在進行通風管道系統(tǒng)設計計算前，必須首先確定各送（排）風點的位置和送（排）風量、管道系統(tǒng)和凈化設備的布置、風管材料等。除塵工程設計計算的目的是，確定各管段的管徑（或斷面尺寸）和壓力損失，保證系統(tǒng)達到要求的風量分配，并為風機選擇和繪制施工圖提供依據(jù)。

進行通風管道系統(tǒng)設計計算的方法有很多，如等壓損法、假定流速法和當量壓損法等。在一般的通風系統(tǒng)中用的最普遍的是等壓損法和假定流速法。

等壓損法是以單位長度風管有相等的壓力損失為前提的。在已知總作用壓力的情況下，將總壓力按風管長度平均分配給風管各部分，再根據(jù)各部分的風量和分配到的作用壓力確定風管尺寸。對于大的通風系統(tǒng)，可利用等壓損法進行支管的壓力平衡。

假定流速法是以風管內空氣流速作為控制指標，計算出風管的斷面尺寸和壓力損失，再對各環(huán)路的壓力損失進行調整，達到平衡。這是目前最常用的計算方法。

一、通風管道系統(tǒng)的設計計算步驟

1．繪制通風系統(tǒng)軸側圖（如圖1），對各管段進行編號，標注各管段的長度和風量。以風量和風速不變的風管為一管段。一般從距風機最遠的一段開始，由遠而近順序編號。管段長度按兩個管件中心線長度計算，不扣除管件（如彎頭、三通）本身的長度。

2．選擇合理的空氣流速。風管內的風速對系統(tǒng)的經(jīng)濟性有較大影響。流速高、風管斷面小，材料消耗少，建造費用小；但是，系統(tǒng)壓力損失增大，動力消耗增加，有時還可能加速管道的磨損。流速低，壓力損失小，動力消耗少；但是風管斷面大，材料和建造費用增加。對除塵系統(tǒng)，流速過低會造成粉塵沉積，堵塞管道。因此必須進行全面的技術經(jīng)濟比較，確定適當?shù)慕?jīng)濟流速。根據(jù)經(jīng)驗，對于一般的通風系統(tǒng)，其風速可按表1確定。對于除塵系統(tǒng)，防止粉塵在管道內沉積所需的最低風速可按表2確定。對于除塵器后的風管，風速可適當減小。

3．根據(jù)各管段的風量和流速確定各管段的管徑（或斷面尺寸），計算各管段的磨擦和局部壓力損失。

確定管徑時，應盡可能采用《通風設計手冊》中表6-2表6-3中所列的通風管道統(tǒng)一規(guī)格，以利于工業(yè)化加工制作。

壓力損失計算應從最不利的環(huán)路（即距風機最遠的排風點）開始。

對于袋式除塵器和電除塵器后的風管，應把除塵器的漏風量及反吹風量計入。除塵器的漏風率見有關產(chǎn)品說明書，袋式除塵器的漏風率一般為5%左右。

4．對關聯(lián)管路進行壓力平衡計算。一般的通風系統(tǒng)要求兩支管的壓損差不超過15%，除塵系統(tǒng)要求兩支管的壓損差不超過10%，以保證各支管的風量達到設計要求。

當并聯(lián)支管的壓損差超過上述規(guī)定時，可用下述方法進行壓力平衡。

（1）調整支管管徑

這種方法是通過改變管徑，即改變支管的壓力損失，達到壓力平衡。調整后的管徑按下式計算：

D′=D（ΔP/ΔP′）0.225

式中:D′---調整后的管徑,  m；

D     ---   原設計的管徑,   m；

ΔP    ---   原設計的支管壓力損失，Pa；

ΔP′---為了壓力平衡，要求達到的支管壓力損失，Pa；

應當指出，采用本方法時不宜改變三通支管的管徑，可在三通支管上增設一節(jié)漸擴（縮）管，以免引起三通支管和直管局部壓力損失的變化。

（2）增大排風量

當兩支管的壓力損失相差不大時（例如在20%以內）可以不改變管徑，將壓力損失小的那段支管的流量適當增大，以達到壓力平衡。增大的排風量按下式計算：

L′=L（ΔP′/ΔP）0.5

式中:L′---調整后的排風量, m3/h；

L     ---   原設計的排風量, m3/h；

ΔP     ---   原設計的支管壓力損失，Pa；

ΔP′---為了壓力平衡，要求達到的支管壓力損失，Pa；

(3)增加支管壓力損失

閥門調節(jié)是最常用的一種增加局部壓力損失的方法，它是通過改變閥門的開度，來調節(jié)管道壓力損失的。應當指出，這種方法雖然簡單易行，不需嚴格計算，但是改變某一支管上的閥門位置，會影響整個系統(tǒng)的壓力分布。要經(jīng)過反復調節(jié)，才能使各支管的風量分配達到設計要求。對于除塵系統(tǒng)還要防止在閥門附近積塵，引起管道堵塞。

5．計算系統(tǒng)總壓力損失

6．根據(jù)系統(tǒng)總壓力損失和總風量選擇風機。

【例1】有一通風除塵系統(tǒng)如圖1所示，風管全部用鋼板制作，管內輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。各排風點的排風量和各管段的長度如圖1所示。該系統(tǒng)采用袋式除塵器進行排氣凈化，除塵器壓力損失ΔP=1200Pa。對該系統(tǒng)進行設計計算。

【解】首先對各管段進行編號。查除塵器樣本，除塵器的反吹風量為1740 m3/h，除塵器漏風率按10%考慮。因此管段6和7的風量。

L6=L7（800+1500+4000）×1.1+1740=8670 m3/h

查表6-10對于輕礦物粉塵，垂直管的最低風速v=12m/s,水平管的最低風速v=14m/s。

計算各管段的局部阻力系數(shù)：

管段1設備密閉罩ζ=1.0

支流三通(θ =30?)          ζ=0.18

Σζ=1+0.2+0.18=1.38

管段5  除塵器入口處變徑管的局部壓力損失忽略不計  ζ= 0

管段6  除塵器出口漸縮管（а=20?)

ζ=0.1

90?彎頭(R=1.5D)   2個ζ=0.2×2=0.4

風機入口處變徑管的局部壓力損失忽略不計  ζ= 0

Σζ=0.1+0.4=0.5

管段7  風機出口   ζ=0.1（估算）

傘形風帽 (EQ \F(h, D0)=0.4) ζ= 0.7

Σζ=0.1+0.7=0.8

全部計算在表6-12匯總列出。

通風管道計算表

對節(jié)點A進行壓力平衡計算

ΔP1=363Pa       ΔP2=231Pa

EQ \F(ΔP1-ΔP2,ΔP2)=EQ \F(363-231,231)=57%＞10%

因該處壓力不平衡，改變管段的管徑，以增大損失

D2=D2（EQ \F(ΔP,ΔP′)）0.225=180(EQ \F(231,363))0.225

=162.5(mm)

取D2=170mm

經(jīng)計算(見表6-12)ΔP′2=400Pa

EQ \F(ΔP′2-ΔP1,ΔP1)=EQ \F(400-363,363)≈10%

對節(jié)點B進行壓力平平衡計算

ΔP1+ΔP3=447P a    ΔP4=385Pa

EQ \F((ΔP1+ΔP3)-ΔP4,ΔP4)=EQ \F(447-385,385)=16%＞10%

改變管段4的管徑，以增大壓力損失

D4=280（EQ \F(385,447)）0.225=270(mm)

經(jīng)計算(見表6-12)P′4=411Pa