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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
723800m /h6135除尘器431500m /h34000m /h图6-8 通风除尘系统图
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一般通风系统风倌管内的风速（m/s） 表6-10
风管部位 钢板及塑料风管 砖及混凝土风道 自然通风 机械通风 干管 支管 6~14 2~8 4~12 2~6 0.5~1.0 0.5~0.7 5~8 2~5 生产厂房机械通风 民用及辅助建筑物 除尘通风管道最低空气流速（m/s） 表6-11
粉尘性质 粉状的粘土和砂 耐火泥 重矿物粉尘 轻矿物粉尘 干型砂 煤灰 湿土（2%以下水分） 铁和钢（尘末） 棉絮 水泥粉尘 垂直管 11 14 14 12 11 10 15 13 8 8~12 水平管 13 17 16 14 13 12 18 15 10 18~22 粉尘性质 垂直管 19 16 12 14 8 14~16 18 10 8 水平管 23 18 14 15 10 16~18 20 12 12 铁和钢（屑） 灰土、砂尘 锯屑、刨屑 大块干木屑 干微尘 染料粉尘 大块湿木屑 谷物粉尘 麻（短纤维粉尘、杂质） 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
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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
D??D??P?P??0.225
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：
L??L??P??P?
0.5式中L?——调整后的排风量，m3/h；
L——原设计的排风量，m3/h；
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?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1740m3/h，除尘器漏风率按10%考虑。因此管段6和7的风量。
L6?L7?800?1500?4000??1.1?1740?8670m3h
查表6-10对于轻矿物粉尘，垂直管的最低风速v?12ms，水平管的最低风速v?14ms。
计算各管段的局部阻力系统：
管段1 设备密闭罩 ??1.0 支流三通（??300） ??0.18
???1?0.2?0.18?1.38
管道5 除尘器入口处变径管的局部压力损失忽略不计 ??0 管段6 除尘器出口渐缩管（??200） ??0.1 90°弯头（R=1.5D） 2个??0.2?2?0.4
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风机入口处变径管的局部压力损失忽略不计 ??0
???0.1?0.4?0.5
管段7 风机出口 ??0.1?估算?
?h?? 伞形风帽??0.4????0.7 D?0????0.1?0.7?0.8
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
动压流量管径D编号 L[m3/h（m3/s）] ） 长度（mm（lm） ） ） （Pa（m/s流速v局部阻力系数局部压力损失Z（Pa） 单位长度摩擦压力损失Rw（Pa/m） 18 12 5.5 3 3 摩擦压力损失管段压力损失Z+备注 v2?2?? Rwl（Pa） 198 60 27.5 12 24 Rwl（Pa） 363 84 27.5 55 93 压 8001 （0.22） 23003 （0.64） 63005 （1.75） 86706 （2.4） 86707 （2.4） 15002 （0.42） 不6 180 16 153.6 0.72 111 20 120 231 力8 500 12 86.4 0.8 69 4 500 12 86.4 0.5 43 5 380 14 117.6 5 240 14 117.6 0.2 24 11 140 14 117.6 1.4 164.6 ;.
通风管道设计计算
