主要内容： 管道系统压力损失计算 管道系统布置及部件 管道保温、防腐和防爆,第5章 净化系统管道设计,一、管道系统压力损失计算,（一）管道内气体流动的压力损失 摩擦压力损失和局部压力损失 摩擦压力损失（沿程压力损失）是由于气体本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的压力损失 局部压力损失是由于气体流经管道系统中某些局部构件时，由于流速大小和方向改变形成涡流而产生的压力损失 二者之和即为管道的总压力损失一）管道内气体流动的压力损失,摩擦压力损失 Rm--比压损，Pa／m； l—直管段长度，m； λ—摩擦压损系数，是Re和管道相对粗糙度（K/d)的函数； v—管道内气体的平均流速，m/s； ρ—管道内气体的密度，kg/m3 Rs--水力半径，m（流体流经管道的截面积A 与管道湿周X之比，即： Rs=A/X）,（一）管道内气体流动的压力损失,局部压力损失 局部阻力主要可分为两类： ①流量不改变时产生的局部阻力，如空气通过弯头、渐扩管、渐缩管等； ②流量改变时所产生的局部阻力，如空气通过三通等。
在计算通风管道时，局部阻力的计算是非常重要的一部分因为在大多数情况下，克服局部阻力而损失的能量要比克服摩擦阻力而损失的能量大得多所以，在制作管件时，如何采取措施减少局部阻力是必须重视的问题一）管道内气体流动的压力损失,空气流动总阻力,（一）管道内气体流动的压力损失,,（一）管道内气体流动的压力损失,管道系统的总压力损失等于各串连部分压力损失之和 风机的全压等于管道系统的总压力损失（包括出口处的动压） 风机吸入段的全压和静压均为负值如吸入段管道发生损坏，会使管道外的气体渗入管道内 风机压出段的全压和静压一般均为正值若压出段管道发生损坏，会使管道内的气体逸出图中断面6出现负压是一个特例，在过程中如果没有特殊需要，应尽量加以避免 当管道的断面增大时，气体的流速会减少，这时气体的动压会转换为静压，反之亦然二）管道系统的设计计算,在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各排风点的位置和排风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等 设计计算的目的是确定各管段的管径(或断面尺寸)和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，为风机选择和绘制施工图提供依据二）管道系统的设计计算,（1）确定各抽风点位置和风量、净化装置、风机和其他部件的型号规格、风管材料等。
（2）绘制通风系统平面图、高程图和轴侧图，对各管段进行编号，标注各管段的长度和风量 以风量和风速不变的风管为一管段一般从距风机最远的一段开始，由远而近顺序编号管段长度按两个管件中心线的长度计算，不扣除管件(如弯头、三通)本身的长度二）管道系统的设计计算,（3）选择合理的空气流速 风管内的风速对系统的经济性有较大影响 流速高、风管断面小、材料消耗少、建造费用低；但是，系统阻力增大，动力消耗增加，有时还可能加速管道的磨损 流速低、阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用增加 对除尘系统，流速过低会造成粉尘沉积，堵塞管道 因此必须进行全面的技术经济比较，确定适当的经济流速根据经验，对于一般的工业通风系统，其风速可按表5—1确定对于除尘系统，防止粉尘在管道内沉积所需的最低风速可按表5—2确定对于除尘器后的风管，风速可适当减小二）管道系统的设计计算,（二）管道系统的设计计算,（二）管道系统的设计计算,(4)根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的管径(或断面尺寸)，计算各管段的摩擦阻力和局部阻力阻力计算应从最不利的环路(即距风机最远的排风点)开始 对于袋式除尘器和电除尘器后的风管，应把除尘器的偏风量及反吹风量计入。
除尘器的漏风率见有关的产品说明书，袋式除尘器的偏风率一般为5％～10％ 对于除尘管道，为防止积尘堵塞，管径不得小于下列数值: 输送细粉尘（筛分和研磨的细粉），d80mm; 输送较粗粉尘（木屑），d100mm; 输送粗粉尘（有小块物），d130mm 确定管道断面尺寸时，尽量采用全国通用通风管道的统一规格，以利于工业化加工制作二）管道系统的设计计算,(5)风管断面尺寸确定后，按管内实际流速计算压损压损计算应从最不利环路（压损最大的）开始 (6)对并联管路进行阻力平衡一般的通风系统要求两支管的阻力差不超过15％，除尘系统要求两支管的阻力差不超过10％，以保证各支管的风量达到设计要求 当并联支管的阻力差超过上述规定时，可用下述方法进行阻力平衡 调整支管管径 增大排放量 增加支管阻力,,,（二）管道系统的设计计算,①调整支管管径这种方法是通过改变管径，即改变支管的阻力，达到阻力平衡的调整后的管径按下式计算 D′——调整后的管径，m； D——原设计的管径，m； △p——原设计的支管阻力，Pa； △p′——为了平衡阻力，要求达到的支管阻力，Pa 采用本法时不宜改变三通支管的管径，可在三通支管上增设一节渐扩(缩)管，以免引起三通支管和直管局部阻力的变化。
二）管道系统的设计计算,②增大排风量当支管的阻力相差不大时(例如在20％以内)，可以不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大，以达到阻力平衡增大的排风量按下式计算 Q′=Q（△p′/△p)0.5 ③增加支管阻力阀门调节是最常用的一种增加局部阻力的方法，它是通过改变阀门的开度，来调节管道阻力的 应当指出，这种方法虽然简单易行，不需严格计算，但是改变某一支管上的阀门位置，会影响整个系统的压力分布要经过反复调节，才能使各支管的风量分配达到设计要求 对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管道堵塞二）管道系统的设计计算,（7）计算管道系统的总压力损失 （8）根据系统的总风量、总压损选择通风机和电动机 通风机的风量按下式计算： Q0=（1+K1）Q （m3/h) K1—考虑系统漏风所附加的安全系数一般管道取K=0.1；除尘管道取 通风机的分压按下式计算： △p—管道计算的总压力损失； K2—考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数一般管道取K=0.1～0.15，除尘管道取K=0.1～0.15 ρ0，p0，T0—通风机性能表中给出的标定状态的空气密度、压力、温度 ρ，p，T—运行工况下进入风机时的气体密度、压力和温度。
二）管道系统的设计计算,计算出分解的总风量Q0和风压△p0后，即可按照通风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需通风机的型号规格 所需电动机的功率Ne可按下式计算： K—电动机备用系数对于通风机，电机功率为2～5kW时取1.2，大于5kW时取1.5；对于引风机取1.3； η1—通风机全压效率，可由通风机样本中查得，一般为0.5 ～0.7； η2—机械传动效率，对于直连传动为1，联轴器传动为0.98，皮带传动为0.95风机的选型与使用,风机的分类 按风机的作用原理分类：离心式，轴流式，贯流式离心分前向、后向、径向 前向：压力系数高、效率低 后向：效率高、压力系数低 径向：不宜黏附粉尘 按风机的用途分类 ：一般用途，排尘风机 ，防爆风机 ，防腐风机 ，消防用排烟风机，屋顶风机，高温风机,风机的选型与使用,风机的性能参数：样本和产品铭牌上通常标出的性能参数是风机在标定状态下得出的数据 对于通风机，是按大气压力101.325kPa，空气温度t=20℃，空气密度为1.2kg/m3 ； 对于电站锅炉引风机，大气压力101.325kPa ，空气温度 t=140℃ ，空气密度为 0.85kg/m3 ； 对于工业锅炉引风机，大气压力B=101.325kPa ，空气温度t=200℃ ，空气密度为 0.745kg/m3 。
当使用条件与标定条件不同时，应对各性能参数进行修正在选择风机时，应注意风机性能参数的标定状态风机的选型原则,了解国内风机的生产和产品质量情况，如风机品种、规格和特殊用途，以及产品质量、后续服务等情况综合考察 根据输送气体性质不同，选择不同用途的风机如输送易燃易爆气体的应选防爆型风机；输送煤粉的应选择煤粉风机；输送有腐蚀性气体的应选择防腐风机；在高温场合工作或输送高温气体的应选择高温风机；输送浓度较大的含尘气体应选用排尘风机等 在风机样本给出的标定条件下，根据样本参数选择风机型号风机选择应使工作点处在高效率区域，即不应低于风机最高效率的90％同时还要注意风机工作的稳定性当出现有两种以上的风机可供选择时，应优先考虑效率较高、机号较小、调节范围较大的一种风机的选型原则,当风机配用的电机功率≤75kW时，可不设预启动装置当排送高温烟气或空气而选择离心锅炉引风机时，应设预启动装置及调节装置，以防冷态运转时造成过载 对有消声要求的通风系统，应首先考虑低噪声风机，例如效率高、叶轮圆周速度低的风机，且使其在最高效率点工作；还要采取相应的消声措施，如装设专用消声设备风机和电机的减震措施，一般可采用减震基础，如弹簧减震器或橡胶减震器等。
在选择风机时，应尽量避免采用风机并联或串联工作当风机联合工作时，应尽可能选择同型号同规格的风机并联或串联工作；当采用串联时，第一级风机到第二级风机之间应有一定的管路联结二、管道系统布置及部件,（一）管道系统布置 管道系统的划分 可采用统一系统：同一生产线上同时产生的污染物便于统一集中回收处理的；污染物性质相同的；污染物性质不同，但生产设备同时运转且相对集中，并且允许不同污染物混合或污染物无回收价值的 不可采用统一系统：污染物混合后会引起燃烧或爆炸危险，或形成毒性更大的污染物的；污染气流混合后会引起管道内结露和堵塞的；因粉尘或气体性质不同，会影响回收或净化效率的；排风量大的收集点位于风机附近，不宜与远处风量小的收集点合为一个系统的；生产设备操作制度不一致情况不宜合为一个系统一）管道系统布置,管网配置 管网配置的一个重要问题是要实现各支管间的压力平衡，以保证各吸气点达到设计风量，实现控制污染物扩散的效果 为保证多分支管系统管网中各支管间压力平衡，常用的管网布置有以下三种方式： 干管配管方式特点：管网布置紧凑，占地少，投资省，施工方便，应用较广泛但各支管间压力计算繁琐，增加设计的工作量 个别配管方式。
吸尘（气）点多的管网系统，可采用大断面的集合管连接各分支管，集合管内流速度不宜超过3—6m/s对于除尘系统，集合管还能起初净化作用，但管底应设清除积灰的装置 环状配管方式（对称性管网布置方式）对于支管多喝复杂管网系统，支管间压力易于平衡，但会带来管路较长、系统阻力增加等问题管道布置的一般原则,管道敷设分明装和暗设，应尽量明装，以便检修； 管道应尽量集中成列，平行敷设，尽量沿墙或柱敷设； 管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应留有足够距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求一般间距不应小于100～150mm，管道通过人行横道时，与地面净距不得小于2m，横过公路时不应小于4.5m，横过铁路时于轨面净距不得小于6m； 对于给水和供汽管道，水平敷设时应有一定的坡度，以便于放气、放水、疏水和防止积尘； 捕集含有剧毒、易燃、易爆物质的管道系统，其正压段一般不应穿过其他房间穿过其他房间时，该段管道上不易设法兰或阀门除尘管道布置原则,除尘管道布置除应遵守以上原则外，还应满足以下要求： 管道力求顺直，保证气流通畅 当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积尘；对易产生积灰的管道，必须设置清灰孔 为减轻风机磨损，特别当气体含尘浓度较高时（3g/m3)，应将净化装置设在风机的吸入段。
分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入 三通管的夹角一般不大于30℃ 当有几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面上 输送气体中含磨蚀性强的粉尘时，在局部压力损失较大的地方应采用防磨措施，并在设计中考虑到管件的检修方便高温烟气管道的设计,管道布置应力求平直畅通、管道短、附件少。