阻力计算举例

1通风除尘系统的阻力计算与阻力平衡通风除尘系统的阻力平衡集中风网中粉尘控制点比较多，在进行风网阻力计算时，往往选取其中的一条管路作为主路，而将其他与之并连的管路看作支路。1.选取主路，并编管段号。选取主路时，一般遵循以下原则：（1）路径最长，阻力最大；（2）风量最大。图1中：主路：尘源设备A——管段①——管段②——管段③—除尘器——管段④——风机——管段⑤支路：支路1：尘源设备B——管段⑥；支路2：尘源设备C——管段⑦图1通风除尘系统的阻力平衡为了清楚地表示风网中每一段管道，常将管道进行编号，如图1所示。在编管段号2时，管段的分界点为风网中的设备或以合流三通的总流断面为界。如在图1中，管段①和管段⑥经过三通而汇合，则三通的总流断面N—N就是分界面，其余三通的分界面类同。2.支路阻力与主路阻力的平衡在图1所示的风网中，风网运行时，空气同时从设备A、设备B、设备C进入风网，分别经过两个三通汇合后进入风管③中，并经风管③将含尘气流送到除尘器中进行净化，粉尘被分离后由除尘器底部的闭风器排出，而净化之后的气流则通过管道④、管段⑤排放到大气中。支路进行阻力平衡，就是要求支路1的总阻力与主路设备A——管段①的总阻力相等；支路2的总阻力与主路设备A——管段①——管段②的总阻力相等。粉尘控制工程上，支路阻力与主路阻力按下式（5-16）计算后，计算结果不大于10%，即阻力平衡：%10%100与支路并联的主路阻力与支路并联的主路阻力支路阻力（5-16）否则，若计算结果大于10%，即阻力不平衡。3.进行阻力平衡的方法：（1）对支路重新进行阻力计算。（2）在支路上安装阀门的阻力平衡法。当支路阻力小于主路阻力时，可在支路上安装阀门，即使阀门消耗一定数量的阻力来使支路阻力与主路阻力平衡。（3）调节支路管径进行阻力平衡（即0.225次方法）。225.0后前前后HHDD（5-20）3式中D前——阻力不平衡时支路管道的直径；D后——调到阻力平衡时支路管道的直径；H前——阻力不平衡时的支路阻力；H后——阻力平衡时支路的阻力。通风除尘系统的阻力计算举例如图2集中风网，阻力计算步骤如下。1.选取主路，并编管段号主路：平面回转筛A——管段①——管段②——管段③—除尘器——管段④——风机——管段⑤支路：支路1：平面回转筛B——管段⑥支路2：绞龙输送机C——管段⑦图2集中风网阻力计算举例2.主路的阻力计算（1）确定尘源设备平面回转筛A的阻力HA4QA=4500m3/h,HA=500Pa（2）管段①的阻力计算Q1=4500m3/h,选取管段①的风速u1=14m/s,查附录一，得λ/d=0.0529，D=340mm，Hd=12.01kg/m2。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.0529×（0.2+1.65）×12.01×9.81=11.53（Pa）因为，R=D，α=90°，查出弯头阻力系数ζ=0.23。所以，H弯=ζ×Hd=0.23×12.01×9.81=27.10（Pa）对于管段⑥，Q6=4500m3/h,选取管段⑥的风速u6=14m/s,查附录一，得λ/d=0.0529，D=340mm，Hd=12.01kg/m2。因为，三通α=30°，D主/D支=1，v支/v主=1，得ζ主=0.45，ζ支=0.15。所以，H三通主=ζ×Hd=0.45×12.01×9.81=53.02（Pa）管段①的总阻力H①=Hm+H弯+H三通主=11.53+27.10+53.02=91.65（Pa）（3）管段②的阻力计算管段②位于三通之后，因而Q2=9000m3/h,查附录一，取D=450mm，插入法计算得出风速u2=15.93m/s,Hd=15.52kg/m2，λ/d=0.0371。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.0371×1.7×15.52×9.81=9.60（Pa）5对于管段⑦，Q7=600m3/h,选取管段⑦的风速u7=15.5m/s,查附录一，得λ/d=0.194，D=120mm，Hd=15.5Kg/m2。因为，三通α=30°，D主/D支=3.75，v支/v主=0.97，查附录三得ζ主=0.03，ζ支=0.03。所以，H三通主=ζ×Hd=0.03×15.52×9.81=4.57（Pa）管段②的总阻力H②=Hm+H三通主=9.60+4.57=14.17（Pa）（4）管段③的阻力计算Q3=9600m3/h,查附录一，取D=450mm，插入法计算得出风速u3=17.0m/s,Hd=17.7kg/m2，λ/d=0.037。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.037×1.4×17.7×9.81=8.99（Pa）在管段③中，局部构件为除尘器的进口变形管，因除尘器还未选出，而且此构件阻力比较小，所以此局部构件阻力忽略。管段③的总阻力H③=Hm=8.99Pa。（5）脉冲除尘器的阻力除尘器处理风量：Q除=Q3=9600m3/h，根据除尘器的处理风量Q除的大小，查脉冲除尘器性能表格，选取脉冲除尘器：TBLM-78Ⅰ型,滤袋长度2m，除尘器阻力H除=1470Pa，处理风量3438~17190m3/h，过滤面积57.3m2，过滤风速u过=2.79m/Min。（6）管段④的阻力计算Q4=9600m3/h,查附录一，取D=500mm，插入法计算得出风速u4=13.75m/s,Hd=11.56Kg/m2，λ/d=0.033。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.033×1.2×11.56×9.81=4.49（Pa）因为，R=D，α=90°，查出弯头阻力系数ζ=0.23。所以，H弯=2ζ×Hd=2×0.23×11.56×9.81=52.17（Pa）6管段④中的局部构件有，除尘器出风口变形管和风机进风口变形管，阻力不再计算，忽略。管段④的总阻力H④=Hm+H弯=4.49+52.17=56.66（Pa）（7）管段⑤的阻力计算Q5=9600m3/h,查附录一，取D=500mm，插入法计算得出风速u5=13.75m/s,Hd=11.56kg/m2，λ/d=0.033。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.033×6×11.56×9.81=22.45（Pa）采用伞形风帽，取h/d=0.5，查伞形风帽阻力系数表，得出风帽阻力系数ζ=0.6。所以，H风帽=ζ×Hd=0.6×11.56×9.81=68.04（Pa）局部构件风机出风口变形管，阻力不再计算，忽略。管段⑤的总阻力H⑤=Hm+H风帽=22.45+68.04=90.49（Pa）（8）主路的总阻力计算主路总阻力：H主=HA+H①+H②+H③+H除+H④+H⑤=500+91.65+14.17+8.99+1470+56.66+90.49=2231.96（Pa）3.支路的阻力计算及阻力平衡（1）支路1的阻力计算a.设备平面回转筛B的阻力HBQB=4500m3/h,HB=500Pab.管段⑥的阻力计算管段⑥，Q6=4500m3/h,选取管段⑥的风速u=14m/s,查附录一，得λ/d=0.0529，D=340mm，Hd=12.01kg/m2。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.0529×0.15×12.01×9.81=0.93（Pa）7因为，R=D，α=60°，查附出弯头阻力系数ζ=0.18。所以，H弯=ζ×Hd=0.18×12.01×9.81=21.21（Pa）因为，三通支路阻力系数ζ支=0.15。所以，H三通支=ζ×Hd=0.15×12.01×9.81=17.67（Pa）管段⑥的总阻力H⑥=Hm+H弯+H三通支=0.93+21.21+17.67=39.81（Pa）c.支路1的总阻力H支1的计算H支1=HB+H⑥=500+39.81=539.81（Pa）d.支路1与主路的阻力平衡与调整与支路1并联的主路阻力H主并为：H主并=HA+H①=500+91.65=591.65（Pa）因为：%8.8%10065.19581.53965.195，比值小于10%，所以支路1阻力平衡。（2）支路2的阻力计算a.设备绞龙输送机C的阻力HCQC=4500m3/h,HC=100Pab.管段⑦的阻力计算管段⑦，Q7=600m3/h,选取管段⑦的风速u7=15.5m/s,查附录一得：λ/d=0.194，D=120mm，Hd=14.72×9.81N/m2。所以，Hm=（λ/d）LHd=0.194×0.15×14.72×9.81=4.20Pa。因为，R=D，α=60°，得出弯头阻力系数ζ=0.18。所以，H弯=ζ×Hd=0.18×15.5×9.81=25.99Pa。因为，三通支路阻力系数ζ支=0.03。所以，H三通支=ζ×Hd=0.03×14.72×9.81=4.33（Pa）8管段⑦的总阻力H⑦=Hm+H弯+H三通支=4.20+25.99+4.33=34.52（Pa）c.支路2的总阻力H支2的计算H支2=HB+H⑦=100+34.52=134.52（Pa）d.支路2与主路的阻力平衡与调整与支路2并联的主路阻力H主并为：H主并=HA+H①+H②=500+91.65+14.17=605.82（Pa）因为：%8.77%10082.56052.13482.560比值大于10%，支路2阻力不平衡，需要调整。因支路阻力小于与之并联的主路阻力，本题采用在支路上安装插板阀的方法进行阻力平衡。即H阀=H主并-H支2=605.82-134.52=471.13（Pa）又因为：gVH22阀阀，其中，动压Hd=14.72×9.81（Pa）所以，阀门的阻力系数为ζ阀=3.26，查附录二得h/d=0.35。d=120mm，所以h=0.35×120=42mm，即阀门关闭后留的间隙为42mm。4.计算风网总阻力和总风量风网总阻力：∑H=H主=2231.96（Pa）风网总风量：∑Q=QA+QB+QC=9600m3/h5.选择风机和电动机计算风机参数：H风机=（1.0~1.2）∑H=1.1×2231.96≈250×9.81（Pa）；Q风机=（1.0~1.2）∑Q=1.1×9600=10560（m3/h）由此选择风机：4-72№5A，2900r/min，η=91%。电动机：Y160M2-2，15kw。本除尘风网的局部构件阻力系数如表5-5所示。阻力计算结果如表5-6所示。9设备名称或管段编号风量Q/m3·h-1风速u/m·s-1管长L/m管径D/mmΣζ动压Hd/kg·m-2λ/D摩阻Hm/Pa局部阻力HJ/PaHm+HJ/Pa阻力累加/Pa备注主路支路1234567891011121314设备A4500500500500管段①4500141.853400.6812.010.052911.5380.1291.65591.65管段②900015.931.74500.0315.520.03719.604.5714.17605.82管段③9600171.4450017.70.0378.9908.99614.81除尘器9600147014702084.81管段④960013.751.25000.4611.560.0334.4952.1756.662141.47管段⑤960013.7565000.611.560.03322.4568.0490.492231.96支路1设备B4500500500500管段⑥4500140.153400.3312.010.05290.9338.8839.81539.81阻力平衡支路2在支路上安装插板阀，关闭后的间隙为42mm，此时阻力平衡设备C600100100100管段⑦60015.50.151200.2114.720.1944.2030.3234.52134.52离心通风机：4-72№5A，2900r/min，η=91%。电动机：Y160M2—2，15kw。除尘器：TBLM-78Ⅰ型,滤袋长度2m，处理风量3438~17190m3/h，过滤面积57.3m2，除尘器阻力H除=1470Pa10表5-6除尘风网阻力计算表表5-5局部构件阻力系数表局部管件管段编号说明①②③④⑤⑥⑦弯头R=D，α=90°0.230.23×2查附录二R=D，α=60°0.180.18查附录二三通α=30°D主/D支=