排風系統

在局部排風系統中，為了達到對有害物的捕集效果，要求局部排風系統能按各設備要求的局部排風量排風。而做到這一點的關鍵在於管道系統設計。各設備局部排風量相等時稱為均勻吸風管道系統。考慮到一般情況，各設備的局部排風量不等時稱為定量吸風管道系統。

均勻吸風管道的設計過去採用干管的等速設計法或降速梯形設計法，對定量吸風管道則採用匯流三通的阻力平衡法，這些方法對問題的分析過於粗糙，運行后風量偏差較大，已不適應人們對環境的要求。本文的局部排風系統管道設計方法，對排風管道內氣流的能量關係作了更詳細的分析，並可進行更精確的計算。運行後設備的排風量與設計值偏差很小。現加以介紹，供大家在工程實踐中參考。

局部排風系統的吸風支管一端是機上吸口，另一端在匯流三通處與干管相接，支管氣流與干管氣流在匯流三通處具有公共點稱為兩股氣流的匯合點（如圖1），兩股氣流在匯合點匯合，一般動壓是不等的，但其靜壓相等。干管氣流到達匯合點的靜壓稱為剩餘靜壓，它是匯合點的實際靜壓。吸口與匯合點的靜壓差是支管吸風的動力。對於形狀和尺寸給定的支管，只要吸口狀態和匯流三通匯合點處的靜壓一定，支管的吸風量就一定。支管吸口的狀態以及支管的形狀和尺寸確定之後，根據風量或風速，就可求得支管在匯流三通處的靜壓，稱為該支管的計算靜壓。

各支管的形狀和尺寸以及吸口狀態都相同，如果給定的吸風量也相等，各支管的計算靜壓就相等。如果幹管氣流到達匯合點的剩餘靜壓也相等，那麼各支管的吸風量就相等，這就是所謂的靜壓恆定原理。如果幹管氣流到達匯合點的剩餘靜壓不僅相等，而且等於各支管的計算靜壓，那麼各支管的吸風量不僅相等，而且能按照給定的風量吸風，這就是均勻吸風原理。

就一般情況而言，對於任意形狀和尺寸的支管以及任意給定的風量，只要求出各支管的計算靜壓，並使干管氣流到達匯合點的剩餘靜壓等於該支管的計算靜壓，則該支管就能按給定的風量吸風，這就是定量吸風原理。它對吸風管道的設計更具有普遍意義。

前已述及，干管氣流到達匯流三通匯合點處的剩餘靜壓是該點的實際靜壓。匯流三通處兩股氣流在匯合點匯合，一般動壓是不等的，但其靜壓相等。兩股氣流到達匯合點后相混合，在混合過程中進行能量交換和動量交換，並受到阻力引起機械能損失。機械能損失的多少與實際匯流速度vi以及理論匯流速度Ui都有關係。理論匯流速度是兩股氣流混合時機械能損失最小的匯流速度。設支管和干管連接的傾角為α，對均勻吸風管道，第i個匯流三通的理論匯流速度

最初一根支管與干管連接后稱為肘管。只要列出最初一根支管吸口的斷面與第一個匯流三通匯合點斷面之間的柏努利方程就可求得肘管的剩餘靜壓。

從上面的推導可以看出，理論匯流速度一定時剩餘靜壓僅是實際匯流速度的函數。根據局部排風管道系統的設計原理，列氣流到達匯流三通匯合點的剩餘靜壓等於該支管的計算靜壓的定量吸風方程。通過解方程確定干管實際匯流速度和直徑。或者不斷改變實際匯流速度進行迭代計算，使氣流到達匯合點的剩餘靜壓、逐步逼近該支管的計算靜壓

計算結果：

（1）支管直徑：d=0.141米

（2）干管各段風速、直徑（括弧內為輸入的原始參數）

干管段編號i 直徑Di（m）干管段編號i 速度Vi（m/s）直徑Di（m）

0 0.146 6 11.82 0.434

1 0.220 7 11.76 0.465

2 0.276 8 11.71 0.495

3 0.323 9 11.67 0.522

4 0.364 10 11.64 0.548

5 0.400 11 （14.00） 0.522

管道系統阻力：156Pa

3.2.3 運行結果

（1）吸風量：（抽測6台）

機台編號

1-0

1-1

1-2

1-5

1-9

1-11

平均

吸口風速

0.90

0.758

0.838

0.8975

0.7535

0.815

吸風量M3/h

1192

1004

1110

1189

998

1080

1096

最大不勻率：8.94%

（2）管道系統總阻力：

干管輸送段未端：靜壓：-343Pa，動壓175 Pa，管道系統總阻力168Pa，

輸送管段的動壓取平均吸風量的計算值。

(3)結果分析：

本程序為控制台與台之間的風量偏差，吸風量的絕對值與風機的選擇有關。本系統風量和阻力的測量值均大於設計值，故風機選擇偏大。