第17章 空气动力计算

自生通风能力
hzs k g z2 z1
它由介质与外界空气的密度 差• 和通 道的高度差所产生。
由于烟道中的介质密度 总小于外界空气密度 k 。
结论 ①在上升烟道中，自生通风力为正值，可用来克服流动阻力，如烟囱。
②在下降烟道中，则 hzs 为负值，阻滞介质流动，需消耗外界压头。
沿程摩擦阻力损失 流动阻力损失hlz 横向冲刷管 束• 的阻力
局部阻力损失
二、沿程摩擦阻力
hmc hhx hjb
指气体在流通截面不变的通道中的流动阻力。
对等温气流流动的摩擦阻力以及纵向冲刷管束的
摩擦阻力：
hmc

L ddl
w2
2
对于非等温气流，也就是在流动过程中
存在热交换，沿通道的流动方向温度变
273 t 烟气可取1.34kg / m3，t为气体的计算温度。
(4) 气体流速：w V F ;
对于不同管排数或者长度 w a1w1 a2w2 ...
a1a2 ...
(5) 通道有效流通截面积
圆管，横向冲刷，纵向冲刷，空气预热 器等有不同的计算方法
§17-3 通风阻力计算
b0 —海平面的大气压
k —空气的平均密度
P1 P2 h1 h2 b1 b2 h1 h2 k g z2 z1
注意两截面的总压降 H •

H h1 h2 hlz
w22 w12 2
k g z2 z1
③水平烟道中 hzs 0
§17-3 通风阻力计算
一、计算阻力时的规定： (1) 流量，温度以及结构来自额定负荷下热力计算，
速度和状态参数取区段的算术平均值； (2) 气体的计算温度一般按照进出口截面的算术平
均为温度； (3) 气体的密度：
o 273 , o为标准大气压下的气体密度，一般为1.293kg /

wp2j
2 1 273 pj
结论：
①若介质被加热，即 2 1 0 ， hjs 0 ，引
起压力损失在风道中，空气 在• 空预器中就是这样。
②若介质补冷却，即 2 1 0 ， hjs 0 ，
使压头增加，烟道中总是由于温度降低而使压头 增加。 ③无论何种状态，速度损失值相对其它损失总很 小。空气动力计算中常可忽略不计。
3．正压通风：
除烟囱外，仅装置送风机来克服整个系统
的流动阻力。
•
优点：仅一个风机，系统简单，整个烟风 道正压工作。无漏风，提高效率。
缺点：必须严格密封，不能在正压较大时 工作，否则 火焰和烟气将会喷出，危及人
身安全，损坏设备，影响锅炉房卫生，目 前，多用于小型燃油炉。
4．平衡通风：
同时装置送风机和引风机，利用送风机 克服锅炉风道和燃烧设 备• 的阻力，利用 引风机烟气行程的各种阻力。
优点：不需送、引风机，不消耗电力，无噪 声污染。
缺点：∵烟囱高度有限，自生通风能力有限， ∴仅使用小容量、固定炉排烟气流程简单的 小型锅炉，受季节、昼夜之影响。
2．负压通风：
除烟囱外，仅在烟囱前的• 烟道内装 置引风机来克服通风的流动阻力。
优点：仅一个风机。
缺点：由于整个烟道都处于负压， 仅适用小型锅炉，用于大容量锅炉 时，由于阻力大，漏风严重，影响 效率。
优点：整个烟道均匀可在较小负压下工 作，炉膛出口保持20~30Pa的负压，漏风 系数小，锅炉效率高，能保证锅炉房的 安全及环境卫生、是大型锅炉最常用的 通风方式。
•
2、3、4统称为机械通风或强制通风
空气动力计算的任务：
计算通风过程的全压降、从而选择合理的通风 装置，以保证燃烧过程的良好 进• 行，并满足锅 炉设计的技术经济指标。
当空气或烟气在风道 •
或烟道中流动时，任
意两截面的总压头可 用动量方程来表示：
为介质平均密度。

P2 P1
w22 w12 2
g z2 z1 hlz 0
在任一截面处，介质的绝对压力P等于表压 力h和大气压力b之和。
•
P h b h b0 k gz
hlz hjs hzs
hlz : 流动阻力；
hjs：加速压降；
hzs：自生通风力（密度差引起的浮生力）
若烟道为负压，则绝对压力等于大气 压力减去其真空度S
P

b

s

b0
gz • kFra bibliotekS
P1 P2 S2 S1 k g z2 z1
①由于通道截面变化
②介质温度变化
通常把截面变化引起的损失归之于局部阻力损失， 而在加速压降中仅考虑温度变化引起的损失

hjs
w22 w12 2


2
w2

w w •
1
2

w1

wpj
w2

w1
而
w2

w1

wpj
2 1 273 pj
∴
hjs
H S2 S1 hlz hjs hzs
∴介质在通道内流动时，任意两截面的总压降总是由流动
阻力 hlz 加速压降 hjs 和自生通风能力 hzs 三部分组成。

hjs
w22 w12 2
•
hjs 是由于介质速度变化而引起的压头损
失，介质速度的变化有二个原因：
在一般大型煤粉锅炉中，烟气侧的流动阻力为 2000~3000pa，空气侧为2500~4000pa，耗电都 在100kW以上，因此阻力计算直接关系到电厂的 经济性，尤其在有制粉系统阻力，除尘器阻力， 脱硫阻力以及烟气再加热的阻力等进行计算，得 到比较准确的结果，为设备选型服务。
§17-2 空气动力计算原理
化，应对计算公式应进行修正。
•

hmc

L ddl
•
第17章 空气动力计算
§17-1 锅炉的通风方式
通风过程：锅炉燃烧过• 程中，必须 连续不断地把燃烧所需要的空气送 入炉膛，同时把燃烧产物排除出去， 这样连续送风和排除燃烧产物的过 程叫空气动力计算。
锅炉中可采用的通风方式有：
1．自然通风： 仅依靠烟囱高度所产生的• 自生通风能来克服 通风过程的所有流动阻力。