风机通风管道设计

式（$ % 3）中两项单位均为 )*，与压强相同，所以分别称为静压（ $ & ） 、动压（ $ 4）
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !" 静压、动压、全压 管道中的气体，处在静止状成时只受静压作用；处在流动状态时，同时受到静压和 动压的作用。 静压是单位体积气体所具有的势能，是一种力，它的表现将气体压缩、对管壁施 压。管道内气体的绝对静压，可以是正压，高于周围的大气压；也可以是负压，低于周 围的大气压。动压是单位体积气体所具有的动能，也是一种力，它的表现是使管内气体 改变速度，动压只作用在气体的流动方向恒为正值。在某一点上，动压和静压的代数和 即为该点的全压，表示单位气体所具有的总能量。 !# $ !% & !’ 式中 — —全压， ()； ! #— — —静压， ()； ! %— — —动压， ()。 ! ’— 图 * + , + ! 列出了几种情况的压力分布。图 * + , + !（ )）是在一个密闭管道内，气 体静止不流动，此时气体只受静压作用，动压为 -，全压等于静压。
表!"#"! !， $ & !& ,& 0& #& ’& 3& /& 空气的动力黏滞系数和运动黏滞系数与温度的关系
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铸铁管 生锈钢管
+)"+)- , &)+ +)&+)+" , +)&+
+)&- , +)&. 镀锌钢管 +)+普通钢管
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" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " ! ，管道断面呈现圆形。 图 ! " # " # 中图线是为了决定每米长度管道的摩擦压损，故称之为比摩阻图线。图 ! " # " # 中的横坐标是管道直径 " ， $$；左边纵坐标是气体流速 # ， $ % &，右边纵坐标 #) 是动压 $ ’ (! （$$*) +） ；从左下向右上倾斜的斜线是每米长管道的摩擦压损即比摩 ) 。 阻 % $；从右下向左上倾斜的斜线是气体流量（$, % -） 如管道的粗糙度 & !./!，对图 ! " # " # 中所查出的 % $ 要给予修正；修正方法是： 在表 ! " # " ) 中查出粗糙度 & 值，根据 & 值和用质量表示的流量在图 ! " # " 0 中查出 修正系数 ’ 、修正后的比摩阻用 % 1$ 表示， % 1$ ( % $2（$$*) + % $） 。 （)）层流，计算摩擦压损的实例 已知风管直径")#.$$，长 !)$，风管气体温度 0.3 。求维持层流状态的最大流速 和相应的摩擦压损。 解：求最大流速，层流状态的临界 () ( ),).，据 0.3 在表 ! " # " ! 查得# ( !4/5 6 !.
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风道材料
粗糙度 ( **
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风道材料
粗糙度 ( **
混凝土风道 木风道 钢板风道 塑料管 石棉水泥管 涂沥青铸铁管
+ $ # # （’ & /） !
（ $% & ’(）
（) * !）
（+）流动性 （(）黏滞性
只有在流动时才能表现出来，有内摩擦力存在。据实验结果，可得出下列关系式 （) * +）
（) * (）
式中 #— — —动力黏度系数， -. ・ /； ( — —密度， $% & ’ 。 !— 压力对气体黏滞系数的影响不大，可以忽略不计。温度对黏滞Байду номын сангаас数的影响明显，不
图*+,+!
管内压力分布
图 * + , + !（ .）中，当风机为正压操作时，管道内气体的静压为正压，因动压恒 为正值，全压肯定为正压。 图 * + , + !（ /）中，当风机为负压操作时，管道内气体的静压为负压，因动压恒 为正值，全压可能是正压，也可能是负压。
第二节
流体在管内流动的状态及其阻力
通风除尘系统运转的过程必有阻力，对阻力的问题应加以研究克服阻力。 *" 层流和紊流、雷诺数 流体在管内流动有两种状态：层流和紊流。流体的流态与流速有关，并且存在关着 某一临界流速。
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第四章
风机通风管道
第一节
流体的性质及其流动规律
气体和液体统称流体，当它具有一定的能量时，就会在管内流动。因为通风除尘处 处涉及气体流动，所以应了解其流动的规律。在讲述流动规律之前，需要说明流体的性 质。 !" 流体的物理性质 与流体流动有关的物理性质有：密度、流动性、黏滞性、压缩性。 （!）密度 流体在单位体积内所具有的质量称为密度，用! 表示。即 ! !# " 式中 — —流体的质量， $%； !— — —流体的体积，’( 。 "— 液体和气体都是流体，二者流动的性能方面有共性，亦有个性。 又称黏性。每一种流体在一定的条件下都有一定的黏性。流体的黏性 ,$ " # ## , % 式中 "— — —内摩擦力； — —动力黏滞系数， -. ・ /； #— — —作用面积； #— ,$ — — —速度梯度。 ,% 在实际工程中，为了计算方便，引用出一个运动黏滞系数$
管道材料的粗糙度
为了便于计算，已按式（$ % &$）绘出比摩擦压损失的图线如图 & % $ % $ 所示。图 & % $ % $ 中图线适用于气体密度 " ! &)&’$/0 1 *( ，运动黏滞系数# ! &-)2 3 &+ % ’ *" 1 4，管 ，管道内气体流速为 &)2" , 2+ ) . 壁粗糙度 ( ! +)& )) ，大气压力为 5. *+# （& *,- . /)" ）
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在等温过程，气体的体积 " 随着压强 # 的变化而改变， #" 4 常数。 在通风除尘系统中，气体压强的变化范围不大，体积变化也就不大可以忽略不计。压强 增加 0&&++5, 6，体积只减小 07 ，引起的误差是可以允许的。 ,. 流体在管内流动的规律 流体在管内流动，符合质量守恒原理，可以用连续性方程表达；也符合能量守恒原 理，可以用能量方程表达。 （!）连续性方程 在稳定流的管道中，任取图 ! " # " ! 中两个断面 ! 和 ,，在相同 的时间内，流经两个断面流体的质量相等，如图 ! " # " ! 所示。
" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 可忽略，气体的黏滞系数随着温度的升高而加大。表 ! " # " ! 列出空气在一个大气压力 下，动力黏滞系数 ! 和运动黏滞系数" 与温度的关系。 黏性对流体的运动影响很大，它会使流体运动产生阻力，会导致机械能量损失，在 实际工程中必须考虑黏滞性的影响。
’$ （$ % &(） ! ! !% 管道内的气体处在紊流状态时，雷诺数 !% 所处的区段不同， ! 的计算方法亦不同； 与大多数通风管道相适应的 !% 区段， ! 的计算式 &)$" ’ &!% ( — —粗糙度，**，列于表 & % $ % "。 (—