阻力计算举例.docx
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阻力计算举例
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：
（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）。
（5-20）
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HA
QA=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）
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）
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HB
QB=4500m3/h,HB=500Pa
b.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）
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：
，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HC
QC=4500m3/h,HC=100Pa
b.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）
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：
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：
，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/h
5.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。
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
/mm
Σζ
动压Hd
/kg·m-2
λ/D
摩阻Hm
/Pa
局部阻力HJ
/Pa
Hm+HJ
/Pa
阻力累加/Pa
备注
主路
支路
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
设备A
4500
500
500
500
管段①
4500
14
1.85
340
0.68
12.01
0.0529
11.53
80.12
91.65
591.65
管段②
9000
15.93
1.7
450
0.03
15.52
0.0371
9.60
4.57
14.17
605.82
管段③
9600
17
1.4
450
0
17.7
0.037
8.99
0
8.99
614.81
除尘器
9600
1470
1470
2084.81
管段④
9600
13.75
1.2
500
0.46
11.56
0.033
4.49
52.17
56.66
2141.47
管段⑤
9600
13.75
6
500
0.6
11.56
0.033
22.45
68.04
90.49
2231.96
支路1
设备B
4500
500
500
500
管段⑥
4500
14
0.15
340
0.33
12.01
0.0529
0.93
38.88
39.81
539.81
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C
600
100
100
100
管段⑦
600
15.5
0.15
120
0.21
14.72
0.194
4.20
30.32
34.52
134.52
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=1470Pa
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
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
弯头
R=D，α=90°
0.23
0.23×2
查附录二
R=D，α=60°
0.18
0.18
查附录二
三通
α=30°
D主/D支=1
v支/v主=1
0.45
0.15
查附录三
α=30°
D主/D支=3.75
v支/v主=0.97
0.03
0.03
查附录三
风帽
0.6
查附录二
Σζ
0.68
0.03
0.46
0.6
0.33
0.21
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