正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，包括以下步骤：步骤1、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式；步骤2、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力。该方法能够准确的计算烟风管道弯头部位的局部阻力损失，使管道系统阻力值的计算结果更加准确，从而能够选择出更为合适的风机，对电厂烟风系统节能具有重要的意义。

Methods to determine the Affirmative section of external miter elbow local resistance

The invention discloses a method for determining Affirmative section of external miter elbow local resistance, which comprises the following steps: 1, to determine the local resistance Affirmative section external miter elbow formula; step 2, determine the local resistance Affirmative section outside the miter elbow. The method can accurately calculate the local resistance loss of elbow section of smoke and wind pipe, and make the calculation result of pipeline resistance value more accurate, so that a more suitable fan can be selected, which is of great significance for the energy saving of power plant flue gas system.

【技术实现步骤摘要】
正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法
本专利技术涉及一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法。
技术介绍
在火力发电厂中，烟风系统的风机是最主要的耗电设备之一。一般情况下，风机的额定功率是一个固定值，不同型号的风机其额定功率也不相同，在选择风机时，需要根据管道系统中的阻力值相应的选择合适额定功率的风机。对于给定的管道系统，风机在工作时，为了克服流动阻力而消耗一部分全压，这部分全压是无法收回的，在风机选型初期应对该方面影响因素加以考虑，并准确计算。管道中的全压损失包括摩擦损失和局部损失，用以克服管道中的摩擦阻力和局部阻力，在阻力计算过程中，由于锅炉烟道通常具有截面较大、长度较短的特征，因而摩擦阻力较小，阻力数值主要按照局部阻力来计算。现有技术中，在风机选型时通常仅考虑管道内的阻力计算，而忽视了弯头部位的阻力计算。因而导致了计算出的管道系统的阻力值并不十分精确，选择的风机可能存在浪费或不能满足需要的问题。
技术实现思路
为了给风机选型提供准确的依据，本专利技术提供了一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，该方法能够准确的计算烟风管道弯头部位的局部阻力损失，使管道系统阻力值的计算结果更加准确，从而能够选择出更为合适的风机，对电厂烟风系统节能具有重要的意义。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，包括以下步骤：步骤1、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式；步骤2、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力。本专利技术的有益效果是：该方法能够准确的计算烟风管道弯头部位的局部阻力损失，使管道系统阻力值的计算结果更加准确，从而能够选择出更为合适的风机，对电厂烟风系统节能具有重要的意义。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是现有正方截面外部斜切弯头的立体结构示意图。图2是现有正方截面外部斜切弯头的左视图。图3是图2中沿A-A方向的剖视图。10、第一筒段；20、第二筒段；30、过渡平面；11、第一内侧面；12、第一外侧面；21、第二内侧面；22、第二外侧面。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，包括以下步骤：步骤1、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式；步骤2、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力。现有技术中，所述正方截面外部斜切弯头含有依次连接的第一筒段10和第二筒段20，第一筒段10含有第一内侧面11和第一外侧面12，第一内侧面11与第一外侧面12平行，第二筒段20含有第二内侧面21和第二外侧面22，第二内侧面21与第二外侧面22平行，第一内侧面11与第二内侧面21直接连接，第一外侧面12与第二外侧面22之间通过过渡平面30连接，如图1至图3所示。第一筒段10的断面与第二筒段20的断面均为正方形，第一筒段10的断面与第二筒段20的断面的大小和形状相同，第一内侧面11与第二内侧面21之间的夹角为钝角。一般情况下，烟囱与风机之间可能会存在障碍物，烟道的连接处需要使用弯头。在现有技术中，为了降低烟气在烟道内的阻力，本领域的技术人员将该弯头通常设计成如图1至图3所示的正方截面外部斜切弯头。其中，第一外侧面12与第二外侧面22之间通过过渡平面30连接。在选择风机的额定功率之前，需要提前计算出管道系统中的阻力值，现有计算该管道系统阻力值的方法中，不会考虑弯头的局部阻力对该管道系统阻力值的影响，其结果是计算出的该管道系统阻力值小于实际的该管道系统阻力值，选择的风机的额定功率可能小于所需功率。可见，准确的计算出烟风管道弯头部位的局部阻力损失，能够使整个管道系统的阻力值的计算结果更加准确，即更加符合客观实际，从而能够选择出更为合适的风机，既可以避免所选风机的额定功率过大而造成的浪费问题，又可以避免所选风机的额定功率过小而造成的排风效果不佳的问题。申请人通过大量的试验、Fluent软件数值模拟以及观察研究后，得出了对于火力发电厂中烟风系统管道正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式。在步骤1中，所述正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式为：Δp＝0.5×f(a)×f(h)×ρ×w2；Δp为所述正方截面外部斜切弯头的局部阻力，单位为pa；ρ为管道内流体的密度，单位为kg/m3；w为管道内流体的流速，单位为m/s；f(a)为斜切角度修正系数的计算公式；f(a)＝-0.0001×a3+0.00228×a2-0.06524×a+0.66667；a为过渡平面30与第一外侧面12之间夹角的补角，如图3所示，单位为°；f(a)的计算结果仅采用数字部分，不考虑其单位，也可以理解为无单位。f(h)为斜切形状修正系数的计算公式；h为第一内侧面11和第一外侧面12之间的距离，如图3所示，单位为m；m为第一内侧面11和第一外侧面12的交线到过渡平面30的距离，如图3所示，单位为m。在步骤2中，将f(a)和f(h)带入Δp并进一步对其进行整理，整理后的结果如下：该正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法还包括以下步骤：步骤3、计算出该正方截面外部斜切弯头的局部阻力值。有了本专利技术所述的正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，在计算管道系统中的总阻力值时，将本专利技术计算出的正方形外部斜切弯头的局部阻力值Δp加上现有的该管道系统阻力值，便可以得到更加符合客观实际的管道系统的总体阻力值，从而能够选择出更为合适的风机。另外，分析该Δp的极值，当a＝0°时，Δp具有最小值，即a＝0°时所述正方截面外部斜切弯头的局部阻力最小。根据该计算结果，可以考虑将过渡平面30改为圆弧形的过渡面，即第一外侧面12与第二外侧面22之间通过圆角过渡，以进一步降低该管道系统阻力值，从而可以降低风机的能耗。以上所述，仅为本专利技术的具体实施例，不能以其限定专利技术实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本专利技术专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本专利技术中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，其特征在于，所述正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法包括以下步骤：步骤1、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式；步骤2、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力。

【技术特征摘要】
1.一种正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，其特征在于，所述正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法包括以下步骤：步骤1、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式；步骤2、确定正方截面外部斜切弯头的局部阻力。2.根据权利要求1所述的正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，其特征在于，所述正方截面外部斜切弯头含有依次连接的第一筒段(10)和第二筒段(20)，第一筒段(10)含有第一内侧面(11)和第一外侧面(12)，第一内侧面(11)与第一外侧面(12)平行，第二筒段(20)含有第二内侧面(21)和第二外侧面(22)，第二内侧面(21)与第二外侧面(22)平行，第一内侧面(11)与第二内侧面(21)直接连接，第一外侧面(12)与第二外侧面(22)之间通过过渡平面(30)连接。3.根据权利要求2所述的正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，其特征在于，第一筒段(10)的断面与第二筒段(20)的断面均为正方形，第一筒段(10)的断面与第二筒段(20)的断面的大小和形状相同，第一内侧面(11)与第二内侧面(21)之间的夹角为钝角。4.根据权利要求3所述的正方截面外部斜切弯头局部阻力的确定方法，其特征在于，在步骤1中，所述正方截面外部斜切弯头的局部阻力计算公式为：Δp＝0.5×f(a)×f(h)×ρ×w2；Δp为所述正方截面外部斜切弯头的局部阻力，单位为pa；ρ为管道内流体的密度，单位为kg/m3；w为管道内流体的流速，单位为m/s；f(a)为斜切角度修正系数的计算公式；f(a)＝-0.0001×a3+0.00228×a2-0.06524×a+0.66667；a为过渡平面(30)与第一外侧面(12)之间夹角的补角，单位为°；f(h)为斜切形状修正系数的计算公式；

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛园，赵振宁，李金晶，孙亦鹏，李建军，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11