[发明专利]一种堆肥系统通风管道及使管道上通风孔出风均匀的方法

说明书

本发明涉及一种堆肥系统通风管道及使管道上通风孔出风均匀的方法。本发明所述通风管道包括通风孔，所述通风孔设于所述通风管道的周面上，所述通风孔的出风流量与所述通风管道的总流量之比小于0.5，所述通风管道的风管半径为r，其中，Pt为所述通风管道的总压，单位为Pa；ρ为空气密度，单位为kg/m³；Q为所述通风管道的通风流量，单位为m³/s；r的单位为m。本发明在考虑管壁沿程阻力的基础上，对风管设计进行改进与提升，以达到使整个通风管道均匀送风的效果。

技术领域

本发明涉及管道通风技术领域，具体涉及一种堆肥系统通风管道及使管道上通风孔出风均匀的方法。

背景技术

对于现代通风系统来说，通风体系建设是至关重要的环节。采用曝气系统的工艺与普通堆肥相比，有机物分解速度加快，发酵时间缩短。曝气系统设计主要包括曝气量和曝气管道等，关于曝气量已有大量研究，而实际生产中，曝气管道设计主要依据经验，尚无模型对其设计提供理论依据。而曝气管道对堆体内部气流分布有显著的影响，不合理的管道设计极易在堆体内部产生通风死角和风速过大区域。通风死角不能为堆体提供足够氧气、及时带走热量及水蒸气，从而影响堆肥效果。而风速过大区域会带走过多热量及水分，对堆肥正常进行产生负面效果。因此合理的管道设计显得至关重要。

现有通风管道的结构及通风示意如图1所示。本示例以静压沿通风管道方向逐渐增大的情形说明。其中，10为通风管道，在通风管道10的前端设有风机20，在通风管道的壁上设有通风小孔101。由于孔口出风方向受管内静压和管内气流大小共同影响，则孔口的出流方向向风管轴线方向偏斜，导致风管静压较低区域形成通风弱区；同时气流向风管静压较高区域聚集，使得部分区域气流速度过大，导致带走过多堆体热量，不利于堆肥反应的进行。

目前风管设计主要包括出风量及出风角度设计等。出风量受流量系数、静压以及出风面积共同影响；出风角度由静压产生的气流方向和管内气流方向共同决定。流量系数与孔口形状、出流角和孔口流出风量与孔口前风量之比有关。已有通过调控出风面积达到均匀送风效果的相关研究，但技术方案设计复杂，需要改变已有通风管道上的开孔尺寸，加工制造成本高。而若能控制小孔出风口流量系数、出风量、出风角度等，对降低堆体内部通风死角的效果显著，而相应的技术还鲜有报道。此外，对于大型堆肥系统而言，由于通风管道长度过长，因摩擦产生的沿程阻力不能忽略。

因此本发明针对大型堆肥系统，在考虑管壁沿程阻力的基础上，控制加工制造成本，对通风管道进行改进，以达到均匀送风的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种堆肥系统通风管道及使管道上通风孔出风均匀的方法，以改善通风不均匀造成堆体内部存在通风死角的问题。

本发明首先一种堆肥系统通风管道，所述通风管道包括通风孔，所述通风孔设于所述通风管道的周面上，所述通风孔的出风流量与所述通风管道的总流量之比小于0.5，所述通风管道的风管半径为r，其中，Pt为所述通风管道的总压，单位为Pa；ρ为空气密度，单位为kg/m³；Q为所述通风管道的通风流量，单位为m³/s；r的单位为m。如此设计可以保证通风孔出风气流与风管轴线间夹角大于60°，从而使各通风孔的流量系数一致。

进一步地，为了使通风管道上各区域的通风孔出风量基本一致，所述通风管道通风孔区域沿所述通风管道的通风方向上，间隔布置有若干所述通风孔，若沿管内气流的流动方向上两不同横截面间的静压增大，则两横截面限定的区域内通风孔的孔间距呈逐渐增加的布置形态；而若沿管内气流的流动方向上两不同横截面间的静压增小，则两横截面限定的区域内通风孔的孔间距呈逐渐减小的布置形态。如此使得通风管道上各静压与出风孔面积的乘积基本保持相同，也就是送风流量基本相同。