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1、局部排氣導管設計,例題,具單一氣罩之局部排氣裝置 氣罩風量：8.5 m3/min 氣罩壓損係數：Fh = 0.85 氣罩至排氣機導管： 管壁摩擦因數：f = 0.024 長度：11.6 m 搬運風速：23 m/s 以上 含有一肘管（Fe = 0.22） 排氣機至出口導管 長度：2.4 m 直徑：20 cm,11.6 m,2.4 m,空氣密度 r = 1.2 kg/m3 氣罩風量需求：Q = 8.5 m3/min 氣罩壓損係數：Fh = 0.85 肘管壓損係數：Fe = 0.22 排氣機前導管最低搬運風速：vmin = 23 m/s 排氣機後導管管徑：10 cm 導管摩擦損失因數 f = 0.0
2、24,Pt0 = Pv0 = Ps0 = 0,Ps4 = 0,計算方向,計算方向,1,2,3,0,4,0-1,Q = (8.5 m3/min)(1 min/60 s) = 0.1417 m3/s 導管截面積最大為：Amax = Q/vmin = (0.1417 m3/s)/(23 m/s) = 0.006159 m2 若導管截面積小於此值，導管內風速會小於規定的 23 m/s 導管最大管徑 dmax = (4Amax/p)1/2 = (4)(0.006159 m2)/p1/2 = 0.08856 m Amax = pdmax2/4,0-1（續）,若導管管徑只能使用 2、3、4、cm：取管徑 d
3、1 = 8 cm = 0.08 m 若以四捨五入取 d1 = 9 cm dmax，會使導管內風速小於規定的 23 m/s 若導管管徑可以訂做（自由選取），則令 d1 = dmax = 0.08856 m 若管徑 d1 已事先給定，則無需上述步驟,0-1（續）,以管徑 d1 = 0.08 m 繼續以下計算： 導管截面積：A1 = pd12/4 = p (0.08 m)2/4 = 0.005027 m2 v1 = Q/A1 = (0.1417 m3/s)/(0.005027 m2) = 28.18 m/s vmin = 23 m/s Pv1 = rv12/2 = (1.2 kg m/s)(28.1
4、8 m/s)2/2 = 476.6 Pa 在 20C 時，若要求單位為 mmAq，則可使用 Pv1 = (28.18/4.04)2 = 48.7 mmAq,0-1（續）,氣罩壓損：DPth = Fh Pv1 = (0.85)(476.6 Pa) = 405.1 Pa 氣罩後方（點 1）： Pt1 = 0 DPth = -405.1 Pa Ps1 = Pt1 Pv1 = -405.1 Pa 476.6 Pa = -881.7 Pa 或 Ps1 = -(1 + Fh) Pv1 = (1 + 0.85)(476.6 Pa) = -881.7 Pa,氣罩後方導管動壓,acceleration fact
5、or,1-2,導管壓損：f(L12/d1)Pv1 = (0.024)(11.6 m)/(0.08 m)(476.6 Pa) = 1659 Pa 肘管壓損：FePv1 = (0.22)(476.6 Pa) = 104.9 Pa 1-2 的總壓損 DPt1-2 = 1659 Pa + 104.9 Pa = 1763 Pa 通式：DPt1-2 = (fL12/d1 + SF)Pv1 =(0.024)(11.6)/(0.08) + 0.22(476.6 Pa) = 1763 Pa = DPs1-2,導管上配件壓損係數總和,導管摩擦壓損係數,A1 = A2，v1 = v2 ，Pv1 = Pv2，DPt
6、1-2 = DPs1-2,1-2（續）,排氣機入口（點 2）： Pv2 = Pv1 = 476.6 Pa Pt2 = Pt1 DPt1-2 = -405.1 Pa 1763 Pa = -2168 Pa Ps2 = Pt2 Pv2 = -2168 Pa 476.6 Pa = -2645 Pa 或 Ps2 = Ps1 DPs1-2 = -881.7 Pa 1763 Pa = -2645 Pa 一氣喝成求 Pt2 的方法： Pt2 = -(Fh + fL12/d1 + SF)Pv1 =-0.85 + (0.024)(11.6)/(0.08) + 0.22(476.6 Pa) = -2645 Pa =
7、 DPs1-2,4-3,排氣機後方導管：由出口往前算 排氣機後方導管管徑已給定： d3 = d4 = 10 cm = 0.1 m A3 = A4 = pd42/4 = pd32/4 = p (0.1 m)2/4 = 0.007854 m2 v3 = v4 = Q/A3 = Q/A4 = (0.1417 m3/s)/(0.007854 m2) = 18.04 m/s Pv3 = Pv4 = rv32/2 = rv42/2 = (1.2 kg/m3)(18.04 m/s)2/2 = 195.2 Pa,4-3（續）,出口（點 4） Ps4 = 0（大氣） Pt4 = Ps4 + Pv4 = 0 +
8、195.2 Pa = 195.2 Pa 導管 3-4 壓損： DPt3-4 = fL34/d3 Pv3 = (0.024)(2.4 m)/(0.1 m)(195.2 Pa) = 112.4 Pa = DPs3-4,A3 = A4，v3 = v4 ，Pv3 = Pv4，DPt 3-4 = DPs3-4,4-3（續）,排氣機出口（點 3） Pt3 = Pt4 + DPt3-4 = 195.2 Pa + 112.4 Pa = 307.7 Pa Ps3 = Pt3 Pv3 = 307.3 Pa 195.2 Pa = 112.4 Pa 其實就是 DPs3-4 ，因為 Ps3 = Ps4 + DPs3-4
9、 = 0 + DPs3-4,Ps,Pt,Pv,FTP,FSP,FTP 與 FSP,排氣機全壓（FTP） = 排氣機出口全壓 排氣機入口全壓 = Pt3 Pt2 = 307.7 Pa (-2168 Pa) = 2476 Pa 用來計算耗電量 排氣機靜壓（FSP）： = FTP 排氣機出口動壓（Pt3 Pt2 Pv3） = 排氣機出口靜壓 排氣機入口全壓（Ps3 Pt2）= 112.4 Pa (-2168 Pa) = 2281 Pa 排氣機標準規格（可以提高多少壓力）,FTP,排氣機耗電量,總效率,P = (0.1417 m3/s)(2476 Pa)/0.4 = 877 W = 0.877 kW 每運轉一小時耗電 0.877 度,h,系統需求曲線,設計點： FSP = 2281 Pa 8.5 m3/min,FSP Q2,排氣機風量,