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風(fēng)機的壓力是通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計、運行和優(yōu)化的核心參數(shù),直接影響系統(tǒng)效率、能耗和設(shè)備的選型等。風(fēng)機的壓力包括動壓、靜壓、全壓幾個概念,搞清楚這個幾個壓力的概念以及如何測量這些壓力對風(fēng)機的設(shè)計、選型和應(yīng)用都有十分重要的作用。 風(fēng)機的動壓: 氣體流動需要動能,把該動能轉(zhuǎn)化為壓力的形式即為動壓,通常用Pd來表示。由氣流速度產(chǎn)生,計算公式為: 其中: ρ:空氣密度(kg/m3), v:氣流速度(m/s)。 動壓反映氣流攜帶的動能,可用于推動氣體流動。動壓與氣流速度有關(guān),速度越高,動壓越大。在風(fēng)機出口處動壓較高,在管道中會因沿程阻力而降低。 動壓可以用皮托管和差壓計來測量,皮托管實際測出的是全壓與靜壓的差值。 測量動壓的時候,要按照GB/T1036或者GB/T10178來進行,對于圓形截面的風(fēng)道,測點位置見下圖,并注意下面的要求: 測試點不得少于24點; 測試點應(yīng)分布在至少3條直徑上,且各半徑上分布不得少于3個測試點 風(fēng)機的靜壓: 風(fēng)機靜壓是指氣體對平行于氣流的物體表面作用的壓力, 通常用PS來表示,靜壓是用來克服系統(tǒng)阻力的壓力。 靜壓與與氣流速度無關(guān),主要取決于系統(tǒng)阻力。靜壓可以是正值,也可以是負(fù)值,比如在風(fēng)機進口處可能為負(fù)壓,出口處為正壓。 靜壓是通過垂直于表面的孔測量出來的,測量孔的位置通常按照GB/T1236或者GB/T10178來進行,見下面的示意圖。測量點到風(fēng)機入口截面的距離至少為風(fēng)道直徑的1.5倍,到風(fēng)機出口截面的距離至少為風(fēng)道直徑的5倍。 靜壓測量的時候,測壓管需要與管壁垂直,見下圖: 靜壓測量根據(jù)壓力的大小,可以采用微壓計、皮托管或者U型管。 風(fēng)機的靜壓升是指風(fēng)機出口的靜壓減去風(fēng)機入口的靜壓: ΔPS=PS2-PS1 風(fēng)機的全壓: 風(fēng)機的全壓為動壓與靜壓之和,通常用Pt來表示。 Pt=PS+ Pd 全壓代表氣流的總機械能,或者是風(fēng)機提供的總能量,用于維持氣流運動和克服阻力。在風(fēng)機性能曲線上通常以全壓表示風(fēng)機的揚程能力。 風(fēng)機的全壓升是指風(fēng)機出口的全壓與進口的全壓之: ΔPt=Pt2-Pt1 動壓、靜壓和全壓三者的關(guān)系: 能量守恒關(guān)系: 風(fēng)機的全壓等于動壓與靜壓之和,靜壓用于克服系統(tǒng)阻力,動壓用于維持氣流速度。 系統(tǒng)運行時的變化: 由于摩擦損失,氣流流動時,部分動能轉(zhuǎn)化為熱能,導(dǎo)致動壓降低,靜壓可能略有下降。 若管道變徑,比如擴管,流速降低,動壓減小,部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓。 動壓與靜壓的相互轉(zhuǎn)化: 根據(jù)伯努利方程,在變截面風(fēng)道中: 若風(fēng)道截面積變小:流速增加,動壓增大,靜壓降低。 若風(fēng)道截面積變大:流速降低,動壓減小,靜壓升高。 在設(shè)計風(fēng)機系統(tǒng)的時候,要進行系統(tǒng)優(yōu),合理平衡動壓和靜壓,減少不必要的能量損失,如采用變徑管道、優(yōu)化彎頭設(shè)計,增加導(dǎo)流板等。 要充分理解動壓、靜壓、全壓三者的關(guān)系,有助于正確選擇風(fēng)機、優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng),并提高能效。 |