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生它發生在整個管道的沿程上,因此也稱為沿程阻力局部阻力則是空氣通過管道的轉彎,斷面變化,連接部件等處時,由于速度大小和方向的變化及渦流沖擊作用等產生的能量損失。
1、摩擦阻力
管道的摩擦阻力采用下式計算
△Pm=λ·(L/De)·ρV2/2式中:△Pm摩擦阻力,Pa;
λ----摩擦阻力系數,其值與流態有關;
L---管道長度,m;
ρ----空氣密度,Kg/m3;
V----管內平均流速,m/s
De——風管的當量直徑，m。
當量直徑： De=4·f/p
式中 f——管道的斷面積，m2；
P——管道的周長，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：
De=2ab/（a+b）
a，b為矩形管斷面的長，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，并且單位長度的摩擦阻力也相等。由此推得流量當量直徑為：
實際計算中多采用流速當量直徑。
在實際設計計算中，一般將上述摩擦阻力計算式作的變換，使其變為更直觀的表達式。目前有如下兩種變換方式：
（1）比魔阻法：
令 Rm=（λ/De)·ρV2/2
稱Rm為比魔阻，Pa/m，其意義是單位長度管道的摩擦阻力。這樣摩擦阻力計算式則變換成下列表達式：
ΔPm=Rm·L
為了便于工程設計計算，人們對Rm的確定已作出了線解圖，設計時只需要根據管內風量、管徑和管壁粗糙度由線解圖上即可查出Rm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：
管內風速V=L/f，L為管內風量，f為管道斷面積。將V代入摩擦阻力計算公式△Pm=λ·(L/De)·ρV2/2后，
令
Km=λ·(L/De)·ρ/2f2
則摩擦阻力計算式變換為下列表達式：
△Pm=Km·L2
稱 為綜合摩擦阻力系數，N·S2/m8。
采用△Pm=Km·L2計算式更便于管道系統的分析及風機的選擇，因此在管網系統運行分析與調節計算時，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Rm。溫度上升，比魔阻Rm下降。線解圖上查得Rm是20℃時的數值，實際計算應根據具體溫度進行修正。
（1）密度和粘度的修正
Rm=Rm0（ρ/ρ0）0.91（υ/υ0）0.1
式中：Rm——實際單位長度摩擦阻力
Rm0——圖上查出單位長度摩擦阻力
ρ——實際的空氣密度
υ——實際的空氣運動粘度
（2）空氣溫度和大氣壓力的修正
Rm=KtKBRm0
式中： Kt——溫度修正習俗
KB——大氣壓力修正系數
Kt、KB可以直接有圖6-1查出。
（３）管壁粗糙度的修正
?。?/span>ｍ＝ＫｒＲｍ０
?。?/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。
在通風除塵管網中，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，在設計管網系統時，應盡可能降低管網的局部阻力。降低管網的局部阻力可采取以下措施：
（1）避免風管斷面的突然變化；
（2）減少風管的轉彎數量，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。分支管道中心線夾角要盡可能小，一般要求不大于30o；
（4）降低排風口的出口流速，減少出口的動壓損失；
（5）通風系統各部件及設備之間的練接要合理，風管布置要合理，避免產生渦流。
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