流體力學(xué)結(jié)課論文-離心通風(fēng)機(jī)氣體流動(dòng)的流體力學(xué)分析-文庫吧資料
2025-06-12 03:53本頁面
【正文】 min Q ma x DP0 0PQ Q 圖 2 管網(wǎng)特性曲線及工作點(diǎn) 圖 3 管內(nèi)特性曲線與風(fēng)機(jī)性能曲線 如上所述，噴漆室在使用一段時(shí)間后，由于管網(wǎng)系統(tǒng)中阻力逐漸變大，風(fēng)機(jī)漸漸無法克服系統(tǒng)的壓力損失， 致使抽風(fēng)量逐步降低， 無法將過噴的漆霧及有機(jī)溶劑抽出，造成漆霧外溢到車間里；同時(shí)，噴漆室內(nèi)工件表面附近的空氣中充斥著粒徑大小不等的漆霧顆粒，很多黏在工件表面，影響表面噴涂質(zhì)量。更多情況下，管路特性曲線只取決于管路系統(tǒng)的總阻力和管網(wǎng)排出時(shí)的動(dòng)壓，且 二者均與流量 Q 的平方成正比；管路特性曲線 P 2 = f 2（ Q）和風(fēng)機(jī)的性能曲線 P1＝ f 1（ Q）的交點(diǎn) D 也就是風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1810203040506070809024681012100020213000PQη QNQ經(jīng)濟(jì)使用范圍P/PaNkWη /%Q/10 00m 3 h1 圖 1 風(fēng)機(jī)的特性曲線 抽風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)特性 風(fēng)機(jī)在抽風(fēng)管路系統(tǒng)中工作時(shí)，其風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)不僅取決于風(fēng)機(jī)本身的性能，還與整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的特性有關(guān)（管網(wǎng)特性曲線及工作點(diǎn)見圖 2）。在抽風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)將按其特性曲線上的某一點(diǎn)工作，在此點(diǎn)上，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與系統(tǒng)中的壓力得到平衡，由此也確定了風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。 風(fēng)機(jī)的特性曲線見圖 1。 3 抽風(fēng)系統(tǒng)的管網(wǎng)特性及工作點(diǎn)分析 離心風(fēng)機(jī)特性 離心風(fēng)機(jī)即使在轉(zhuǎn)速相同時(shí)，它所輸送的風(fēng)量也可能各不相同。和 90176。風(fēng)管彎頭的局部阻力系數(shù) ξ 同時(shí)還與彎曲角度成正比，如彎曲角度越大，則阻力系數(shù)越大，一般應(yīng)盡量采用 45176。更有些廠家為降低造價(jià)，多采用 R / D 為 1，這是不可取的。需 要說明的是，這里所指的風(fēng)管彎頭是指的光滑圓風(fēng)管，在制造中，一般都是分成 5段制作，放樣、滾圓，再咬邊或焊接成一個(gè)整體（俗稱蝦米彎），而這樣一個(gè) 90176。的風(fēng)管彎頭其局部阻力系數(shù) ξ 與風(fēng)管彎曲的曲率半徑與與風(fēng)管直徑之比 R / D 成反比， R / D 越大， ξ 值越??；如： R / D 為 1 時(shí)， ξ 為 ， R / D 為2 時(shí)， ξ 為 ， R / D 為 時(shí)， ξ 為 ，當(dāng) R / D 大于 時(shí)，減少效果就不明顯了。目前常見的問題是一些設(shè)計(jì) 人員設(shè)計(jì)時(shí)往往只考慮風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)段的阻力問題，不考慮風(fēng)機(jī)出風(fēng)段的風(fēng)阻，更不考慮室外排風(fēng)管的高度，這是欠妥的。例如，某企業(yè)為外地某廠生產(chǎn)的 2 臺噴漆室，抽風(fēng)效果一直很差，漆霧外溢嚴(yán)重， 2 次更換風(fēng)機(jī)后，仍然無法解決問題，筆者到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)管直徑設(shè)計(jì)太小，風(fēng)管內(nèi)的摩擦阻力和局部阻力都陡然增大，導(dǎo)致抽風(fēng)量嚴(yán)重下降，結(jié)果僅僅更換了大直徑的風(fēng)管就徹底解決了問題。 風(fēng)管直徑大小對風(fēng)速的影響 管內(nèi)空氣流速在 6~14 m/s 為宜，最好不超過 10m/s。例如：為了降低噴漆室的高度，在噴漆室后部頂上，往往是1 個(gè)傘形吸風(fēng)罩和蝶閥、彎頭及風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口直接連接，中間很少有直管過渡，這時(shí)，這一流段的局部阻力就不是幾個(gè)部件的阻力相加那么簡單了。 局部阻力系數(shù) ξ 是針對某一過流斷面平均流速而言的，但是，各種管件的局部阻力損失，不是發(fā)生在流動(dòng)的某一斷面上，而是發(fā)生在一段長度的流段中，如果 2 個(gè)部件相隔太近，那么它們之間就會相互影響 ，這時(shí)流動(dòng)的狀況就復(fù)雜了，就不能用手冊中給定的 ξ 來計(jì)算了。而實(shí)際風(fēng)管系統(tǒng)由于管徑、流速、介質(zhì)、曲率半徑、漸擴(kuò)角等大小不一，一旦有 1 個(gè)參 數(shù)變化，其管路系統(tǒng)中實(shí)際局部阻力也是變化的。 風(fēng)道部件的局部阻力可按下式計(jì)算： 22?????P 式中： Δ P ——風(fēng)管部件的局部阻力， Pa； ξ——局部阻力系數(shù)； ν ——風(fēng)管內(nèi)空氣平均流速， m/s； ρ —— 空氣的密度， kg/m 3 。筆者認(rèn)為，設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)壓選擇不能僅僅放 10％～20％的余量，而是最好增加 80％左右的富余量；要定期清理風(fēng)機(jī)葉輪、蝸殼、風(fēng)管、折流板等抽風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的漆泥，而這是許多廠家不注重的，應(yīng)對操作人員進(jìn)行使用和維護(hù)的培訓(xùn)。 還有一個(gè)很重要的原因是，很多廠家在使用水簾噴漆室時(shí)，不添加或不按時(shí)按量添加漆霧絮凝劑，再就是不定時(shí)打撈漆泥漆渣，水中大量的漆泥隨 著循環(huán)水流掛在折流板、擋水板、渦旋板、風(fēng)管內(nèi)壁上，使得內(nèi)壁絕對粗糙度大幅增加，摩擦阻力也增加了許多倍。 再假設(shè)：風(fēng)管內(nèi)空氣流速不變，仍為 10 m/s，但絕對粗糙度值 K＝ 1 mm，則： 修正系數(shù) β＝（ Kν） ＝（ 110 )＝ （ 2）也就是說，這時(shí)單位長度風(fēng)管內(nèi)的摩擦阻力是原來的 倍。 在計(jì)算這兩類阻力時(shí)，通常是按照層流狀態(tài)來取摩擦阻力系數(shù) λ 的，這時(shí)，沿程的壓力損失與空氣流速的一 次方成正比，當(dāng)流速增大超過臨界流速 Re＝ 2 300 時(shí)，風(fēng)管內(nèi)的空氣流型變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，則管內(nèi)沿程的壓力損失與空氣流速的 ～ 次方成正比，也就是說，沿程阻力增加了近 1 倍。 2 抽風(fēng)系統(tǒng)的流體力學(xué)分析
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