負壓風機機殼管路中流量和壓降圖解分析T35-11型軸流通風機性能表

摘要：通過對幾個典型的風機與風管組合的管路工程的分體質與論述，闡明了管路中流量一壓降關系圖解分析模式。

關鍵詞：管路流量；管路壓降；管路性能曲；圖解

在管路設計中，需要進行管路中流體流量和壓降分析與計算。眾所周知，管路中流量和壓降，既與管路自身的性能曲線有關，又與流體輸送機械（泵、風機）的性能曲線有關。兩條性能曲線的交點，是管路工程運行的工況點，而工況點參數：流量、壓頭（或風壓），便是管路中流體的流量和壓降。當管路或輸送機械進行并聯、串聯或并串聯組合時，管路中流量和壓降都會發生變化。如果在流量-壓降坐標圖上同時標繪出輸送機械性能曲線和并聯、串聯及并串聯管路的性能曲線，與解析法相比，能更清楚地反映出管路中流量和壓降的變化情況。即在這種圖上，不但可進行流量、壓降的圖解計算，而且便于圖示分析。由此可加深我們對管路中流量、壓降之間相互關系的認識和理解，本文以風管為研究對象，通過幾個曲型的風機風管的組合工程，來闡述管路中流量和壓降圖解分析模式。
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管路中流量與阻力關系，當不考慮流體密度變化時，可由范寧（Fanning ）公式求得：

△pf =(λL/d+∑ζ)u2/ρ (1)

因為u = Q/π/4d2

所以△pf =(λL/d+∑ζ)ρ/2(4/πd2)2Q2

上式可寫成△pf =kQ 2 (2)

式（2）中k稱管路（段）阻力系數。

在工程上常見的流體流速范圍內，磨擦系數λ值變化很小，λ近似等于常數。當管路及輸送的流體一定時，L，d, ∑ζ, ρ均為定值，故k等于常數，且可算出。因此，式（2）為二次拋物線方程。
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因為風管兩端均通大氣，當位差不大忽略時，風管的阻力即為風管的壓降，也等于風機的風壓，所以式（2）為

△p=kQ 2 (3)

式（3）為風管性能曲線或阻力曲線方程。

1、串聯風管

圖1為兩管段串聯風管，每段風管阻力系數分別為k1，k2。串聯管路中流量Q為常數。

因為△p1=k1Q12；△p2=k2Q22，所以

△p=△p1+△p2=( k1+ k2) Q2= k Q2 (4)

串聯管路性能曲線可由式（4）繪出：也可在Q －△p圖上將k1，k2風管性能曲線的

縱坐標在同一Q下相加作圖獲得。圖2繪出了風機、每段風管及串聯風管性能曲線。

由圖2可看出，若k1，k2段風管單獨與風機相連組成管路體系，則其流量和壓降分別為Qs1, △ps1和Qs2,，△ps2。

串聯后各段風管流量和壓降：k1段風管為Q，△p1；k2段風管為Q, △p2。

由圖2可知，△p1<△ps1，Q< Qs1；△p2 <△ps1，Q< Qs1。故串聯風管中各風管的流量和壓降小于該風管單獨與風機相連時的流量和壓降。這是因為串聯后k= k1+ k2。管路的性能曲線變陡。當串聯的管段無窮多時。k= k1+ k2+……k∞=∞ , 此時串聯后的管路性能曲線與縱坐標重合，風機性能曲線與縱坐標的交點即為工況點，管路中流量為0。當風機出口管路閥門緊閉時，相當于這種情況。

2、并聯風管
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圖3為兩管段并聯風管，各并聯支管段阻力系數分別為k1，k2。因為并聯后的管路支管壓降相等，總管流量為各支管流量這和，故有

△p=△p1=△p2
△p1= k1 Q12
△p2= k2 Q22
△p= k Q2 Q = Q1+ Q2

由上可得1/√k=1/√k1+1/√k2

因此，并聯管路阻力系數k小于支管的k1及k2的任何一個，故并聯管路性能曲線趨于平坦。并聯風管性能曲線可按性能曲線方程繪制，也可按同一壓降下將k1，k2的性能曲線橫坐標相加作圖獲得(圖4)。由圖4看出，各支管單獨與風機相連組成管路體系時，流量和壓降分別為Qs1，△ps1和Qs2，△ps2。并聯后各支管的流量和壓降分別為Q1，△p和Q2，△p。
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Q1　
Q2< Qs2 △p<△ps2

故并聯后各支管的流量和壓降小于各支管單獨與風機相連時的流量和壓降。

當并聯的支管數無窮多時，并聯后的阻力系數趨于0：

1/√k=1/√k1+1/√k2+…+1/√k∞　　　k→0

此時管路的性能曲線與橫坐標重合，風機性能

曲線與橫坐標交點即為工況點，管路壓降為0，流量最大。當風機沒有裝管路運行時，可看出這種情況。
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3、復合風管

復合風管為并、串聯組合的風管。圖5為一種型式復合風管，對于該風管，可先繪出兩支管并聯的性能曲線。
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△p12= k12 Q212

1/√k12=1/√k1+1/√k2

然后將柴并聯曲線與k 3風管性能曲線串聯，得復合風管性能曲線，其方程△p= k Q2　k= k12+ k3

k曲線與風機性能曲線交點A，即為工況點。由圖6可看出，△ps1>△p12 △ps2 >△p12 △ps3>△p3

Qs1> Q1 Qs2> Q2 Qs3> Q

故復合風管中各風管中的流量和壓降小于該風管單獨在同一風機中的流量和壓降。
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圖7為有旁通回路的復合風管。在這種風管內，一部分氣流通過阻力系數k2的旁通閥吸入風機中。在繪制k2風管性能曲線時，這部分回流的風量為負值，應繪在第二象限內。因為k2段風管與風機F是并聯的，故需將風機F的性能曲線與k2段風管性能曲線并聯組合，得一條F’曲線（圖8），可將F’曲線看成特殊風機性能曲線，這個特殊風機裝在k1與k3阻力段之間運行，因此，F’曲線與k=k1+k3阻力曲線的交點A，便是這個有旁通回路風管裝置運行的工況點，其縱坐標△p是圖7中a,b兩端壓差，為該特殊風機風壓，這個風壓用于克服k1及k3段風管阻力，故△p=△p1+△p3。因為風機F在特殊風機中是并聯的，故△p也是F風機的風壓。過A作一條水平線交k2曲線于B，交F曲線于C。B點風量QB為經旁通閥回流的風量；C點是風機實際運行的工況點，QC=QA+QB當旁通閥關小時，k2曲線變陡，靠向縱坐標，F’曲線隨之變動，故工

T35-11型軸流通風機性能表 　

機號葉輪
直徑mm葉輪
周速m/s主軸
轉速rpm葉片角
度deg風量m3/h全壓mmHg全壓
效率需用軸
功率kw采用軸
功率kw配用電機型號功率kw2.828042.5290015164915.50.870.0800.092YSF-56220..20.880.1150.133YSF-56320..70.8950.1450.166YSF-56320..00.880.1720.197YSF-56320..70.860.2400.276YSF-63220.25021.31450158263.90.870.0100.012YSF-50140..40.880.0150.017YSF-50140..50.8950.0180.021YSF-50140..90.880.0220.026YSF-50240..10.860.0310.036YSF-50240.0403.1531547.8290015233919.60.870.1440.166YSF-63120..80.880.2700.238YSF-63220.25025381022.40.8950.2590.298YSF-63320.37030414124.20.880.3090.355YSF-63220.37035454530.00.860.4300.495YSF-71220.55023.914501511694.90.870.0180.021YSF-50140..40.880.0260.030YSF-50240..60.8950.0320.037YSF-50240..00.880.0390.045YSF-56140..50.860.0530.061YSF-56240.0903.5535553.9290015336724.60.870.2610.300YSF-71120.37020442627.70.880.3790.436YSF-71220.55025548428.40.8950.4730.544YSF-71220.55030596530.60.880.5640.649YSF-71320.75035654238.00.860.787

0.905

YSF-80221.127..20.870.0330.038YSF-50240..90.880.0470.054YSF-56140..10.8950.0590.068YSF-56240..60.880.0700.081YSF-56240..50.860.0980.113YSF-63140.120440060.7290015480631.60.870.4750.546YSF-71220.55020631635.20.880.6880.791YSF-80221.125782636.10.8950.8590.988YSF-80221.130851338.80.881.0211.175YSF-80221.135933648.30.861.4271.641YT90S-21.530.414501524067.90.870.0590.068YSF-56240..80.880.0860.099YSF-63140.1202539209.00.8950.070.123YSF-63140.1203042639.70.880.1280.147YSF-63240.8035467612.10.860.1790.206YSF-71140.2504.545034.2145015342710.00.870.1070.123YSF-63140..20.880.1560.179YSF-63240..50.8950.1950.224YSF-71140.25030607012.30.880.2310.266YSF-71240.37035665815.30.860.3220.370YSF-71240.370550038.0145015470012.40.870.1820.210YSF-71140.25020617813.80.880.2640.303YSF-71240.37025765514.10.895

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