隧道窑管道设计
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技 术 经 验 2004 年第 4 期
砖瓦
隧道窑管道设计
凌宪峰 杨志刚 (双鸭山东方工业公司 ,北京 102602)
隧道窑中的管道主要有排烟和送热两大部分 ,输送介质主 要是烟气和热空气 ,介质密度应在 130 mg/ m3 以下 。在管道设
计中 ,既要保证使用效果 ,又要做到投资少 ,运行费用低 ,外观 协调和美观 。所以在设计中对各种管道应采用流路最短 ,转
2004 Brick & Tile
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
( cm3)
式中 W —管道抵抗矩 ;
D —管道外径 ,cm ;
d —管道内径 ,cm ;
G —管道重量 (包括辅助材料) ,kg/ m。
对有集中荷载的地方应将支架设在其附近 。
4 管道保温
为了保证管道中的余热空气能被送到干燥室干燥坯体 ,金
属管道必须焊接严密 。法兰连接时 ,热空气管道用浸过二硫化
摩擦阻力系数计算公式 :
1 λ
=
-
21
g
(
3.
k 71
D
+
2Re. 5λ1 )
式中 k —管道内表面的平均绝对粗糙度 ,m ;
Re —雷诺数 。
Re
=
ωD γ
γ—管道内的流体即空气的运动粘度 ,m/ s。
2004 Brick & Tile
摩擦阻力系数主要取决于雷诺数和管道内表面的相对粗
糙度 。钢板管道绝对粗糙度 K = 0. 15 mm(在标准状态空气温 度 t = 20 ℃,密度ρ= 1. 204 kg/ m3 ,运动粘度γ = 15. 06 ×10 - 6 m2/ s ,标准大气压 P = 101. 3 kPa 条件下) 。
的设计 ,读者可借用以上公式和系数通Βιβλιοθήκη Baidu热工计算 ,算出管路
中气体流动中的流程压力损失 ,为风机选型提供参数 。
3 阀门布置与支架
对空气管道布置阀门时 ,操作标高一般不超过 1. 9 m ,并尽
量设在水平管道上 。
管道支架间距应按下式计算 :
L = 2. 38
3
WD G
( m)
W
=
π 32
-
D4 - d4 D
图 8 三通圆形管道 表 1 ξ取值
A3/ A1
0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1
0. 1 0. 15 0. 59 0. 55 0. 40 0. 28
0. 2 0. 41 0. 33 0. 28 0. 26 1. 5
L3/ L1
0. 3 0. 26 0. 21 0. 24 0. 58
中气体流速以 12～18 m/ s 为最佳 。然后根据以下公式计算摩
擦阻力和局部阻力 。
1 摩擦阻力
h
=λ
L D
·ω22ρ(1
+
27t3)
式中 L —管段计算长度 (或单位长度) ,m ;
D —管段公称直径 ,m ; λ—摩擦阻力系数 , (空气为 0. 024 ;25 ℃时) ; ω—介质流速 ,Ns/ s ; ρ—介质密度 ,kg/ Nm3 (空气为 1. 293 kg/ Nm3) ; t —介质温度 , ℃。
钼高温油 、红铅油或水玻璃 (密度在 1. 27～1. 3 kg/ m3) 的石棉板
或石棉绳作封垫 。
隔热材料应选用热导率低 、密度小 、价格低和易于施工的 材料 ,管道内空气温度不超过 600 ℃时 ,可以选用玻璃棉 、渣 棉 、岩棉的棉毡作为隔热保温材料 。
收稿日期 :2004 - 02 - 02
以上计算也可以通过相关的图表查到 ,钢板管道的摩擦损 失 ,对于矩形管道来说 ,摩擦阻力系数可按下式计算 :
1 λ
=
-
21
g
[
3
.
71
k +
2 ab a+ b
+
2Re. 5λ1 ] a 、b 为边长
2 局部阻力
当空气流经各种管件 (如弯头 ,分流等) 和设备时 ,局部阻力
所造成的能量损失占很大比例 ,管道局部阻力按以下公式计算 :
弯 、收缩 、扩大 、分流节点最少的方案 。沿墙布置的管道其最大
突出部位 (如法兰 、阀门等) 距墙的距离应不小于 100 mm ,以便
施工和操作 。
进行管道设计时需作下列内容的计算 : a. 根据输送介质的流量和初步选定的管内介质流量 ,通过
热力学连续方程式计算管道直径 。
b. 绘制管道流程图 ,根据管内介质流速计算管道的局部阻
—
0. 4 0. 19 0. 20 0. 38 1. 3
—
0. 5 0. 18 0. 27 0. 76 2. 5
—
g. 碟阀 圆形按下式计算 :ξ= 0. 2 e0. 1θ。 矩形按下式计算 :ξ= 0. 131e0. 105θ θ为阀板旋转角。
因管路流程比较复杂 ,针对隧道窑管路中常见管路和管件
砖瓦
2004 年第 4 期
当L D
= 0. 1 θ, = 60° ξ取 0. 18 。
当L D
= 0. 15 θ, = 60° ξ取 0. 15 。
当r D
= 1. 5 时 (见图 3)
ξ取 1. 1
。
e. 渐缩变径管 (见图 7)
技 术 经 验
图 7 渐缩圆形管道 当θ= 10°～14°时 ξ= 0. 14～0. 05 f . 三通 对圆形管道 (见图 8) :当 A1 = A2 θ= 30°时ξ取值见表 1 。
≥0. 20 时 ,ξ取 0. 03 。
b. 出风端 :如排烟出口或排潮出口 ,见图 2 。
图 2 排潮出口
www. brick - tile. com 2 3
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力和摩擦阻力 。
c. 根据管道直径及自重 、隔热层重量 、管内介质重量及附 件集中负荷情况计算管道支架间距 。
d. 进行其他一些必要的计算 ,如管道隔热层厚度计算 ,风 机选型 、各种膨胀节的计算以及材质的选用计算等 。
现介绍一下管道阻力计算 。管道阻力主要有局部阻力和
摩擦阻力两项 。计算阻力之前先求气体流速 、流量 。在隧道窑
图 3 排烟口示意图 如有排烟罩时 (见图 4)θ= 0° Dl = 0. 8 时 ξ取 1. 0
图 4 出风端有排烟罩
θ= 15° Dl = 0. 5～1. 0 时 ξ取 0. 6 。 c. 90°圆形弯头 (见图 5)
图 5 90°圆形弯头
当r D
= 1. 5 、2. 0 、2. 5 时 ,ξ分别取 0. 15 、0. 13 、0. 1
h
=
Σξω2ρ( 2
1
+
t) 273
( Pa)
其中 ξ, 为局部阻力系数 ,根据不同进出风口的方式和形
状 ,其数值不同 ,必要时还要修正 。现把各种较好的进出口方
式及所选的阻力系数介绍如下 :
a. 进风端形式 :如隧道窑侧墙及顶排烟 、抽余热等支管道 ,
见图 1 。
图 1 抽余热支管道
当r D
圆形管道最好做成 7 节弯头 。矩形管道最好加导流叶片 ,
以减少局部阻力 。
d. 渐扩变径管 对圆形管道(见图 6) :当θ= 16°时 ξ= 0. 14～0. 21 为最佳。
图 6 渐扩圆形管道 对矩形管道 :当θ= 14°时 ξ= 0. 09～0. 19 为最佳
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凌宪峰 杨志刚 (双鸭山东方工业公司 ,北京 102602)
隧道窑中的管道主要有排烟和送热两大部分 ,输送介质主 要是烟气和热空气 ,介质密度应在 130 mg/ m3 以下 。在管道设
计中 ,既要保证使用效果 ,又要做到投资少 ,运行费用低 ,外观 协调和美观 。所以在设计中对各种管道应采用流路最短 ,转
2004 Brick & Tile
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
( cm3)
式中 W —管道抵抗矩 ;
D —管道外径 ,cm ;
d —管道内径 ,cm ;
G —管道重量 (包括辅助材料) ,kg/ m。
对有集中荷载的地方应将支架设在其附近 。
4 管道保温
为了保证管道中的余热空气能被送到干燥室干燥坯体 ,金
属管道必须焊接严密 。法兰连接时 ,热空气管道用浸过二硫化
摩擦阻力系数计算公式 :
1 λ
=
-
21
g
(
3.
k 71
D
+
2Re. 5λ1 )
式中 k —管道内表面的平均绝对粗糙度 ,m ;
Re —雷诺数 。
Re
=
ωD γ
γ—管道内的流体即空气的运动粘度 ,m/ s。
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摩擦阻力系数主要取决于雷诺数和管道内表面的相对粗
糙度 。钢板管道绝对粗糙度 K = 0. 15 mm(在标准状态空气温 度 t = 20 ℃,密度ρ= 1. 204 kg/ m3 ,运动粘度γ = 15. 06 ×10 - 6 m2/ s ,标准大气压 P = 101. 3 kPa 条件下) 。
的设计 ,读者可借用以上公式和系数通Βιβλιοθήκη Baidu热工计算 ,算出管路
中气体流动中的流程压力损失 ,为风机选型提供参数 。
3 阀门布置与支架
对空气管道布置阀门时 ,操作标高一般不超过 1. 9 m ,并尽
量设在水平管道上 。
管道支架间距应按下式计算 :
L = 2. 38
3
WD G
( m)
W
=
π 32
-
D4 - d4 D
图 8 三通圆形管道 表 1 ξ取值
A3/ A1
0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1
0. 1 0. 15 0. 59 0. 55 0. 40 0. 28
0. 2 0. 41 0. 33 0. 28 0. 26 1. 5
L3/ L1
0. 3 0. 26 0. 21 0. 24 0. 58
中气体流速以 12～18 m/ s 为最佳 。然后根据以下公式计算摩
擦阻力和局部阻力 。
1 摩擦阻力
h
=λ
L D
·ω22ρ(1
+
27t3)
式中 L —管段计算长度 (或单位长度) ,m ;
D —管段公称直径 ,m ; λ—摩擦阻力系数 , (空气为 0. 024 ;25 ℃时) ; ω—介质流速 ,Ns/ s ; ρ—介质密度 ,kg/ Nm3 (空气为 1. 293 kg/ Nm3) ; t —介质温度 , ℃。
钼高温油 、红铅油或水玻璃 (密度在 1. 27～1. 3 kg/ m3) 的石棉板
或石棉绳作封垫 。
隔热材料应选用热导率低 、密度小 、价格低和易于施工的 材料 ,管道内空气温度不超过 600 ℃时 ,可以选用玻璃棉 、渣 棉 、岩棉的棉毡作为隔热保温材料 。
收稿日期 :2004 - 02 - 02
以上计算也可以通过相关的图表查到 ,钢板管道的摩擦损 失 ,对于矩形管道来说 ,摩擦阻力系数可按下式计算 :
1 λ
=
-
21
g
[
3
.
71
k +
2 ab a+ b
+
2Re. 5λ1 ] a 、b 为边长
2 局部阻力
当空气流经各种管件 (如弯头 ,分流等) 和设备时 ,局部阻力
所造成的能量损失占很大比例 ,管道局部阻力按以下公式计算 :
弯 、收缩 、扩大 、分流节点最少的方案 。沿墙布置的管道其最大
突出部位 (如法兰 、阀门等) 距墙的距离应不小于 100 mm ,以便
施工和操作 。
进行管道设计时需作下列内容的计算 : a. 根据输送介质的流量和初步选定的管内介质流量 ,通过
热力学连续方程式计算管道直径 。
b. 绘制管道流程图 ,根据管内介质流速计算管道的局部阻
—
0. 4 0. 19 0. 20 0. 38 1. 3
—
0. 5 0. 18 0. 27 0. 76 2. 5
—
g. 碟阀 圆形按下式计算 :ξ= 0. 2 e0. 1θ。 矩形按下式计算 :ξ= 0. 131e0. 105θ θ为阀板旋转角。
因管路流程比较复杂 ,针对隧道窑管路中常见管路和管件
砖瓦
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当L D
= 0. 1 θ, = 60° ξ取 0. 18 。
当L D
= 0. 15 θ, = 60° ξ取 0. 15 。
当r D
= 1. 5 时 (见图 3)
ξ取 1. 1
。
e. 渐缩变径管 (见图 7)
技 术 经 验
图 7 渐缩圆形管道 当θ= 10°～14°时 ξ= 0. 14～0. 05 f . 三通 对圆形管道 (见图 8) :当 A1 = A2 θ= 30°时ξ取值见表 1 。
≥0. 20 时 ,ξ取 0. 03 。
b. 出风端 :如排烟出口或排潮出口 ,见图 2 。
图 2 排潮出口
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© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
力和摩擦阻力 。
c. 根据管道直径及自重 、隔热层重量 、管内介质重量及附 件集中负荷情况计算管道支架间距 。
d. 进行其他一些必要的计算 ,如管道隔热层厚度计算 ,风 机选型 、各种膨胀节的计算以及材质的选用计算等 。
现介绍一下管道阻力计算 。管道阻力主要有局部阻力和
摩擦阻力两项 。计算阻力之前先求气体流速 、流量 。在隧道窑
图 3 排烟口示意图 如有排烟罩时 (见图 4)θ= 0° Dl = 0. 8 时 ξ取 1. 0
图 4 出风端有排烟罩
θ= 15° Dl = 0. 5～1. 0 时 ξ取 0. 6 。 c. 90°圆形弯头 (见图 5)
图 5 90°圆形弯头
当r D
= 1. 5 、2. 0 、2. 5 时 ,ξ分别取 0. 15 、0. 13 、0. 1
h
=
Σξω2ρ( 2
1
+
t) 273
( Pa)
其中 ξ, 为局部阻力系数 ,根据不同进出风口的方式和形
状 ,其数值不同 ,必要时还要修正 。现把各种较好的进出口方
式及所选的阻力系数介绍如下 :
a. 进风端形式 :如隧道窑侧墙及顶排烟 、抽余热等支管道 ,
见图 1 。
图 1 抽余热支管道
当r D
圆形管道最好做成 7 节弯头 。矩形管道最好加导流叶片 ,
以减少局部阻力 。
d. 渐扩变径管 对圆形管道(见图 6) :当θ= 16°时 ξ= 0. 14～0. 21 为最佳。
图 6 渐扩圆形管道 对矩形管道 :当θ= 14°时 ξ= 0. 09～0. 19 为最佳
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