[教学设计]风机泵功率与空气密度计算

[教学 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ]风机泵功率与空气密度计算 风机水泵轴功率的计算方法 1风机轴功率的计算 由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示，单位为kW。 ，，，QpgQp,,P1000,,102,,rfrf 33式中:Q---风机风量 (m/s，Nm/s); 2 p---风机全压 (kg/m); ,f ,风机效率; “1/102” = g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。 ,r,传动装置效率; (由于气体的体积受温度和压力的影响很大，所以风量分为体积流 33量(m/s)和质量流量(Nm/s)，即所谓的“标准方”:指的是气体 o在摄氏0C和标准大气压时的流量(体积);这时的空气密度为1.293 3O3kg/m，当温度为摄氏80C，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。用实测的风压“p”计算轴功率时，因为风压中已经包含了密度数据，所以不必考虑空气密度的变化。) 说明 32(1)若风量的单位用“m/h”， 风压的单位用“kg/m”的话，则还要除以3600: ，，Qpg,P3,600,000,,rf 3??2?? 若风量的单位用“m/s”，风压的单位用“MPa”的话， 则: Q，p，1000000Q，pP,,1000,,,,,1000,rfrf 3(3)若风量的单位用“m/h”，风压的单位用“MPa”的话，则 还要除以3600: 1000，，，QpQp,,P3600,,3.6,,rfrf 3(4)若风量的单位用“m/s”，风压的单位用“kPa”的话，则: Q，p，1000Q，pP,,,,,,1000rfrf (5)电动机容量选择: PP,d,d ,d,电动机效率 2水泵轴功率的计算 由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率， 用P表示，单位为kW: ,,QgHQH,,P1000,,102,,rbrb 3式中:Q---水泵风量 (m/s); p,,gH H---水泵扬程 (m, ,); 3, ---工质密度 (kg/m) ,r,传动装置效率; ,f ,水泵效率; ,d ,电动机效率。 ,QgHP,1000,,,rfd电动机容量选择: 式中:“1/102”,g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换 系数。 说明: 3(1)因为水的密度为1000 kg/m ,所以水泵轴功率的计算公式可以简化为: Q，H，gP,,,rb 3(2)若流量的单位用“m/h”， 扬程的单位用“m”的话，则还要除以3600: ，，QHg,P3600,,rb ，，QHg,Pd3600,,,rfd电动机容量选择: Q，H，gP,d,,,rbd或: 3 (若流量的单位用“m/s”) 3关于压强(压力)单位换算 22(1)——法定计量单位: 帕(斯卡)Pa ( N/m 牛顿/米 ); 1 MPa = 1,000,000 Pa 1 kPa = 1,000 Pa 1 hPa = 100 Pa 1 mPa = Pa/1000 2(2)工 程 单 位 : 公斤(千克) kg/cm ; 22 1 kg/cm = 10000 kg/m = 98000 Pa = 98 kPa = 0.098 MPa 2 即: 1 MPa = 10.2 kg/cm 221 kg/cm = 10000 kg/m = 10 m水柱 = 10000 mm水柱 2 即:1 kg/m = 1 mm水柱 (3)大气压: 1 大气压等于760 mm 汞柱的压力，或10.336米水柱的压力; 32 1 大气压 , 13.6 g /cm ×76cm = 1033.6g/cm 2 , 1kg/cm ; 2 1 大气压 , 10336 kg/m = 101.3 kPa = 0.1013 Mpa 或: 1 MPa = 9.87 大气压 1大气压 = 1 bar (巴) = 1000 mbar (毫巴) 注 意: 各地的大气压是与当地的海拔高度有关的，因为大气的密度是随着海拔的升高而降低的。在海拔3000米以下，一般可以按海拔每升高12米，大气压强降低1mm 汞柱计算。如某地海拔高度为1800米，则当地的大气压强应下降150 mm 汞柱，约为82 kPa 。 风机功率计算 风机功率P(KW)计算公式 P=Q*p/(3600*1000*η0* η1) Q—风量，m3/h; p—风机的全风压，Pa; η0—风机的内效率，一般取0.75-0.85，小风机取低值、大风机 取高值; η1—机械效率，1、风机与电机直联取1;2、联轴器联接取 0.95-0.98;3、用三角皮带联接取0.9-0.95;4、用平皮带 传动取0.85。 说明: (1)应该根据风机出口的条件进行计算，先根据风机出口空气的温度和压力计算出风出口的实际流量。 (2)风机出口的温度与风机本身的设计有关，要咨询设备厂家，清楚项目需要的流量和扬程下风机出口的大概温度，但是这个温度不能与实际差较大，因为出口温度影响出口的实际流量。 (3)再根据风机的实际流量和风机的压升进行风机功率的计算，公式为:功率,实际流量×压升/风机效/风机与电机连接方式的效率。 (4)罗茨风机的效率一般情况下为0.64;风机与电机连接方式的效率为:电动机直联传动为1，联轴器直联传动为0.98，三角皮带传动(滚动轴承)为0.95。 如何确定风机功率 1 选用的电机功率 N=(Q/3600)*P/(1000*η)*K 其中 风量Q单位为m3/h; 全压P单位为Pa; 功率N单位为kW; η风机全压效率(按风机相关标准，全压效率不得低于0.7,实际估算效率可取小些,也可以取0.6,小风机取小值,大风机取大值); K为电机容量系数,参见下表。 (1)离心风机 功率KW 一般用 灰尘 高温 小于0.5 1.5 1.2 1.3 0.5-1 1.4 1-2 1.3 2-5 1.2 大于5 1.1-1.15 (2)轴流风机:1.05-1.1，小功率取大值,大功率取小值 风机常需用的计算公式 (简化，近似，一般情况下用) 1、风机轴功率 N(轴功率)×K(电机贮备系数)=电机所需功N= 率 注:0.8是风机效率,是一个变数,0.98是一个机械效率也是一个变数(A型为1,D、F型为0.98,C、B型为0.95) 2、风机全压:(未在标准情况下修正) P1=P2× 式中: P1=工况全压(Pa)、 P2=设计标准压力(或表中全压Pa)、 B=当地大气压(mmHg)、 T2=工况介质温度?、 T1= 表中或未修正的设计温度?、 760mmHg=在海拔0m,空气在20?情况下的大气压。 2.1海拨高度换算当地大气压 (760mmHg),(海拨高度?12.75)=当地大气压 (mmHg) 注:海拔高度在300m以下的可不修正。 1mmH2O=9.8073Pa 1mmHg=13.5951 mmH2O 760 mmHg=10332.3117 mmH2O 2.2风机流量修正 0,1000m海拨高度时可不修正 1000,1500M海拨高度时加2%的流量; 1500,2500M海拨高度时加3%的流量; 2500M以上海拨高度时加5%的流量。 湿空气密度及含水量计算 1湿空气密度计算公式1 (《矿业安全与环保》2005.4期，P49-50) ρ,0.0034843(P-0.3779ФP)/T S 3式中 ρ---湿空气密度，kg/m; P----湿空气的压力，Pa; P----吃饱穿暖和蒸汽压力，Pa; S Ф---湿空气的相对湿度，%; T----湿空气的热力学温度，K。 当湿空气的相对湿度Ф=0时，上式计算结果为干空气的密度值。 当压力在80-121kPa，温度在0-40?，相对湿度在35%-100%时，可使用如下简化式(<<煤炭科技>>2001.2期,P46-49): -3??1?? ρ,3.45843×10P/T -3??2?? ρ,3.46×10P/T -3??3?? ρ,3.483×10P/T 2、湿空气密度计算公式2 3式中 ρ ——湿空气密度, kg/m; w ψ——空气相对湿度，%; P——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。b 表2-1-1 不同温度下饱和水蒸汽压力 空气温度饱和水蒸汽空气温度饱和水蒸汽空气温度饱和水蒸汽(?) 压力(Pa) (?) 压力(Pa) (?) 压力(Pa) -20 128 8 1069.24 20 2333.1 -15 193.32 9 1143.9 21 2493.1 -10 287.98 10 1127.9 22 2639.8 -5 422.63 11 1311.89 23 2813.1 0 610.6 12 1402.55 24 2986.4 1 655.94 13 1497.21 25 3173.5 2 705.27 14 1598.9 26 3359.7 3 757.27 15 1706.2 27 3563.7 4 811.93 16 1818.5 28 3766.8 5 870.59 17 1933.2 29 4013 6 933.25 18 2066.5 30 4239.6 7 998.58 19 2199.3 31 4493 3、湿空气含水量