【讨论】排烟风机选型方法—正确判断风机风压是否合适
suxin8702
suxin8702 Lv.5
2011年06月05日 11:17:52
来自于通风排烟
只看楼主

个人设计总结,希望大家批评指正,看这样选型正确与否。说明:“本帖的举例是为了探讨风机风压与通风系统阻力的关系。即,如果风机风压不足,然而风量有富余,那么靠H(Pa)=S(s²/m^5)*G(m³/h)来将部分风量转成风压来克服系统阻力。系统虽然损失部分风量来克服风管阻力,但损失部分的风量后能排除的风量仍然满足设计要求,即G实际>G设计。那么代风机选型合适这个是我发帖想和大家探讨的主要问题。”

个人设计总结,希望大家批评指正,看这样选型正确与否。

说明:“本帖的举例是为了探讨风机风压与通风系统阻力的关系。
即,如果风机风压不足,然而风量有富余,那么靠H(Pa)=S(s²/m^5)*G(m³/h)来将部分风量转成风压来克服系统阻力。
系统虽然损失部分风量来克服风管阻力,但损失部分的风量后能排除的风量仍然满足设计要求,即G实际>G设计。那么代风机选型合适
这个是我发帖想和大家探讨的主要问题。”


目前做了一车间的排烟系统,选择一部分作为例子说明风机选型:
单层车间层高12.000,吊顶7.300,丙类车间,A=5670㎡;(附图-1)
按《建筑设计防火规范》需设置机械排烟,且因层高>6.0m,故不划分防烟分区,以车间为一防烟分区。
总排烟量Gz=5670×60=340200m³/h,
1.确定排烟风机风量:
设选12台风机N=12,
单台风机风量设计:G=Gz/N=28350m³/h,对其进行选型修正:*1.1
G'=28350*1.1=31185m³/h——以此来选择风机风量;
初选REF-1000SE,L=32020m³/h,静压:H=150Pa,洞口尺寸:1030×1030
2.校核所选风机余压是否满足要求:
1)设计排烟风管排烟风口并确定系统阻力:见附图-2
a.风口选用双百叶风口,设v=7.0m/s,有效面积系数为α=0.7
设b=1200mm,且G风机=32020m³/h,由:
G/3600=v*A,(A=a*b*10^(-6)),
a=1058mm,所以风口尺寸:a×b=1200×1200;
反推风口风速:v‘=32020/(3600×1.2×1.2×0.7)=8.824<10m/s;
b.同理:推出风管尺寸:1200×600,v风管=12.3m/s<20m/s;
c.计算系统阻力:
双百叶风口:ξ=2.0,v=8.824m/s
风口接风管一次变径:金字塔型变径ξ=0.24,(查实用供热空调设计手册2版上C-7,P1102)
风管接风机洞口一次变径:金字塔型变径ξ=0.25,(风管长约5.0m)
防火阀ξ=0.5,v=8.384m/s接出屋面洞口尺寸1030×1030;(风管总长约1.0m)
利用鸿业水利计算器算得系统阻力:
P=167Pa>选型静压:150Pa;此时校验是否能满足所需风量要求?
由系统管网特性公式:(流体力学泵与风机P314)
P=S*G²
S—管路特性系数s²/m^5;
G—风量m³/h;
P—风压Pa。
求系统管路特性系数S:
P=167Pa,G=32020m³/h,——S=0.162×10^(-6);(系统阀门开度不变S即为恒定的)
再反演算求当系统以150Pa静压,S=0.162×10^(-6)运行时实际能达到的风量G'?。
G'=30429.03m³/h>28350m³/h(即设计风量),(损失部分风量来克服系统阻力)
由此可见此风机选型:32020m³/h;,150Pa;可以满足要求!
PS:由图-3可以看出: 白色线为管网性能曲线,即为H=S*Q²画出的()
运行点 黄色点大于 设计点洋红色,因此,选型时合适的。
具体可以参考30#的理论解释,比较详尽。
最后一份附件附有cad版的风机图,防止传的截图有点看不清楚。

[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-16 13:40 编辑 ]
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suxin8702
2011年06月05日 11:27:02
2楼
观察上图可以发现,选型工况点与实际运行点的静压头基本相同,
但是,风量实际的图上偏小,其损失的风量就是用于转化风压来克服系统阻力,从图的角度可以更清楚的说明问题。

由上图可知风压不足用风量来弥补,其结果是风机功耗更大
理论选型功率:2.8kw
实际运行功率:约2.9kw;
由此可见其选型缺点是功耗更大

又咨询了下前辈:
此种选型的问题是在于选型1.1倍风量其目的在于考虑系统漏风量,而这种靠损失风量来补充风压的选型方法则“吃掉”了考虑漏风的风量,其结果直接导致系统排风量不足。因此不宜采用。
最后,这次的选型风压定为:200Pa,但是如果是出于安全考虑250Pa也未尝不可,毕竟排烟系统风量很大。这个计算也算是为以后的估算打下了基础。


[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-10-4 17:45 编辑 ]
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suxin8702
2011年06月05日 14:53:03
3楼
多谢斑竹,要是这种风速风量下余压取多大合适呢?还是说算出的也是按修正1.1来取,并且往大一号选择?
提出的问题其实就在于如果选型时对风量进行1.1的修正后,那么压力如果略小能否在实际过程中满足需求?
即靠风量弥补风压不足,这种设计方法可行吗?为什么?
毕竟静压风量存在者如此的比例关系。

从理论推导出的结果是满足的,斑竹也说计算从表面上看无太大问题,但是经验上就觉的风压有点小。
对于高速大风量的排烟风机,风压选择很纠结。
好好算觉得会太小,估算又不会。
估算的话,有什么依据?是在计算的基础上加余量10%?
还是说是按风量看有个范围。参考是什么,师傅的经验也罢,参考资料也罢
总之,希望大家参与讨论看看。。。
在此谢过!!!!

[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-5 15:12 编辑 ]
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suxin8702
2011年06月05日 15:20:58
4楼
自己先顶起吧。。。至少今天先别沉下去。。。
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suxin8702
2011年06月05日 20:11:17
5楼
虽然知道这样选择不是正统的选择方法,之前因为临时加入一个项目帮忙,部分设备的型号已经搞定,但是交图后自己总结项目时发现原来同事选的风量偏小,且风压不够,(仍是这个28350m³/h的风量选定是28700m³/h的风机150Pa,且当时的风口较小1200×600并未考虑有效面积系数,结果直接导致风口风速过高,悲剧的发生的开始。。。)反推出来的风量总共会少约3万。
为了尽可能减小变动,我打算考虑在同风压的情况下选大一个风量,就直接导致了我的这种算法。
之前自己的都会是大概算下风阻然后乘个选型系数来弄的。
深入考虑下后觉得这样选也许也是可行的,所以拿出来想和大家探讨下
毕竟不是主流选法所以想和大家探讨看看这样选择设备的缺点是什么?
PS:后来,解决方案是增大风口尺寸,增加考虑有效面积系数0.7,将风口改为1200×1200后,风机型号仍为28700m³/h,150Pa
若改双百叶风口尺寸:1200×1200(已含0.7有效面积):
则,风口风速v=7.9m/s<10m/s,
计算系统风阻:P=134.21Pa,
S=0.162*10^(-6),
P’=150,——G’=30341.363m³/h>28350m³/h;
由此可见,实际运行后风量会超过选型风量。选型是成功的。
原因:由流体体力学泵与风机课本可知,运行后风机的风量处在一个平稳的波动范围内,所以不能说明以28700风量计算出的结果是无效的。


[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-7 20:44 编辑 ]
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kk82521169
2011年06月06日 14:10:31
6楼
a.风口选用双百叶风口,设v=7.0m/s,有效面积系数为α=0.7
设b=1200mm,且G风机=32020m³/h,由:
G/3600=v*A,(A=a*b*10^(-6)),
a=1058mm,所以风口尺寸:a×b=1200×1200;

这块没看明白 G/3600=v*A,(A=a*b*10^(-6)), 就这个公式
我刚入门 别笑话我
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suxin8702
2011年06月06日 14:23:20
7楼
G(m³/h)/3600=v(m/s)*A(㎡),(A=a(mm)*b(mm)*10^(-6)(㎡))
3600是统一单位用的h和s的关系。
是我没写清楚。

[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-6 14:30 编辑 ]
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suxin8702
2011年06月06日 15:09:27
8楼
之前查了下大学课本,发现课本的选型方法是由设计风量计算出系统的阻力,再反推出系统管网特性系数S,然后绘制系统的特性曲线,和风机的性能曲线进行相交,且选择交点应落在风机功率曲线的峰值处为合适。
貌似,这种选法为目前我能找到的最正统的选法了。但是郁闷的是并不是所有的样本都有提供风机的特性曲线的。
在此我只能抛砖引玉了:
之前的选择方法的缺点估计为:(因为我的样本并无特性曲线所以无从考证)
选风压不足的风机,会导致风机不能在最佳的功率工况点工作,短时间也许没问题,但是长时间后会导致风机寿命降低。
但是从另外的一个角度考虑,如果按照1.1富裕量来选择风量与风压,那结果会导致系统运行时风量超过设定值,因为多余的风压会重新转化成风量吹出。即设计之初如果风速选择过高(例以20m/s or 接近临界风速设计),系统运行后由于风量增大,风速会超临界风速要求。这个在排烟系统里会比较突出。所以选择恰当的设计风速也是很重要的。
如有高人,希望指点一二

[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-9 08:35 编辑 ]
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kk82521169
2011年06月06日 17:40:10
9楼
你这算的够详细了 设计院都是估算
你这风速太高 我没接触过
一般空调 我们都按每米5-7Pa 估计出来的
我看你这直管段也不长 150Pa 也差不多
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suxin8702
2011年06月06日 20:20:02
10楼
首先,谢谢您的热心。设计院也不都是估算的,只能说是老人们长时间不算了凭经验会多些,有时候吃不准时也会把这类计算都会推到我们这些新人身上。
当然你说的中小型的空调系统可以估算那个数值估算,干管最高风速一般不高于7~8m/s 误差不会太大。
之前说过,这个是套排烟系统,对于排烟系统有必要进行相对详细的计算。因为支干管的风速都不会低于10m/s的,有时设计不合适会造成局部阻力过高。
个人感觉这种高速大风量的排烟风管还是进行适当计算比较好,经验诚然值得尊敬,但是做设计还是要用数据说话的。
现在个人感觉我的这个算法应该归于验算中去,即按之前的选型计算,如果感觉估算的不妥可以反推验算。

[ 本帖最后由 suxin8702 于 2011-6-6 20:44 编辑 ]
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zln186
2011年06月07日 10:56:55
11楼
排烟和排风一般都用单层的百叶风口吧,减少阻力。
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