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计算后，计算结果不大于10%，即阻力平衡：
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）。
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）L Hd=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 =8.99 Pa。
（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3438~17190 m3/h，过滤面积57.3 m2，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）L Hd=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）L Hd=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）L Hd=0.194×0.15×14.72×9.81=4.20 Pa。
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2所示。阻力计算结果如表1所示。
表1 除尘风网阻力计算表
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3438~17190 m3/h，过滤面积57.3 m2，除尘器阻力H除=1470Pa
|
|
表2 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
|
|
