排烟风机阻力

2025-05-11 13:31:462.8k 次阅读

排烟风机在运行过程中需要克服系统阻力，以确保足够的排烟量和压力。阻力计算和影响因素是系统设计的关键部分，以下是详细的解析：

一、排烟系统的主要阻力来源

管道摩擦阻力
- 与管道材质、内壁粗糙度、长度、风速有关。
- 计算公式（达西-魏斯巴赫公式）：
  [ \Delta P_f = \lambda \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho v^2}{2} ]
  - (\lambda)：摩擦系数（与雷诺数和管壁粗糙度相关）；
  - (L)：管道长度（m）；
  - (D)：管道直径（m）；
  - (\rho)：烟气密度（kg/m³）；
  - (v)：风速（m/s）。
局部阻力（配件阻力）
- 由弯头、三通、阀门、变径管等部件产生。
- 计算公式：
  [ \Delta P_j = \xi \cdot \frac{\rho v^2}{2} ]
  - (\xi)：局部阻力系数（查表获得，如90°弯头(\xi \approx 0.2-1.5)）。
其他阻力
- 防火阀：开启状态阻力通常为20~50Pa；
- 排烟口：阻力约10~30Pa；
- 空气密度修正：高温烟气密度较低，需按实际温度修正。

确定设计参数
- 排烟量（如每小时6000m³）；
- 管道尺寸（如直径400mm）；
- 烟气温度（通常按280℃计算，密度(\rho \approx 0.65\ \text{kg/m}^3)）。
计算总阻力
- 分段计算摩擦阻力和局部阻力，逐项累加；
- 示例：若管道长50m，含5个弯头（(\xi=0.5)），风速10m/s：
  - 摩擦阻力：(\Delta P_f \approx 150\ \text{Pa})（假设(\lambda=0.02)）；
  - 局部阻力：(\Delta P_j = 5 \times 0.5 \times \frac{0.65 \times 10^2}{2} \approx 81\ \text{Pa})；
  - 总阻力：(150 + 81 + 30\ \text{（阀门）} \approx 261\ \text{Pa})。
风机选型压力
- 需在总阻力基础上增加10%~20%安全余量：
  [ P_{\text{风机}} = 261 \times 1.2 \approx 313\ \text{Pa} ]

管道设计
- 减少弯头数量，优先采用45°弯头替代90°弯头；
- 避免突然变径，使用渐扩/渐缩管；
- 控制风速在合理范围（金属管道≤20m/s，非金属≤15m/s）。
设备选择
- 选用低阻力防火阀和排烟口；
- 定期清洁管道，避免积灰增加粗糙度。
系统校验
- 通过流体仿真软件（如CFD）模拟阻力分布；
- 实际调试时测量风机进出口压差，验证设计。

问题1：高温下风机压力是否不足？
- 需确认风机标定压力是否为常温数据，高温时需换算（(P{\text{高温}} = P{\text{标定}} \times \frac{\rho{\text{高温}}}{\rho{\text{常温}}})）。
问题2：并联风机阻力如何计算？
- 并联时总流量叠加，但阻力按单台风机最大能力校核。

通过系统阻力计算和优化，可确保排烟风机高效运行，满足消防规范要求（如GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》）。实际工程中建议由专业工程师进行详细设计。