机械通风
  风道确定
     
 

 

    风管主要应用于工业及建筑工程中的净化系统、通风系统、空调系统、环境控制系统等诸多领域,按方式可分送风、回风、排风等,按用途可分净化、通风、空调、除尘等,按形状可分圆形、矩形、螺旋形等,按加工可分角铁、法兰式等,而使用材料主要有以下几种:

    ——薄钢板,是最常用的材料,有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种;易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度;镀锌钢板具有一定的防腐性能,适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风、空调和净化系统;通常用厚度1.5~3mm的钢板于管壁磨损大的除尘系统,一般通风系统采用厚度为0.5~1.5mm的钢板;

    ——硬聚氯乙烯塑料板,适用于有酸性腐蚀作用的通风、空调系统;表面光滑,制作方便,但不耐高温,也不耐寒,只适用于-10~60℃;并且在辐射热作用下容易脆裂;

    ——无机玻璃钢通风管(又称玻璃纤维氯氧镁水泥通风管),是以氯氧镁水泥为胶结料中碱玻璃纤维为增强材料、加入填充材料和改性剂等所制成的一种管材;具有不燃烧、属不燃材料A级,耐腐蚀、强度高和重量轻等特点;在许多项目中,可以取代不耐燃的有机玻璃钢通风管,但也存在一些质量问题;

    此外,还有不锈钢板、玻璃钢、塑料、复合材料、胶合板、纤维板、矿渣石膏板、砖及混凝土(通常需要与建筑、结构等相互配合)等, 及多用柔性材料制成的可移动软管,如塑料软管、橡胶管、玻纤管及金属软管等。

    风管材料的选择,通常根据按照使用要求、经济性原则。

    风道阻力

    风道阻力 = 沿程阻力 + 局部阻力 

    沿程阻力(或摩擦阻力):由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失,计算可按:Δ Pm = λ*(1/4)*Rs*(v2*ρ/2)* L (Pa)

    这里,λ是摩擦阻力系数,与空气的温度、在风管内的流动状态及风管管壁的粗糙度有关,可按经验公式计算,或直接查询有关线解图(从流量、管径、流速、阻力四个参数中知道任意两个,可查得另外两个)资料;Rs = 湿面/湿周,是风管的水力半径,m;v、ρ,风管内空气的平均流速和密度,m/s和kg/m3;L,风管长度,m。

    其中,对于圆风管,有:Rm =(λ/D)*(v2*ρ/2) (Pa/m)

    这里,Rm是圆风管单位长度的沿程阻力(又称比摩阻);D是风管直径,m。

    而对于常见的矩形风管,需要直接查询线解图时,需要折算当量直径,注意对应使用,即采用流速当量直径时必须用矩形风管中的空气流速去查出阻力、采用流量当量直径时必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力,用两种方法求得的矩形风管单位长度摩擦阻力相等。

    流速当量直径Dv = 2a*b/(a + b) (m)

    流量当量直径DG = 1.27*(a3*b3/(a + b))1/5 (m)

    这里,a和b是风管的边长,m

    另外,还可以按照《全国通用通风管道计算表》进行。
局部阻力:空气流经风管中的管件及设备时,由于流速的大小和方向变化及产生涡流造成比较集中的能量损失,计算可按:Z = ξ *(v2*ρ/2) (Pa)

    这里,ξ是局部阻力系数,只取决于管件的形状,一般由实验确定,可查相关资料。

    空气流过断面变化的管件常见的有变径管、开口、阀门等,流向变化的管件有弯头等,流量变化的管件有三通、四通、侧面送或吸风口等。

    由于局部阻力可能占风管阻力的相当比例,应尽量减小。比如,风管断面变化时应渐扩或渐缩,并且中心夹角<45°,建议8~10°;风管的转弯,以弧弯代替直角弯,并且曲率半径一般取圆形弯头直径或矩形弯头高边的1~2倍;矩形弯头,在不能如前弯曲时,应设导流叶片(单叶、双叶或多叶式),等等。

    而对于三通,与断面的形状、分支管中心角、用作分流还是合流以及支管与总管的面积比和流量比(即流速比)有关。为减小之,应尽量减小分支管中心夹角,应尽量使得分支管和总管的流速相近或相等(还可消除合流时由于总管流速大对支管的引射造成的能量损失,此时两支管的面积之和等于总管断面积)。其中,各支管与总管的局部阻力应分别计算。

    水力计算

    是在管道系统及风量等已经确定的基础上(系统布置、各送或/和排风点的位置和风量、空气处理设备和阀门风口部件等)进行的,主要目的是计算风管的断面尺寸和阻力,进而确定风机和动力消耗。

    计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等,现在常用的是假定流速法。

    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给每一管段,再根据每一管道的风量确定风管断面尺寸。对于所选风机的压头已定,或对分支管路进行阻力平衡计算,较为方便。

    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,进而确定风管的断面尺寸。适用于高速系统的水力计算。
假定流速法的特点是,先按技术、经济要求选定风管的流速,再按风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。计算步骤:① 绘制系统轴测图,对各管段进行编号,标注管段长度(一般按两管件间中心线长度计算,不扣除如三通、弯头等管件本身的长度)和风量;② 选择风管内空气的流速(注意流速高则风管断面小、而材料省但阻力大、噪音大、磨损大、动力消耗大而运行费用增大,以及流速低则前述相反这之间的关系,也可按经验选择);③ 确定各管段的断面尺寸,计算风管阻力(注意,从最不利即阻力最大环路开始);④ 对可能的并联管路进行阻力平衡(注意各并联管路之间的阻力差,一般不大于15%),计算系统总阻力(即最不利环路的阻力);⑤ 按总阻力和总风量,考虑裕量和类型,选择合适的风机。

风道保温

    当风道输送与环境温度相差较大的空气时,由于存在表面凝露和热损失,需要进行有效的保温。

    保温材料主要使用的有超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、岩棉、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、软木和蛭石板等,它们的导热系数大都在0.12W/m•℃以内(通过管壁保温层的传热系数一般控制在1.84 W/m2•℃以内)。

    保温层的厚度计算,按保温的主要目的进行,通常是防止凝露和经济性降低热损失。

    实际应用中,还需要有更多的保护,如涂防腐油漆或沥青的防腐层、保温层、包油毛毡或塑料布的防潮层、包玻璃布或铁丝网水泥或铝板的保护层等;具体可参阅国家有关的标准图。

 
 
 

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