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平房倉橫向通風(fēng)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計的幾點思考

2018-01-25 03:05張云峰陳英明王會杰劉林生劉益云
糧油食品科技 2017年6期
關(guān)鍵詞:倉房分配器風(fēng)道

張云峰,陳英明,付 豪,王會杰,劉林生,劉益云

(1.浙江省儲備糧管理有限公司技能拔尖人才工作室,浙江 杭州 310006;2.浙江省糧食局直屬糧油儲備庫林·云技能大師創(chuàng)新工作室,浙江 杭州 310006)

平房倉橫向通風(fēng)技術(shù)作為“四合一”升級新技術(shù)的核心,已通過省糧食局組織的評審與國家糧食局組織的鑒定,目前已進(jìn)入全面推廣應(yīng)用階段。在平房倉中一個完整的橫向通風(fēng)系統(tǒng)主要由主風(fēng)道、支風(fēng)道、塑料薄膜密閉糧堆、通風(fēng)口、風(fēng)機(jī)等組成,風(fēng)道系統(tǒng)的設(shè)計和安裝是否合理,將直接影響到橫向通風(fēng)的效果,因此,必須全面考慮風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計與安裝中的各種問題,以獲得比較合理、有效的方案。下面就從實際應(yīng)用出發(fā),充分考慮橫向通風(fēng)特點,列出幾種橫向通風(fēng)風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計思路及注意事項,以供大家在設(shè)計時參考。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

橫向通風(fēng)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)由主風(fēng)道、支風(fēng)道、通風(fēng)口等構(gòu)成。

1.1 主風(fēng)道

主風(fēng)道是橫向通風(fēng)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的主要部件,在設(shè)計時主要考慮阻力和抗壓因素。

1.1.1 主風(fēng)道阻力

根據(jù)沿程摩擦阻力計算公式如式(1)。因為主風(fēng)道設(shè)計可采取不同形式(矩形、梯形、圓形等),由此可見,設(shè)計主風(fēng)道時,阻力的大小主要是跟D值有關(guān),D值增大,截面積也增大,截面積增大,在風(fēng)量一定的情況下,v值減小,阻力減小[2]。

(1)

式中:Hm為沿程摩擦阻力損失,Pa;L為風(fēng)道的長度,m;λ為摩擦阻力;ρ為空氣密度,kg/m3;v為風(fēng)道中空氣流速,m/s;D為主風(fēng)道當(dāng)量直徑,m。

1.1.2 摩擦阻力系數(shù)

摩擦阻力系數(shù)λ值與空氣在風(fēng)道內(nèi)的流動狀況和管壁粗糙度有關(guān)。因此盡可能保持通風(fēng)管橫截面中間不安裝支架、管道安裝的橫平豎直、減少截面積的增大與縮小設(shè)計,保持管壁的光滑程度。

1.1.3 抗壓力

主要與其使用材料質(zhì)地、厚度、加強(qiáng)筋設(shè)置以及風(fēng)道形狀有關(guān),質(zhì)地越硬,厚度越厚,加強(qiáng)肋設(shè)置越多,其抗壓力越大,反之,則越小。同樣,拱形與圓形風(fēng)道由于增加了表面積,有效減少了壓強(qiáng),抗壓力要好于平面形。

1.2 支風(fēng)道

支風(fēng)道是橫向通風(fēng)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的部件,即空氣分配器,是影響氣流分布均勻及設(shè)施阻力的最大因素[1]。

1.2.1 支風(fēng)道開孔率

支風(fēng)道開孔以長方形豎孔或橫向孔紡織形為宜,開孔率可選在30%~50%,由于支風(fēng)道相比于地上籠支風(fēng)道及地槽空氣分配器所受的壓力要小,可有效增加開孔率。

1.2.2 支風(fēng)道數(shù)量(面積)的確定

支風(fēng)道(空氣分配器)數(shù)量(面積)的確定是根據(jù)求出的支風(fēng)道(空氣分配器)空氣分配孔的流量和所選擇的支風(fēng)道空氣分配孔表觀風(fēng)速而算出的。支風(fēng)道空氣分配孔面積的計算公式用(2)式計算:

(2)

式中:F分為空氣分配器的面積,m2;Q分為空氣分配器孔的流量,m3/h;v分為空氣分配孔的表觀風(fēng)速,m/s。

根據(jù)計算出的空氣分配器面積就可以根據(jù)支風(fēng)道尺寸計算出所需支風(fēng)道的數(shù)量??諝夥峙淇妆碛^風(fēng)速推薦0.05~0.1 m/s。

1.2.3 通風(fēng)口

通風(fēng)口阻力計算公式如式(3)。通風(fēng)口局部阻力系數(shù)主要由形狀決定,圓形通風(fēng)口要小于矩形;通風(fēng)口的v值的大小主要由D值決定,D越大v值越?。辉趯嶋H設(shè)計時可通過采用圓形通風(fēng)口,增大通風(fēng)口直徑,增加進(jìn)風(fēng)口數(shù)量的方法來減小ζ和v值,從而減小通風(fēng)口局部阻力。

(3)

式中:Hj為通風(fēng)口局部阻力損失,Pa;ζ為局部阻力系數(shù);ρ為空氣密度,kg/m3;v為通風(fēng)口空氣流速,m/s。

2 風(fēng)網(wǎng)布置

主風(fēng)道可采取以下4種形式。

2.1 主風(fēng)道下置式

將主風(fēng)道設(shè)置于檐墻與地坪交界處,支風(fēng)道在主風(fēng)道上部向上安裝,在倉房檐墻底部開設(shè)通風(fēng)口,如圖1。

優(yōu)點:一是風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)安裝簡單、方便;二是移動式風(fēng)機(jī)連接方便。

缺點:一是主風(fēng)道內(nèi)容易積塵,不便于清掃;二是對于主風(fēng)道高度較高的通風(fēng)系統(tǒng),會帶來糧堆底部通風(fēng)降溫的滯后;三是裝糧后地坪沉降會帶來風(fēng)道與檐墻之間的密封性變差;四是主風(fēng)道抗壓性要求相對較高,制作成本相對較高。

圖1 主通風(fēng)道下置式

2.2 主風(fēng)道上置式

將主風(fēng)道設(shè)置于檐墻緊靠堆糧線下方,支風(fēng)道沿主風(fēng)道向下安裝,如圖2。

一是可考慮進(jìn)出風(fēng)口利用倉房檐墻上部通風(fēng)口,而不須在倉房檐墻底部開通風(fēng)口,可增加倉房氣密性。二是可考慮使用開放性主風(fēng)道,并在主風(fēng)道上設(shè)置槽管,可以大大增加進(jìn)風(fēng)面積,提高通風(fēng)效率。

優(yōu)點:一是可以降低支風(fēng)道安裝的位置,解決了糧堆底部通風(fēng)滯后的問題;二是可以在支風(fēng)道底部開孔或安裝可拆式底部,很好的解決了風(fēng)道內(nèi)積塵的問題;三是主風(fēng)道抗壓性要求較低,制作成本也相對較低;四是很好的解決了裝糧后由于地坪沉降帶來的風(fēng)道與墻壁密封性問題;五是對于高大平房倉,避免了倉房大門對主風(fēng)道的分隔,增加了通風(fēng)的均勻性。

缺點:一是安裝難度高于主風(fēng)道下置于式通風(fēng)系統(tǒng);二是如果出風(fēng)口連接移動式風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)連接難度增加;三是采用移動式風(fēng)機(jī)時,連接難度大,系統(tǒng)阻力增加較多。

圖2 主風(fēng)道上置式

2.3 主風(fēng)道中置式

將主風(fēng)道安裝在檐墻的中間,支風(fēng)道安裝于主風(fēng)道上下兩側(cè),如圖3。

優(yōu)點:一是減小了設(shè)施阻力,降低能耗;二是解決了糧堆底部通風(fēng)的滯后性;三是解決了裝糧后地坪沉降帶來的主風(fēng)道與檐墻的密封性。

缺點:如果使用移動式風(fēng)機(jī)通風(fēng),連接難度增加,系統(tǒng)阻力有所增加。

圖3 主通風(fēng)道中置式

2.4 取消一側(cè)主風(fēng)道

取消一側(cè)的主風(fēng)道,改為對面檐墻的窗戶進(jìn)風(fēng),由支風(fēng)道上部進(jìn)入風(fēng)道和糧堆。

優(yōu)點:一是能適用于一側(cè)檐墻不能開孔的倉房,如有站臺倉改造的三聯(lián)跨倉房;二是可減少投資與安裝成本;三是減少了一側(cè)主風(fēng)道,減小了通風(fēng)阻力,節(jié)約了能耗。

缺點:一是環(huán)流熏蒸和充氮儲糧需要在沒有主風(fēng)道一側(cè)的每條支風(fēng)道上連接管道;二是不適用于大風(fēng)量的降水通風(fēng)。

圖4 取消一側(cè)主風(fēng)道

3 風(fēng)網(wǎng)設(shè)計中注意的幾點問題

3.1 兩側(cè)支風(fēng)道的非對稱性

降低通風(fēng)途徑比,可以有效增加通風(fēng)的均勻性,將兩側(cè)檐墻上的支風(fēng)道設(shè)計成非對稱性,以降低通風(fēng)途徑比。

3.2 出風(fēng)口(風(fēng)機(jī))側(cè)壓力情況

橫向通風(fēng)單位糧層阻力小于豎向通風(fēng)(以稻谷為例,橫向通風(fēng)單位糧層阻力約為豎向通風(fēng)單位糧層阻力的60%),但由于橫向通風(fēng)時氣流穿過糧堆的路徑比豎向通風(fēng)長,因此,橫向通風(fēng)總阻力將大于豎向通風(fēng)總阻力,特別是在出風(fēng)口一側(cè)壓力將明顯加大,建議:一是安裝橫向通風(fēng)系統(tǒng)的新建倉房可將倉房大門建在單側(cè),而將出風(fēng)側(cè)設(shè)計于非門側(cè),以解決橫向通風(fēng)時大門密閉難度大的問題;二是在風(fēng)機(jī)側(cè)大門安裝槽管時要充分考慮到壓力對薄膜的吸附力,將槽管安裝在緊貼擋糧門處。

[1]王若蘭.糧油儲藏學(xué)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2010:128-159.

[2]張來林.儲糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)[M].鄭州:鄭州大學(xué)出版社,2014:129-140.●

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