第一部分:风管设计计算 .........................................................错误!未定义书签。
1.范围..............................................................................错误!未定义书签。
2.风管的空气流速..........................................................错误!未定义书签。
3.风道设计步骤..............................................................错误!未定义书签。
4.风道计算......................................................................错误!未定义书签。第二部分:风管材料 .................................................................错误!未定义书签。
1.范围..............................................................................错误!未定义书签。
2.风管的材质、厚度的选用 .........................................错误!未定义书签。
3.风管板材规格的选用 .................................................错误!未定义书签。
4.风管型材规格的选用 .................................................错误!未定义书签。
5.风管的规格..................................................................错误!未定义书签。
6.风管板材的焊接形式 .................................................错误!未定义书签。第三部分:风管的加固与连接 .................................................错误!未定义书签。
1.范围..............................................................................错误!未定义书签。
2.风管的强度加固..........................................................错误!未定义书签。
3.风管连接......................................................................错误!未定义书签。
4. 风管法兰制作..............................................................错误!未定义书签。
5. 方形法兰制作..............................................................错误!未定义书签。第四部分风管管件 .................................................................错误!未定义书签。
1.适用范围:..............................................................错误!未定义书签。
2.变径管......................................................................错误!未定义书签。
3.弯头..........................................................................错误!未定义书签。第六部分:风管设计计算 .........................................................错误!未定义书签。
1.范围..........................................................................错误!未定义书签。
2.支、吊架材料及方式 .............................................错误!未定义书签。
3.支吊架的固定..............................................................错误!未定义书签。
4.支架形式......................................................................错误!未定义书签。
5.吊架形式......................................................................错误!未定义书签。
6.风管支吊架设计注意事项 .........................................错误!未定义书签。
第一部分:风管设计计算
1.范围
本标准规定了烤炉风管及其它通风设备风管的空气流速、风道设计步骤、风道计算、通风风道的局部阻力损失的计算等。
2.风管的空气流速
选定流速时,要考虑建筑空间,初投资和运行费用及噪声等因素。如果风速选得大,则风道断面小,消耗管材小,初投资省,但是阻力大,运行费用高,而且噪声可能高。如果风速选得低,则运行费用低,但风道断面大,初投资大,占用空间大。具体参考表1-1。
表1-1 烤炉及空调系统中的空气流速
风管内的风速不宜过大,根据噪声标准,可参考表1-2设计风速
表1-2 允许噪声风速选用表(m/s)
涂装车间噪声标准45~60,运用相关参数。岱德公司选用噪声标准45~60。
3.风道设计步骤
风管的设计步骤如下:
(1)首先根据生产工艺或舒适要求确定各处送风量或排风量;
(2)确定空气处理设备的位置,并根据室内空气流组织的需要布置送、回风口的数量和位置;
(3) 根据前述条件绘制系统轴测图,标注各管段长度和风量;
(4) 选定最不利循路,对各管段编号,根据风道设计原则,初步选定各管段风速; (5) 根据风速和风量,计算管道断面尺寸,并使其符合表附表1中所列的通风管道
统一规格,再根据规格化了的断面尺寸及风量,算出管道内的实际风速;
(6) 根据风量和管道断面尺寸(或根据实际流速和当量直径)查相关手册得到单位
长度摩擦阻力Rm; (7) 计算个管段的沿程阻力及局部阻力,并使各并联管路之间的阻力差值不超过允
许值。当差值超过允许值时,要重新调整断面尺寸,当差值较大时,可通过阀门来调节。
(8) 计算出最不利一环的风道阻力,加之设备阻力,并考虑风量与阻力的安全系数,
进而确定风机型号和电机功率。
4. 风道计算
风道计算方法有:假定流速法、压损平均法、静压复得法等。
压损平均法的特点是,将已知总作用压头按干管长度平均分配到每一段管,再根据每
管段的风量确定风管断面尺寸。如果系统所用的风机压头已定,或对分支管路进行阻力平衡计算,此法较为简便。
静压复得法的特点是,利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力,根据这一原理确定风管的断面尺寸。此法适用于高速空调系统的水力计算。 假定流速法的特点是,根据技术径济比较推荐的风速和已知风道的风量确定风道断面尺寸和阻力损失。目前工程中常用的是假定流速法。
[例]某直流式空调系统如图所示。风管全部采用镀锌钢板制作,已知消声器阻力为50Pa ,空调箱阻力290Pa 。试确定该系统的风管断面尺寸所需的风机风压。
G-新風口
F-空調器E-風機D-總風量C-消聲器B-風量調節閥 A-孔板送口400x500
L=9D 4
630x5006
G
L=65
E
F
1500m /h 3 1500m /h
3 3 1500m /h
320x320L=13
320x500L=5
L=9
320x320A
C
A
A
B 7
1
2
8
1
B B
解:
第一步:
首先对各管段进行编号,并确定最不利环路为1-2-3-4-5-6。
第二步:
根据各管段得风量和选定的流速,确定各管段的断面的尺寸。
管段1-2:
风量L1=1500m3/h,初选风速V1=4m/s,则风管断面积为:
F1= L1/(3600x V1)=1500/(3600x4)=0.104 m2
取断面尺寸为320mm x 320mm(F1=0.102 m2),则实际流速V1=4.07 m/s。
对其他管段采用同样方法得到各管段,断面尺寸如下:
管段2-3:
风量为3000m3/h,断面尺寸为320mm x 500mm,实际流速V=5.2 m/s。
管段3-4:
风量为4500m3/h,断面尺寸为400mm x 500mm,实际流速V=6.25 m/s。
管段4-5:
该段为空调箱,风量为4500m3/h。
管段5-6:
风量为4500m3/h,断面尺寸为400mm x 500mm,实际流速V=6.25 m/s。
管段7-3:
风量为1500m3/h,断面尺寸为320mm x 320mm,实际流速V=4.07 m/s。
管段8-2:
风量为1500m3/h,断面尺寸为320mm x 320mm,实际流速V=4.07 m/s。
第三步:
根据各管段的流速及尺寸,确定各段的摩擦阻力和局部阻力。
管段1-2:
该管段的流速当量直径为:Dv=320mm,根据Dv和实际流速V1=4.07m/s,查表得单位长度摩擦阻力Rm1=0.7Pa/m。故该段摩擦阻力为:
△Pm1=Rm1 x L1=0.7x9=6.3 Pa
局部阻力部分:
孔板送风口:风口面风速V=1500 / 3600 / 0.6 / 0.6 = 1.16 m/s(与其对应的动压为
0.81Pa),根据孔板净孔面积比为0.3,查附表2得ξ=13,则该风口的局部阻力
Z=13x0.81=10.5Pa。
同理可查表附表2 得到:
接送风口的渐扩管:α=45°,ξ=0.9。
90°矩形弯头:R/b =1.0 、a/ =1.0、ξ= 0.2。
多叶风量调节阀:全开时,ξ= 0.25。(n = 3)
三通直通:L2 / L1=0.5、F2 / F1=0.64、ξ=0.10(对应总管流速)。
该管段局部阻力Z=10.5+(0.9+0.2+0.25)x9.9+0.1x16.2=25.5Pa.
管段2-3:
求得管段流速当量直径Dv=390mm,根据Dv和实际流速v=5.2m/s,查附录1得到比摩擦阻Rm=0.8Pa/m。该段沿程阻力△Pm= 0.8x5=4 Pa。
查附录2得分叉三通ξ=0.27,该管段局部阻力Z=0.27x23.4=6.3Pa。
管段3-4:
查附录1得该段沿程比摩擦阻Rm=1.0Pa/m,该段沿程阻力△Pm= 1x9=9 Pa。
已知消声器阻力50Pa。
90°弯头:R/b =1.0 、a/b=0.8、ξ= 0.2。
多叶风量调节阀:全开时,n = 3,ξ= 0.25。
初选风机为4-72-11No4.5A,出口断面尺寸为315mmx360mm,故渐扩断面尺寸为315mmx360mm→400mmx500mm,取其长度360mm,此时α=22°。查得风机出口变径管的局部阻力系数ξ= 0.15(对应小头流速)。
该管段局部阻力为Z=50+(0.2+0.25)x23.4+0.15x72.9=71.4Pa.
管段4-5:
空调箱阻力290Pa。
管段5-6:
查附录1得Rm=1.0Pa/m,故该段摩擦阻力△Pm= 1.0x6=6 Pa。
90°弯头2个:查得ξ= 0.2x2。
渐扩管:查得ξ= 0.64。
新风入口选用固定百叶窗,其外形尺寸为630mmx500mm,断面风速为:
V=4500 / (3600 x 0.63 x 0.5) = 4m/s
查得:ξ= 0.9(对应面风速)。
该段局部阻力:Z=0.9x9.6+1.14*23.4=35.3Pa。
管段7-3:
查得:Rm= 0.7Pa/m,故沿程阻力△Pm= 0.7x13=9.1 Pa。
孔板送风口(与管段1-2相同):ξ=13。
渐扩管(扩角45°):ξ=0.9。
多叶风量调节阀:ξ= 0.25。
渐扩管:ξ=0.1。
弯头:ξ=0.2。
分流三通:ξ=0.27。
该管段局部阻力:Z=0.81x13+1.45x9.9+0.27x23.4=31.1Pa。
管段8-2:
Rm= 0.7Pa/m,故沿程阻力△Pm= 0.7x2=1.4 Pa。
孔板送风口:ξ=13。
接孔板的渐扩管:ξ=0.9。
多叶风量调节阀:ξ= 0.25。
三通分支管:ξ=0.42(对应总管流速)。
该管段局部阻力:Z=13x0.81+1.15x9.9+0.42x16.2=28.7Pa。
第四步:
验算并对各并联管段进行阻力平衡,计算系统总阻力。
管段1-2总阻力△P1=6.3+25.5=31.8Pa
则(△P1-△P8)/ △P1=(31.8-30.1)/ 31.8=0.05=5%<15%
两管路的阻力平衡已达到要求。
最不利环路的总阻力为:△P=△P1-2+△P2-3+△P3-4+△P5-6=453.8Pa
故根据系统总风量及计算阻力选用风机型号为:4-72-11No4.5A右90°其性能如下:风量L=1275m3/h
风压△P=510Pa
转速n=1450rpm
功率N=1.1KW
5.通风管道的局部阻力损失的计算
通风管道的局部阻力损失可按下式计算
△HP=∑ξγν2/(2g)
式中:
ξ----- 局部阻力系数,可按表1-4选取;
γ----- 所排出气体的密度(Kg/m3);
ν----- 气体流过局部阻力处的流速(m/s);
g ----- 重力加速度(m/s2);
表1-4 部分风管部件的局部阻力系数
第二部分:风管材料
1.范围
本标准规定了风管的材质厚度的选用、板材规格的选用,型材规格的选用、板材的焊接形式等
本标准适用于烤炉风管或其它风管的设计。
2.风管的材质、厚度的选用
2.1.薄钢板
薄钢板是制作通风管道和部件的主要材料,有板材和卷材两种,一般用普通薄钢板和镀锌钢板。镀锌钢板表面有保护层,可防腐蚀,一般不需刷漆,它多用于防酸,防潮湿的风管系统效果比较好。风管板材厚度参考表2-1。
表2-1 钢板风管板材厚度表单位: mm
注:1. 螺旋风管的钢板厚度可适当减少10%~15%;
2. 排烟系统风管钢板厚度可按高压系统;
3. 不适合于地下人防火隔墙的预埋管。
4. 烤炉辐射管温度在200~350℃时,辐射管、内外部辐射送回风管厚度采用
1.8~
2.0mm钢板。加热温度在90~200℃之间的内外部热风循环送回风管采用
1.2~1.5mm钢板。
2.2.不锈钢板
不锈钢具有较高塑性、韧性和机械强度,耐腐蚀,主要元素是铬,化学稳定性高,在表面形成钝化膜,保护钢板不被氧化,并增加其耐腐蚀能力,是一种不绣的合金钢。
常用在化工工业耐腐蚀的风管系统中。板材厚度参考表2-2。
2.3.铝板
铝板有纯铝和径退火处理过的铝合金,色泽美观,密度小,有良好的塑性,耐酸性较强,但易被盐酸和碱类腐蚀。有较好的抗化学腐蚀的性能。主要用于有防爆要求(铝板质软,碰撞不易出现火花)和化工工业通风工程中。风管板材厚度参考表2-3
3.风管板材规格的选用
风管板材规格参考表2-4
表2-4 常用板材一览表单位: mm
注意: C—为卷筒材料
4.风管型材规格的选用
风管型材规格参考表2-5
表2-5 型材一览表单位:mm
5风管的规格
5.1.圆形风管规格参考表2-6
表2-6 圆形风管规格单位:mm
风管直径D
5.2.矩形风管规格参考表2-
表2-7 矩形风管规格单位:mm
风管边长
6风管板材的焊接形式
6.1.板材焊接形式
6.1.1.对接焊接:用于板材的拼接或横向缝及纵向闭合缝,参考图2-1中(a)、(b)。
6.1.2.搭接焊缝:用于矩形风管或管件的纵向闭合缝或矩形风管的弯头、三通的转角缝等,
参考图2-1中(c)、(d).一般搭接量为10mm。
6.1.3. 翻边焊缝:用于无法兰连接及圆管、弯头的闭合缝。翻边一般大于20mm 。当板材较薄用气焊时使用,参考图2-1中(e )、(f )。
6.1.4. 角焊缝:用于矩形风管或管件的纵向闭合缝或矩形弯头、三通的转向缝,参考图2-1
中(c )、(d )、(f )。
图2-1
焊接形式
6.2. 金属风管焊接接头形式
( a ) 圆形与矩形风管的焊缝 ( b ) 圆形风管与配件的环缝 ( c ) 圆形风管法兰及配件的焊缝 ( d ) 矩形风管配件及直缝的焊接 ( e ) 矩形风管法兰及配件的焊缝 ( f ) 矩形与圆形风管法兰的定位焊 ( g ) 矩形风管法兰的焊缝 ( h ) 螺旋风管的焊接 ( i ) 风箱的焊接
图2-2
金属风管焊接接头形式
(b)
(e)
(f)
(d)
(a)
(g)(f)(e)(a)(d)
(b)(c)(i)
(h)
图2-3 一般通风风管焊接接头形式
图2-3用于一般通风管,DETAIL B 用于前处理排气风管,图2-4用于热风箱供气到烤炉较大型的风管系统
图 2-4
供热风管结构形式
第三部分:风管的加固与连接
1.范围
本标准规定了风管的强度加固、连接、法兰制作、风管与部件设计要求及其它复合材料风管等。
本标准适用于烤炉风管及其它通风设备风管的设计。
2.风管的强度加固
2.1.直管的强度加固
2.1.1.圆形风管直径大于或等于800mm,矩形风管边长大于或等于630mm,保温风管
边长大于或等于800mm,且其管段长度大于1.2m时,都应进行加固。当中压和高压风管长度大于1200mm时,应采用加固框的形式加固。补强措施:当风管的板材厚度大于或等于2mm,加固措施的范围可放宽,参考图3-1。
a. 扁鋼對接焊
b. 扁鋼搭接焊或螺栓連接
3-1 扁钢加固
图3-2 角钢加固
2.1.2. 加固方法有下列几种:参考图3-3
1. 角钢加固:风管大边超过规定而小边未超过规定时,用法兰规格角钢或扁钢对大边
进行加固,这种方法多适于暗装风管; 2. 角钢框加固:角钢框装在风管和弯管中部,其规格可比法兰规格小一点; 3. 肋条加固:用1.0mm~1.5mm 镀锌钢板条作肋条,在风管内壁间断铆住,这种方法
多用在明装风管,对边长小于或等于800mm 的风管,宜采用楞筋,楞线的方法加
固。
4. 滚槽加固:用压力机或其它机械在管壁上作成滚槽。
图3-3 风管的加固形式
(a )角钢加固;(b )扁钢或角钢加固(c ) 风管壁楞隙
(d ) 风管壁楞筋 (e )风管内壁加固 2.1.3. 风管加固形式及要求如下:
风管加固可采用楞筋、立筋、角(内、外加固)筋、扁钢(采 用立加固)、加固筋和管内支撑等形式(参考图3-4)。
用於負壓風管 兩邊螺杆連接補強兩邊補強端部對焊
螺杆直徑最小M8
兩邊角鋼連接補強
角鋼與角鋼對焊
栓或鉚釘連接
角鋼與角鋼用螺
(c)(f)
(a)楞筋;(b)立筋;(c)角钢加固;(d)扁钢平加固;
(e)扁钢立加固;(f)加固筋;(g)管内支撑
图3-4 风管的加固形式
2.1.4.对风管加固设计的质量要求:风管加固最起码要达到牢固。如果达到优良,还需
要做到整齐,每挡加固的间距应适宜、均匀、互相平行。
2.2.弯头强度加固
2.2.1.径向尺寸在600~800mm时,45°方向设一个加固框,在800mm~1500mm时,
30°方向设两个加固框,大于1500mm,设3个加固框。加固框用扁钢或角钢制成,保温风管要用角钢制成。径向尺寸在1000mm以上时。不保温风管还要作凸棱线加固,其方法参考图3-5。
图中虚线-----凸棱加固线棱
图中实线-----型钢加固线
图3-5 弯头加固法
2.2.2. 大型风管弯管配合铁皮宽度,予以适当分段及补强。设导风叶的弯头可不作凸棱
与加固框。(参考图3-6中c )。
图3-6 大型风管弯管角铁加固法
3. 风管连接
3.1. 铆接风管
风管法兰铆接时,管端应伸出8~10mm ,法兰找正方可铆接,铆钉要从里向外
(参考图3-7)。
图3-7
一般风管系统铆钉间距为150mm ,铆钉直径的选择,一般为板厚的2倍,长
度约为2倍板厚加2倍铆钉直径。抽芯铆钉常用的有铝及铝合金、碳素钢、不锈钢几种。产品表面处理:铝及铝合金---本色、彩色阳极氧化、喷塑;钢---不径过处理、镀锌钝化;不锈钢---不径处理。规格及机械性能参考表3-1。
3
(c)
(e)
(e)
(b)
表3-1
K 型抽芯铝铆钉
注:D--铆钉直径;L--铆钉长度 3.2. 焊接风管
焊接风管点焊间距以60~80mm 为宜。镶接法兰要采用焊接,管端应缩进法兰平面5mm ,烤炉风管宜采用内侧满焊外侧段焊形式。(参考图3-8)。
铆钉规格尺寸
安装示意图
图3-8
4. 风管法兰制作 4.1. 方形法兰制作
4.1.1. 风管法兰制作材料和螺栓要按下表选用。法兰螺栓及铆钉间距,低、中压系统应
≦200mm ,高压系统应≦150mm ,法兰四角要有螺孔(参考图3-9),法兰及螺栓规格参考表3-2。
表3-2
金属矩形风管 单位:mm
4.1.2. 法兰要按长、短面下料,其长面角钢立翼切45°角。法兰接触平面,偏差不超过2/1000。
图3-9
4.1.3. 钻孔时,孔距要相同,位置应处于型钢面中心,铆钉孔与螺孔应交叉设置。 4.1.4. 法兰内边应比风管外边大2~3mm (参考图3-6,3-7,3-8,3-9)
4.1.
5. 法兰与风管连接:板厚小于1.5mm,选用翻边铆接;大于1.5mm 可翻边后断续焊
(a)
(b)