除塵管道阻力的計算方法

12-14

2018

除塵管道阻力的計算方法

管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力.摩擦阻力由空氣的粘性力及空氣與管壁之間的摩擦作用產(chǎn)生它發(fā)生在整個管道的沿程上,因此也稱為沿程阻力局部阻力則是空氣通過管道的轉(zhuǎn)彎,斷面變化,連接部件等處時,由于速度大小和方向的變化及渦流沖擊作用等產(chǎn)生的能量損失。

1、摩擦阻力

管道的摩擦阻力采用下式計算

△P_m=λ·(L/D_e)·ρV²/2式中:△Pm摩擦阻力,Pa;

λ----摩擦阻力系數(shù),其值與流態(tài)有關(guān);

L---管道長度,m;

ρ----空氣密度,Kg/m3;

V----管內(nèi)平均流速,m/s

D_e——風(fēng)管的當(dāng)量直徑，m。

當(dāng)量直徑： D_e=4·f/p

式中 f——管道的斷面積，m2；

P——管道的周長，m；

對于圓管，當(dāng)量直徑即為管道的直徑，對于矩形管，通常采用兩種當(dāng)量直徑，即流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑。流速當(dāng)量直徑是假設(shè)當(dāng)量管道的流速與矩形管的流速相等。由此推得流速當(dāng)量直徑為：

D_e=2ab/（a+b）

a，b為矩形管斷面的長，寬邊尺寸。

流量當(dāng)量直徑是假設(shè)等效圓管的流量與矩形管的流量相等，并且單位長度的摩擦阻力也相等。由此推得流量當(dāng)量直徑為：

實(shí)際計算中多采用流速當(dāng)量直徑。

在實(shí)際設(shè)計計算中，一般將上述摩擦阻力計算式作的變換，使其變?yōu)楦庇^的表達(dá)式。目前有如下兩種變換方式：

（1）比魔阻法：

令 R_m=（λ/D_e)·ρV²/2

稱R_m為比魔阻，Pa/m，其意義是單位長度管道的摩擦阻力。這樣摩擦阻力計算式則變換成下列表達(dá)式：

ΔP_m=R_m·L

為了便于工程設(shè)計計算，人們對R_m的確定已作出了線解圖，設(shè)計時只需要根據(jù)管內(nèi)風(fēng)量、管徑和管壁粗糙度由線解圖上即可查出R_m值，這樣就很容易由上式算出摩擦阻力。

（2）綜合摩擦阻力系數(shù)法：

管內(nèi)風(fēng)速V=L/f，L為管內(nèi)風(fēng)量，f為管道斷面積。將V代入摩擦阻力計算公式△P_m=λ·(L/D_e)·ρV²/2后，

令

K_m=λ·(L/D_e)·ρ/2f²

則摩擦阻力計算式變換為下列表達(dá)式：

△P_m=K_m·L²

稱為綜合摩擦阻力系數(shù)，N·S²/m⁸。

采用△P_m=K_m·L²計算式更便于管道系統(tǒng)的分析及風(fēng)機(jī)的選擇，因此在管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行分析與調(diào)節(jié)計算時，多采用該計算式。

　　管道摩擦阻力受多種因素的影響，在設(shè)計計算時應(yīng)考慮這些因素。主要影響因素有：管壁的粗糙度和空氣溫度。粗糙度越大，摩擦阻力系數(shù)λ值越大，摩擦阻力越大。溫度影響空氣密度和粘度，因而影響比魔阻R_m。溫度上升，比魔阻R_m下降。線解圖上查得R_m是20℃時的數(shù)值，實(shí)際計算應(yīng)根據(jù)具體溫度進(jìn)行修正。