隧道风机选型的计算公式

浏览数量:6     作者:本站编辑     发布时间: 2020-09-10      来源:本站

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一、一般按下述步骤进行

计算确定隧道内所需通风量;

计算所需总推力It It=P×At(N)

其中,At:隧道横截面积(m2)

 P:各项阻力之和(Pa);

二、一般应计下列4项

1)、隧道进风口阻力与出风口阻力;

2)、隧道表面摩擦阻力,悬吊风机装置、支架及路标等引起的阻力;

3)、交通阻力;

4)、隧道进出口之间因温度、气压、风速不同而生的压力差所产生的阻力;

确定风机布置的总体方案 

根据隧道长度、所需总推力以及射流风机提供推力的范围,初步确定在隧道总长上共布置m组风机,每组n台,每台风机的推力为T。

满足m×n×T》Tt的总推力要求,同时考虑下列限制条件:

1)、n台风机并列时,其中心线横向间距应大于2倍风机直径;

2)、m组(台)风机串列时,纵向间距应大于10倍隧道直径;

单台风机参数的确定 

射流风机的性能以其施加于气流的推力来恒量,风机产生的推力在理论上等于风机进出口气流的动量差(动量等于气流质量与流苏的乘积),在风机测试条件下,进口气流的动量为零,所以可以计算出在测试条件下,风机的理论推力: 

理论推力=r×Q*V=rQ2/A(N)

r:空气密度(kg/3)

 Q:风量(m3/s)

 A:风机出口面积(m2)

试验台架量测推力T1 一般为理论推力的0.85-1.05倍。取决于流场分布与风机内部及消声器的结构。风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准,但量测推力还不等于风机装在隧道内所能产生的可用推力T,这是因为风机吊装在隧道中时会收到隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响(柯达恩效应),可用推力减少。影响的程度可用系数K1和K2来表示:

 T=T1×K1×K2或者 T1=T(K1*K2)

其中:T:安装在隧道中的射流风机可用推力(N)

T1:试验台架量测推力(N)

 K1:隧道中平均气流速度以及风机出口风速对风机推力的影响系数

K2:风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数

三、全方位综合考虑

1、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=101325Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。  

2、指定状态:指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。 

3、风机流量及流量系数  

流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。  用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。  

流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)  

式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/h

D2:叶轮直径,m  

U2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)  

4、风机全压及全压系数:  

风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF表示,常用单位:Pa

全压系数:ψt=KpPtF/ρU22 

式中, ψt:全压系数  Kp:压缩性修正系数  PtF:风机全压,Pa  ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s

5、风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。常用单位:Pa

6、风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。常用单位:Pa

7、风机全压、静压、动压间的关系:  

风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)  

8、风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m3

9、风机进口处气体的密度计算式: ρ=P/RT  

式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。与气体的种类及气体的组成成份有关。T:进口气体的开氏温度,K。与摄氏温度之间的关系:T=273+t

10、标准状态与指定状态主要参数间换算:  

流量:ρQ=ρ0Q0  

全压:PtF/ρ= PtF0/ρ0  

内功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0 

注:式中带底标“0”的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。  

11、风机比转速计算式: 

Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4 

式中: 

Ns:风机的比转速,重要的设计参数,相似风机的比转速均相同。 

n:风机主轴转速,r/min  

Q0:标准状态下风机进口处的流量,m3/s Kp: 压缩性修正系数  

PtF0: 标准状态下风机全压,Pa  

12、压缩性修正系数的计算式:  

Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1 

式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数,对于空气,K=1.4 

13、风机叶轮直径计算式: 

D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2 

式中:

D2:叶轮外缘直径,m 

n:主轴转速:r/min Kp:压缩性修正系数  

PtF0:标准状态下风机全压,单位:Pa

ρ0:标准状态下风机进口处气体的密度:Kg/m3

ψt:风机的全压系数  

14、管网:是指与风机联接在一起的,气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。  

15、管网阻力的计算式:

Rj=KQ2   

式中

Rj:管网静阻力,Pa 

K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关,确定其值的方法通常采用:计算法,类比法和实际测定法。 

Q:风机的流量,m3/s

16、常见压力单位间的换算关系:  

1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa) 

17、大气压力与海拨高度间近似关系: 

P=101325-(9.4~11.2)H 

式中:

P:大气压力Pa

H:海拨高度:m

 


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