通风管道设计计算

通风管道系统的设计计算

在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各送（排）风点的位置和送（排）风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。设计计算的目的是，确定各管段的管径（或断面尺寸）和压力损失，保证系统内达到要求的风量分配，并为风机选举和绘制施工图提供依据。

进行通风管道系统水力计算的方法有很多，如等压损法、假定流速法和当量压损法等。在一般的通风系统中用得最普遍的是等压法和假定流速法。

等压损法是以单位长度风管有相等的压力损失为前提的。在已知总作用压力的情况下，将总压力按风管长度平均分配给风管各部分，再根据各部分的风量和分配到的作用压力确定风管尺寸。对于大的通风系统，可利用等压损法进行支管的压力平衡。

假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标，计算出风管的断面尺寸和压力损失，再对各环路的压力损失进行调整，达到平衡。这是目前最常用的计算方法。

一、通风管道系统的设计计算步骤

800m /h

3

1500m /h

31

2

3

4000m /h

3

4

除尘器

6

5

7图6-8 通风除尘系统图

一般通风系统风倌管内的风速（m/s）表6-10

除尘通风管道最低空气流速（m/s）表6-11

1、绘制通风系统轴侧图（如图6-8），对个管段进行编号，标注各管段的长度和风量。以风量和风速不变的风管为一管段。一般从距风机最远的一段开始。由远而近顺序编号。管段长度按两个管件中心线的长度计算，不扣除管件（如弯头、三通）本身的长度。

2、选择合理的空气流速。风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小，材料消耗少，建造费用小；但是，系统压力损失增大，动力消耗增加，有时还可能加速管道的磨损。流速低，压力损失小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用增加。对除尘系统，流速多低会造成粉尘沉积，堵塞管道。因此必须进行全面的技术经济比较，确定适当的经济流速。根据经验，对于一般的通风系统，其风速可按表6-10确定。对于除尘系统，防止粉尘在管道内的沉积所需的最低风速可按表6-11确定。对于除尘器后的风管，风速可适

当减小。

3、根据各管段的风量和选定的流速确定各段管径（或断面尺寸），计算各管段的摩擦和局部压力损失。

确定管径时，应尽可能采用表6-2表6-3中所列的通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。

压力损失计算应从最不利的环路（即距风机最远的排风点）开始。 对于袋式除尘器和电除尘器后的风管，应把除尘器的漏风及反吹风量计入。除尘器的漏风滤见有关的产品说明书，袋式除尘器的漏风率一般为5%左右。

4、对并联管路进行压力平衡计算。一般的通风系统要求两支管的压损差不超过15%，除尘系统要求两支管的压损差不超过10%，以保证各支管的风量达到设计要求。

当并联支管的压力损失差超过上述规定时，可用下述方法进行压力平衡。 （1）调整支噶管径

这种方法是通过改变管径，即改变直管的压力损失，达到压力平衡。调整后的管径按下式计算

()

225

.0P P D D '∆∆='

式中D '——调整后的管径，m ；

D ——原设计的管径，m ；

P ∆——原设计的支管压力损失，Pa ；

P '∆——为了压力平衡，要求达到的支管压力损失，Pa 。

应当指出，采用本方法时不宜改变三通支管的管径，可在三通支管上增设一节渐扩（缩）管，以免一起三通支管和直管局部压力损失的变化。

（2）增大排风量

当两支管的压力损失相差不大时（例如在20%以内），可以不改变管径，将压力损失小的那段支管的流量适当增大，以达到压力平衡，增大的排风量按下式计算：

()5

.0P P L L ∆'∆='

式中L '——调整后的排风量，m 3/h ；

L ——原设计的排风量，m 3/h ；

P ∆——原设计的支管压力损失，Pa ；

P '∆——为了压力平衡，要求达到的支管压力损失，Pa 。 （3）增加支管压力损失

阀门调节是最常用的一种增加局部压力损失的方法，它是通过改变阀门的开度，来调节管道压力损失的。应当指出，这种方法虽然简单易行，不需严格计算，但是改变某一支管上的阀门位置，会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节，才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管到堵塞。

5、计算系统总压力损失。

6、根据系统总压力损失和总风量选择风机。

【例6-3】有一通风除尘系统如图6-8所示，风管全部用钢板制作，管内输送含有轻矿粉尘的空气，气体温度为常温。各排风点的排风量和个管段的长度如图6-8所示。该系统采用袋式除尘器进行排气净化，除尘器压力损失P ∆=1200Pa 。对该系统进行设计计算。

【解】首先对各管段进行编号。查除尘器样本，除尘器的反吹风量为1740m 3/h ，除尘器漏风率按10%考虑。因此管段6和7的风量。

()h m L L 376867017401.140001500800=+⨯++=

查表6-10对于轻矿物粉尘，垂直管的最低风速s m v 12=，水平管的最低风速s m v 14=。

计算各管段的局部阻力系统：

管段1 设备密闭罩 0.1=ζ 支流三通（030=θ） 18.0=ζ

38.118.02.01=++=∑ζ

管道5 除尘器入口处变径管的局部压力损失忽略不计 0=ζ 管段6 除尘器出口渐缩管（020=α） 1.0=ζ 90°弯头（R=1.5D ） 2个4.022.0=⨯=ζ

风机入口处变径管的局部压力损失忽略不计 0=ζ

5.04.01.0=+=∑ζ

管段7 风机出口 ()估算1.0=ζ

伞形风帽7.04.00=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=ζD h 8.07.01.0=+=∑ζ

全部计算结果在表6-12汇总列出。

除尘通风管道最低空气流速（m/s ） 表6-12