通风管道系统的设计计算

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1、1第8章通风管道系统的设计计算§8.1风管内气体流动的流态和阻力8.1.1两种流态及其判别分析8.1.2风管内空气流动的阻力§8.2风管内的压力分布8.2.1动压、静压和全压8.2.2风管内空气压力的分布§8.3通风管道的设计计算8.3.1风道设计的内容及原则8.3.2风道设计的方法8.3.3风道设计的步骤2§8.4均匀送风管道设计计算8.4.1均匀送风管道的设计原理8.4.2均匀送风管道的计算§8.5通风管道设计中的常见问题及其处理措施8.5.1系统划分8.5.2风管的布置、选型及保温与防腐8.5.3进排风口布置8.5.4防爆及防火§8

2、.6气力输送系统的管道设计计算8.6.1气力输送系统的分类和特点8.6.2气力输送系统设计计算教学大纲知识点：比摩阻、局部阻力系数的确定方法；均匀送风管道的设计计算；通风管道内流动阻力的计算方法和压力分布规律；风道设计；系统划分；风管的布置、选择、保温与防腐；进、排风口布置；防爆及防火；气力输送系统。重点：通风管道内流动阻力的计算方法和压力分布规律；比摩阻、均匀送风管道的设计计算；系统划分；风管的布置、选择。难点：通风管道内流动阻力的计算方法和压力分布规律；局部阻力系数的确定；气力输送系统。34定义：通风管道是把符合卫生标准的新鲜空气，输

3、送到室内各需要地点，把室内局部地区或设备散发的污浊、有害气体，直接排送到室外或经净化处理后排送到室外的管道。8.0概述分类：包括通风除尘管道、空调管道等。作用：把通风进风口、空气的热、湿及净化处理设备、送(排)风口、部件和风机连成一个整体，使之有效运转。设计内容：风管及其部件的布置；管径的确定；管内气体流动时能量损耗的计算；风机和电动机功率的选择。设计目标：在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下，合理地组织空气流动，使系统的初投资和日常运行维护费用最优。通风除尘管道4风机1排风罩5风帽1排风罩2风管有害气体室外大气3净化设备如图，在风机

4、4的动力作用下，排风罩（或排风口）1将室内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化处理达到规定的排放标准后，通过风帽5排到室外大气中。6空调送风系统3风机1新风口室外大气2进气处理设备4风管5送风口室内如图，在风机3的动力作用下，室外空气进入新风口1，经进气处理设备2处理后达到卫生标准或工艺要求后，由风管4输送并分配到各送风口5，由风口送入室内。通风管道系统的确定主要包括：风管及其连接部件、风管形状和尺寸的确定、风管内风流流动的能量损失的计算、风机和电动机的确定。211´2´G1G2假设：管道两截面之间无流体漏损。流体在如图所示的管道

5、中:作连续稳定流动;从截面1-1流入，从截面2-2流出；连续性方程(equationofcontinuity)G1＝G2若流体不可压缩，ρ＝常数，则上式可简化为Aν＝常数ρ1A1ν1＝2A2ν2此关系可推广到管道的任一截面，即ρAν＝常数上式称为连续性方程式。流体流速与管道的截面积成反比。式中d1及d2分别为管道上截面1和截面2处的管内径。不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比。或对于圆形管道，有根据能量守恒定律，得出连续稳态流动系统的总能量衡算方程式如下：即:对于连续稳态流动系统,输入该系统的总能量等于输出该系统的总能量。理想

6、流体柏努利方程的物理意义gz为单位质量流体所具有的位能；p/ρ为单位质量流体所具有的静压能；u2/2为单位质量流体所具有的动能。1、理想流体在各截面上所具有的总机械能相等，三种能量可互为转换。2、当流速为0时，有流体静力学方程3、当为水平管路时，公式的变形？14同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。（１）雷诺数－Re式中：平均流

7、速v、管道直径d和流体的运动粘性系数8.1风管内气体流动的流态和阻力8.1.1两种流态及其判别分析15雷诺实验示意图实验表明：Re≤2000层流（下临界雷诺数）Re＞4000紊流（上临界雷诺数）中间为过渡区实际工程计算中，为简便起见，通常用Re=2300来判断管路流动的流态Re≤2300层流，Re＞2300紊流16尼古拉兹实验：通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。实际流体在流动过程中，沿程能量损

8、失一方面（内因）取决于粘滞力和惯性力的比值，用雷诺数Re来衡量；另一方面（外因）是固体壁面对流体流动的阻碍作用，故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小、壁面粗糙度有关。其中壁面粗糙度的影响