某型燃机机组通风系统的设计计算

于凯亮

某型燃机机组通风系统的设计计算

于凯亮

（哈尔滨中航动科燃气轮机成套制造有限公司，哈尔滨 150000）

通过对某型燃机机组通风系统的设计计算和说明，对影响通风系统各部分的热量、噪声要求和阻力损失进行了分析，确定了通风系统的结构及类型，此通风系统结构在移动车载机组上得到了验证，在降低噪声的同时，保证了通风散热的需要。

通风系统；设计；流阻；风机

1　通风系统的结构

机舱排风通道采用平行板消声器，具体结构见图1。

此方案使机舱内为负压，保证了集装箱体门的封严。为满足机组整体噪声要求，设计中选用高效低噪声混流风机，并加装通风进、排风消音装置。

图1　排风消声器Fig.1 Exhaust muffler

2　通风系统的设计

2.1流量的计算

由于机舱通风采用自由对流进气，混流风机强迫排气，所以机舱内热量全部由空气带走。

式中Cp为气体的比热，M为气体的质量，ΔT为气体的温度变化。

机舱内每小时产生的热量：

Q=270920 kJ

为保证机舱通风系统的正常工作，我们选择最高工作环境温度40℃进行设计，满足机舱温度不超过55℃，所以机舱温升不超过15℃。

空气质量流量：

Mt=17971.5Kg/h

2.2消声的设计计算

由于机舱内部噪声为115 dB（A），要求距进、排风口1m处降为85 dB（A）。进风消音器选用列管式消声结构，使用塑料穿孔管，填充材料为吸声泡沫，能够满足降30dB（A）噪声的要求。

排风消声器是选用平行板消声器，内部结构主要由多孔材料组成的吸声片构成，通道形状为长方形。它的消声量为：

式中P为气流通道的截面的周长；S为气流通道的截面面积；L为消声器的长度是与材料垂直入射的吸声系数（αN）有关的量，称为消声系数，是一个无量纲的量。根据吸声材料的特性，取=1.35。

初选通风面积A=1.3×0.36=0.468 m2，吸声片厚度为95 mm，片间距离为100 mm。

已知气流通道的截面长360 mm，宽100 mm，消声器长度580 mm：

对于通风系统排气消声器，能够降噪：

所以通风进、排风消声能够满足降30dB（A）噪声的要求。

2.3阻损的计算

在阻损计算中首先要确定Re（雷诺数）：

式中v为流体平均流速，ρ为流体密度，d为管道直径，μ为流体的黏性系数。

阻损的计算公式为

式中ΔP为阻力损失，ζ为阻力系数，Pv为气体动压，ρ为流体密度，v为流体的平均速度。

2.3.1排风消声弯头

由于管道折弯引起的局部阻力系数，ζ≈1.12；扩张比m=S/So，So为较细管道的截面面积，S为较粗管道的截面面积。

阻力损失为

2.3.2排风消声器

排风消声器管道内壁摩擦产生的阻力损失：

式中：Pv气体的动压；ρ为气体的密度；V为管道最小截面处的流速；d为当量直径。比例常数λ为沿程阻力系数。通常消声器内的雷诺数大于105，λ仅决定于壁面的相对粗糙度，相对粗糙度的比值用k/a表示。（k-壁面粗糙峰高度，a-管道等效直径）

当管道突然扩大时（直角过渡），局部阻力系数为：

在管道进口端的局部损失系数ζ缩=0.27，管道出口端的局部损失系数ζ扩=0.19，则对应的总压损失分别为:

管道内部的总压损失为：

由于管道折弯引起的局部阻力系数，ζ≈1.12；管道转两次弯

通风系统排气通道总的阻力损失：

2.4通风机选择

3　结语

此通风系统结构在移动车载机组上得到了验证，在降低噪声的同时，保证了通风散热的需要。从机组的运行数据中，可以看到在进气温度39℃时，机舱温度为51℃；机组噪声为84.2 dB（A）。

［1］潘锦珊.气体动力学基础（修订版）［M］.北京：国防工业出版社，2007.

Design and Calculation of Centilation Cystem of A certain Type of Gas Turbine Generators

YUKai-liang
（Harbin ZhonghangDongke Gas Turbines ManufacturingCo.，Harbin，150000，China）

Through the design ofa certain type ofcombustion turbine ventilation system calculation anddescription ofeach part ofthe ventilation system，heat，noise and pressure loss are analyzed，the structure and type ofventilation systemis determined，the ventilation systemhas been verified in the mobile unit，to reduce noise at the same time，guarantee the need for ventilation and heat dissipation.

Ventilation system；Design；Flowresistance；Fan

TN33

A

1674-8646（2015）04-0080-02