鋒速達通風(fēng)降溫系統(tǒng)
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負壓風(fēng)機機殼管路中流量和壓降圖解分析T35-11型軸流通風(fēng)機性能表
關(guān)鍵詞：管路流量；管路壓降；管路性能曲；圖解
在管路設(shè)計中，需要進行管路中流體流量和壓降分析與計算。眾所周知，管路中流量和壓降，既與管路自身的性能曲線有關(guān)，又與流體輸送機械（泵、風(fēng)機）的性能曲線有關(guān)。兩條性能曲線的交點，是管路工程運行的工況點，而工況點參數(shù)：流量、壓頭（或風(fēng)壓），便是管路中流體的流量和壓降。當(dāng)管路或輸送機械進行并聯(lián)、串聯(lián)或并串聯(lián)組合時，管路中流量和壓降都會發(fā)生變化。如果在流量-壓降坐標(biāo)圖上同時標(biāo)繪出輸送機械性能曲線和并聯(lián)、串聯(lián)及并串聯(lián)管路的性能曲線，與解析法相比，能更清楚地反映出管路中流量和壓降的變化情況。即在這種圖上，不但可進行流量、壓降的圖解計算，而且便于圖示分析。由此可加深我們對管路中流量、壓降之間相互關(guān)系的認識和理解，本文以風(fēng)管為研究對象，通過幾個曲型的風(fēng)機風(fēng)管的組合工程，來闡述管路中流量和壓降圖解分析模式。
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管路中流量與阻力關(guān)系，當(dāng)不考慮流體密度變化時，可由范寧（Fanning ）公式求得：
△pf =(λL/d+∑ζ)u2/ρ (1)
因為u = Q/π/4d2
所以△pf =(λL/d+∑ζ)ρ/2(4/πd2)2Q2
上式可寫成△pf =kQ 2 (2)
式（2）中k稱管路（段）阻力系數(shù)。
在工程上常見的流體流速范圍內(nèi)，磨擦系數(shù)λ值變化很小，λ近似等于常數(shù)。當(dāng)管路及輸送的流體一定時，L，d, ∑ζ, ρ均為定值，故k等于常數(shù)，且可算出。因此，式（2）為二次拋物線方程。
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因為風(fēng)管兩端均通大氣，當(dāng)位差不大忽略時，風(fēng)管的阻力即為風(fēng)管的壓降，也等于風(fēng)機的風(fēng)壓，所以式（2）為
△p=kQ 2 (3)
式（3）為風(fēng)管性能曲線或阻力曲線方程。
1、串聯(lián)風(fēng)管
圖1為兩管段串聯(lián)風(fēng)管，每段風(fēng)管阻力系數(shù)分別為k1，k2。串聯(lián)管路中流量Q為常數(shù)。
因為△p1=k1Q12；△p2=k2Q22，所以
△p=△p1+△p2=( k1+ k2) Q2= k Q2 (4)
串聯(lián)管路性能曲線可由式（4）繪出：也可在Q －△p圖上將k1，k2風(fēng)管性能曲線的
縱坐標(biāo)在同一Q下相加作圖獲得。圖2繪出了風(fēng)機、每段風(fēng)管及串聯(lián)風(fēng)管性能曲線。
由圖2可看出，若k1，k2段風(fēng)管單獨與風(fēng)機相連組成管路體系，則其流量和壓降分別為Qs1, △ps1和Qs2,，△ps2。
串聯(lián)后各段風(fēng)管流量和壓降：k1段風(fēng)管為Q，△p1；k2段風(fēng)管為Q, △p2。
由圖2可知，△p1<△ps1，Q< Qs1；△p2 <△ps1，Q< Qs1。故串聯(lián)風(fēng)管中各風(fēng)管的流量和壓降小于該風(fēng)管單獨與風(fēng)機相連時的流量和壓降。這是因為串聯(lián)后k= k1+ k2。管路的性能曲線變陡。當(dāng)串聯(lián)的管段無窮多時。k= k1+ k2+……k∞=∞ , 此時串聯(lián)后的管路性能曲線與縱坐標(biāo)重合，風(fēng)機性能曲線與縱坐標(biāo)的交點即為工況點，管路中流量為0。當(dāng)風(fēng)機出口管路閥門緊閉時，相當(dāng)于這種情況。
2、并聯(lián)風(fēng)管
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圖3為兩管段并聯(lián)風(fēng)管，各并聯(lián)支管段阻力系數(shù)分別為k1，k2。因為并聯(lián)后的管路支管壓降相等，總管流量為各支管流量這和，故有
△p=△p1=△p2
△p1= k1 Q12
△p2= k2 Q22
△p= k Q2 Q = Q1+ Q2
由上可得1/√k=1/√k1+1/√k2
因此，并聯(lián)管路阻力系數(shù)k小于支管的k1及k2的任何一個，故并聯(lián)管路性能曲線趨于平坦。并聯(lián)風(fēng)管性能曲線可按性能曲線方程繪制，也可按同一壓降下將k1，k2的性能曲線橫坐標(biāo)相加作圖獲得(圖4)。由圖4看出，各支管單獨與風(fēng)機相連組成管路體系時，流量和壓降分別為Qs1，△ps1和Qs2，△ps2。并聯(lián)后各支管的流量和壓降分別為Q1，△p和Q2，△p。
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Q1
Q2< Qs2 △p<△ps2
故并聯(lián)后各支管的流量和壓降小于各支管單獨與風(fēng)機相連時的流量和壓降。
當(dāng)并聯(lián)的支管數(shù)無窮多時，并聯(lián)后的阻力系數(shù)趨于0：
1/√k=1/√k1+1/√k2+…+1/√k∞ k→0
此時管路的性能曲線與橫坐標(biāo)重合，風(fēng)機性能
曲線與橫坐標(biāo)交點即為工況點，管路壓降為0，流量最大。當(dāng)風(fēng)機沒有裝管路運行時，可看出這種情況。
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3、復(fù)合風(fēng)管
復(fù)合風(fēng)管為并、串聯(lián)組合的風(fēng)管。圖5為一種型式復(fù)合風(fēng)管，對于該風(fēng)管，可先繪出兩支管并聯(lián)的性能曲線。
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△p12= k12 Q212
1/√k12=1/√k1+1/√k2
然后將柴并聯(lián)曲線與k 3風(fēng)管性能曲線串聯(lián)，得復(fù)合風(fēng)管性能曲線，其方程△p= k Q2 k= k12+ k3
k曲線與風(fēng)機性能曲線交點A，即為工況點。由圖6可看出，△ps1>△p12 △ps2 >△p12 △ps3>△p3
Qs1> Q1 Qs2> Q2 Qs3> Q
故復(fù)合風(fēng)管中各風(fēng)管中的流量和壓降小于該風(fēng)管單獨在同一風(fēng)機中的流量和壓降。
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圖7為有旁通回路的復(fù)合風(fēng)管。在這種風(fēng)管內(nèi)，一部分氣流通過阻力系數(shù)k2的旁通閥吸入風(fēng)機中。在繪制k2風(fēng)管性能曲線時，這部分回流的風(fēng)量為負值，應(yīng)繪在第二象限內(nèi)。因為k2段風(fēng)管與風(fēng)機F是并聯(lián)的，故需將風(fēng)機F的性能曲線與k2段風(fēng)管性能曲線并聯(lián)組合，得一條F’曲線（圖8），可將F’曲線看成特殊風(fēng)機性能曲線，這個特殊風(fēng)機裝在k1與k3阻力段之間運行，因此，F(xiàn)’曲線與k=k1+k3阻力曲線的交點A，便是這個有旁通回路風(fēng)管裝置運行的工況點，其縱坐標(biāo)△p是圖7中a,b兩端壓差，為該特殊風(fēng)機風(fēng)壓，這個風(fēng)壓用于克服k1及k3段風(fēng)管阻力，故△p=△p1+△p3。因為風(fēng)機F在特殊風(fēng)機中是并聯(lián)的，故△p也是F風(fēng)機的風(fēng)壓。過A作一條水平線交k2曲線于B，交F曲線于C。B點風(fēng)量QB為經(jīng)旁通閥回流的風(fēng)量；C點是風(fēng)機實際運行的工況點，QC=QA+QB當(dāng)旁通閥關(guān)小時，k2曲線變陡，靠向縱坐標(biāo)，F(xiàn)’曲線隨之變動，故工
T35-11型軸流通風(fēng)機性能表
機號葉輪
直徑mm葉輪
周速m/s主軸
轉(zhuǎn)速rpm葉片角
度deg風(fēng)量m3/h全壓mmHg全壓
效率需用軸
功率kw采用軸
功率kw配用電機型號功率kw2.828042.5290015164915.50.870.0800.092YSF-56220..20.880.1150.133YSF-56320..70.8950.1450.166YSF-56320..00.880.1720.197YSF-56320..70.860.2400.276YSF-63220.25021.31450158263.90.870.0100.012YSF-50140..40.880.0150.017YSF-50140..50.8950.0180.021YSF-50140..90.880.0220.026YSF-50240..10.860.0310.036YSF-50240.0403.1531547.8290015233919.60.870.1440.166YSF-63120..80.880.2700.238YSF-63220.25025381022.40.8950.2590.298YSF-63320.37030414124.20.880.3090.355YSF-63220.37035454530.00.860.4300.495YSF-71220.55023.914501511694.90.870.0180.021YSF-50140..40.880.0260.030YSF-50240..60.8950.0320.037YSF-50240..00.880.0390.045YSF-56140..50.860.0530.061YSF-56240.0903.5535553.9290015336724.60.870.2610.300YSF-71120.37020442627.70.880.3790.436YSF-71220.55025548428.40.8950.4730.544YSF-71220.55030596530.60.880.5640.649YSF-71320.75035654238.00.860.787
0.905
YSF-80221.127..20.870.0330.038YSF-50240..90.880.0470.054YSF-56140..10.8950.0590.068YSF-56240..60.880.0700.081YSF-56240..50.860.0980.113YSF-63140.120440060.7290015480631.60.870.4750.546YSF-71220.55020631635.20.880.6880.791YSF-80221.125782636.10.8950.8590.988YSF-80221.130851338.80.881.0211.175YSF-80221.135933648.30.861.4271.641YT90S-21.530.414501524067.90.870.0590.068YSF-56240..80.880.0860.099YSF-63140.1202539209.00.8950.070.123YSF-63140.1203042639.70.880.1280.147YSF-63240.8035467612.10.860.1790.206YSF-71140.2504.545034.2145015342710.00.870.1070.123YSF-63140..20.880.1560.179YSF-63240..50.8950.1950.224YSF-71140.25030607012.30.880.2310.266YSF-71240.37035665815.30.860.3220.370YSF-71240.370550038.0145015470012.40.870.1820.210YSF-71140.25020617813.80.880.2640.303YSF-71240.37025765514.10.895負壓風(fēng)機機殼
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