦阻力系數，N·S²/m⁸。

采用△P_m=K_m·L²計算式更便于管道系統的分析及風(fēng)機的選擇，因此在管網(wǎng)系統運行分析與調節計算時(shí)，多采用該計算式。

　　管道摩擦阻力受多種因素的影響，在設計計算時(shí)應考慮這些因素。主要影響因素有：管壁的粗糙度和空氣溫度。粗糙度越大，摩擦阻力系數λ值越大，摩擦阻力越大。溫度影響空氣密度和粘度，因而影響比魔阻R_m。溫度上升，比魔阻R_m下降。線(xiàn)解圖上查得R_m是20℃時(shí)的數值，實(shí)際計算應根據具體溫度進(jìn)行修正。

（1）密度和粘度的修正

R_m=R_m0（ρ/ρ₀）^0.91（υ/υ₀）^0.1

式中：R_m——實(shí)際單位長(cháng)度摩擦阻力

      R_m0——圖上查出單位長(cháng)度摩擦阻力

      ρ——實(shí)際的空氣密度

     υ——實(shí)際的空氣運動(dòng)粘度

（2）空氣溫度和大氣壓力的修正

     　　　 R_m=K_tK_BR_m0

式中： K_t——溫度修正習俗

     　K_B——大氣壓力修正系數

        K_t、K_B可以直接有圖6-1查出。   

（３）管壁粗糙度的修正

　　　　?。?/span>_ｍ＝Ｋ_ｒＲｍ０

　　　　?。?/span>_ｒ＝（Ｋυ）^0.25

式中：?。?/span>_ｒ——管壁粗糙度修正系數（查文獻）

　　　　Ｋ——管壁粗糙度（查表）

      　υ——管內空氣流速

２、局部阻力

局部阻力計算式為：

Ｚ＝ξ·ρV2/2　　　　pa

其中 為局部阻力系數，根據不同的構件查表獲得。

在通風(fēng)除塵管網(wǎng)中，連接部件很多，因此局部阻力較大，為了減少系統運行的能耗，在設計管網(wǎng)系統時(shí)，應盡可能降低管網(wǎng)的局部阻力。降低管網(wǎng)的局部阻力可采取以下措施：

（1）避免風(fēng)管斷面的突然變化；

（2）減少風(fēng)管的轉彎數量，盡可能增大轉彎半徑；

（3）三通匯流要防止出現引射現象，盡可能做到各分支管內流速相等。分支管道中心線(xiàn)夾角要盡可能小，一般要求不大于30o；

（4）降低排風(fēng)口的出口流速，減少出口的動(dòng)壓損失；

（5）通風(fēng)系統各部件及設備之間的練接要合理，風(fēng)管布置要合理，避免產(chǎn)生渦流。

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