吸尘系统压力损失的计算需综合考虑管道阻力、过滤装置阻力及局部部件影响,以下是具体方法和公式:
一、管道压力损失计算
沿程阻力(摩擦阻力)
使用范宁公式或达西-魏斯巴赫公式:
h_f = f cdot rac{L}{D} cdot rac{v^2}{2g}
h
f
=f⋅
D
L
⋅
2g
v
2
或
Delta P_f = lambda cdot rac{L}{D} cdot rac{ ho cdot v^2}{2}
ΔP
f
=λ⋅
D
L
⋅
2
ρ⋅v
2
ff 或 lambdaλ: 摩擦系数(与雷诺数、管壁粗糙度相关)
LL: 管道长度(m)
DD: 管道内径(m)
vv: 流体流速(m/s)
hoρ: 气体密度(kg/m³)
gg: 重力加速度(9.81 m/s²)
摩擦系数确定:
层流区:lambda = 64/ ext{Re}λ=64/Re
湍流区:使用莫迪图或肖维纳茨公式估算。
局部阻力
局部阻力系数法:
Delta P_j = zeta cdot rac{ ho cdot v^2}{2}
ΔP
j
=ζ⋅
2
ρ⋅v
2
zetaζ: 局部阻力系数(如弯头、阀门等,参考手册或实验数据)。
总压力损失
Delta P_{ ext{总}} = Delta P_f + Delta P_j
ΔP
总
=ΔP
f
+ΔP
j
二、过滤装置压力损失
袋式除尘器
压力损失由三部分组成:
Delta P = Delta P_c + Delta P_f + Delta P_d
ΔP=ΔP
c
+ΔP
f
+ΔP
d
Delta P_cΔP
c
: 设备阻力(200~500 Pa)
Delta P_fΔP
f
: 滤料阻力(50~100 Pa)
Delta P_dΔP
d
: 粉尘层阻力(500~1000 Pa)。
旋风除尘器
压力损失公式:
Delta P = zeta cdot ho cdot v_1^2 / 2
ΔP=ζ⋅ρ⋅v
1
2
/2
zetaζ: 压损系数(与结构参数相关,如进口尺寸、筒体直径)。
三、吸尘系统整体优化
设计原则
缩短管道长度,减少弯头数量,优先选择大直径管道以降低流速。
选择低阻力滤料(如涤纶、玻璃纤维)并定期清灰,避免粉尘层过厚。
实验验证
通过微压计、毕托管等工具实测风速、静压差,验证计算结果。
四、公式应用示例
场景:计算一段长10m、直径0.2m的金属管道(粗糙度ε=0.05mm)中空气(ρ=1.2kg/m³,v=10m/s)的总压力损失。
雷诺数:
ext{Re} = rac{ ho cdot v cdot D}{mu} pprox 2 imes 10^5 quad ( ext{湍流区})
Re=
μ
ρ⋅v⋅D
≈2×10
5
(湍流区)
摩擦系数:
莫迪图查得 lambda pprox 0.025λ≈0.。
沿程损失:
Delta P_f = 0.025 cdot rac{10}{0.2} cdot rac{1.2 cdot 10^2}{2} = 600 ext{ Pa}
ΔP
f
=0.025⋅
0.2
10
⋅
2
1.2⋅10
2
=600 Pa
局部损失(假设含2个90°弯头,zeta=0.75ζ=0.75):
Delta P_j = 0.75 cdot rac{1.2 cdot 10^2}{2} cdot 2 = 90 ext{ Pa}
ΔP
j
=0.75⋅
2
1.2⋅10
2
⋅2=90 Pa
总损失:
Delta P_{ ext{总}} = 600 + 90 = 690 ext{ Pa}
ΔP
总
=600+90=690 Pa
五、注意事项
气体参数:温度、湿度变化会影响密度和黏度,需换算至实际工况1
清灰周期:定期反吹或脉冲清灰可维持滤袋阻力稳定。
通过上述方法,可系统化计算吸尘系统的压力损失,并优化设备选型与布局。