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隧道施工高压风风量计算
隧道施工高压风风量计算
11.1.1用风量计算
一座隧道或一个洞口的压缩空气总消耗量(∑Qa),通过对所用各种风动机械的耗风量总和并考虑有关的其它因素进行估算确定。
∑Qa=(niqikici)+l×α
∑Qa-----压缩空气供应系统中总消耗量(m3/min);
ni-----同时作用的各种风动机械台数;
qi-----风动机械耗风量;
ki-----机械磨损系数,旧的机械因机件磨损而耗风量增大,一般K=1.2—1.3;
ci-----同时工作系数;
l-----送风管路的理论长度(km)(应包括主、支管路的实际铺设长度和配件折合成管路的当量);
α-----每公里送风管路每分钟的漏风量,采用α=1.5—2.0(m3/min.km);
11.1.2空压机站
空压机站的配备,就是根据压缩空气总消耗量(∑Qa)及其它因素来确定空压机站的生产能力,从而配置空压机和相应的设备。
空压机站需要的生产能力Q(m3/min)的计算式为:
Q=∑Qa(1+δ)×Km×K
∑Qa-----压缩空气供应系统中总消耗量(m3/min);
Km-----海拔影响空压机生产能力的修正系数;
K-----空压机本身磨损而引起效率降低的增耗修正系数,一般采用1.05~1.10;
δ-----使用安全系数(包括轮流定检、临时高峰负荷或故障处理等因素);一般采用值:
电动空压机为30%~50%,内燃空压机为36%~60%。
目前,我国生产的空压机型号很多,按动力来分可分为电动式和内燃式两类,电动式一般排气量大,现场多采用。
选用时可根据隧道的施工期限、隧道长短、动力来源、用风量大小等具体条件进行选择。
11.1.3风压损失及管径选择
1、风压损失
高压风在输送过程中,因管壁、接头及闸阀等产生的阻力使风压有所损失。
管径愈小、输送距离愈长,则阻力愈大,其风压损失也愈大,风压损失(△P)可以用下式计算:
△P=λ×L/d×V2/2g×γ
λ-----磨阻系数
L-----送风管长度(包括配件当量长度)
d-----送风管内径(米)
g-----重力加速度(采用9.8米/秒2)
V-----高压风在送风管中的速度(米/秒)
γ-----高压风的比重(公斤/米3)
V及γ值的求得采用下述方法:
(1)将标准大气压的空气流量Q标换算成P公斤/厘米2的高压风流量Q压,再除以风管截面积P,则得V值,即:
Q压×(P+1)=Q标×1
Q压=Q标×1/(P+1)(米3/分)
V=Q压/F×1/60=Q标/(P+1)×1/(Лd2/4)×1/60
=Q标/(15(P+1)Лd2)(米/秒)
(2)标准大气压的温度为0℃时,空气的比重为1.29公斤/米3,当标准大气压的温度为20℃时,空气比重=1.29×273/(273+20)=1.2公斤/米3。
则20℃时,压缩空气比重γ=1.2(P+1)。
从上面的算式可以看出,风压损失(△P),容许通过风量Q标,风管内径d三者是一定关系。
因此,同样也可以利用上述公式得Q标值或d值。
在实际工作中,则可以利用已计算汇成总表的风压损失表及容许通过风量与管径管长关系表查得。
风动机械、机具同时工作系数(C)表
机械类型
同时使
用台数
同时工
作系数
机械类型
同时使用台数
同时工作系数
锻钎机
1—2
1—0.75
混凝土喷射机
1—2
1—0.75
装碴机
1—2
1—0.75
浇灌机
1—2
1—0.6
3—4
0.7—0.56
槽式
列车
1—2
1—0.7
凿岩机
1—10
1—0.8
3—4
0.65—0.55
11—20
0.8—0.6
压浆机
1—2
1—0.75
21--30
0.6—0.5
3--4
0.7—0.55
配件折合成管路长度表
25
50
75
100
150
200
300
球心阀
6.0
15.0
25.0
35.0
60.0
85.0
闸门阀
0.3
0.7
1.1
1.5
2.5
3.5
6.0
丁字管
2.0
4.0
7.0
10.0
17.0
24.0
40.0
异径管
0.5
1.0
1.7
2.5
4.0
6.0
10.0
45℃弯头
0.2
0.4
0.7
1.0
1.7
2.4
4.0
90℃弯头
0.9
1.8
3.2
4.5
7.7
10.8
18.0
135℃弯头
1.4
2.8
4.9
7.0
12.0
16.8
28.0
逆止阀
3.2
7.5
12.5
18.0
30.0
海拔影响空压机生产能力的修正系数表
海拔高度(m)
0
305
610
914
1219
1524
1829
2134
2438
2743
3048
3658
4572
修正系数Km
1.00
1.03
1.07
1.10
1.14
1.17
1.20
1.23
1.26
1.29
1.32
1.37
1.43
常用电动空压机规格性能表
性能型号
1-40/8-2
固定立式
1-20/8
固定式
1-10/8
固定立式
1-10/7
固定卧式
排气量
m3/min
40
20
10
10
排气压力
公斤/厘米2
8
8
8
7
冷却水消耗量
吨/小时
13
6
3
功率
千瓦
250
(1)145
75
(1)85
(2)155
(2)80
机械外形尺寸
mm(长*宽*高)
4962*2770*2500
1710*1950*1650
1550*1670*1865
3200*1180*1750
机体重量
公斤
8900
2800
3020
2800
注:
机件重量和外形尺寸未包括电动机部分
高压风通过胶管的风压损失表(公斤/厘米2)
通过风量(米3/分)
胶管内径(毫米)
胶管长度
5
10
15
20
25
30
2.5
19
0.172
0.344
0.516
0.688
0.860
1.030
25
0.0419
0.0837
0.1256
0.1674
0.2093
0.251
5.0
19
0.243
0.486
0.729
0.972
1.215
1.458
25
0.0592
0.1184
0.1776
0.2368
0.290
0.3552
6.0
19
0.375
0.750
1.125
1.50
1.875
2.250
25
0.0914
0.1828
0.2742
0.3656
0.4570
0.5484
注:
1、表内胶管进口风压为6公斤/厘米2
2、胶管多弯曲时,表内系数应乘以1.2;
各种管径与摩阴系数(λ)的关系表
风管内径d
(毫米)
摩阴系数
(λ)
风管内径d
(毫米)
摩阴系数
(λ)
100
0.0298
200
0.0245
125
0.0282
250
0.0234
150
0.0264
300
0.0221
容许通过风量与管径、管长关系表
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