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プロセスダクトは、加工設備から製粉機、集塵機、その他のプロセス設備へと、大量の高温で粉塵の多い空気を輸送します。プロセスダクトの形状は円形または長方形です。円形ダクトは長方形ダクトよりも製造コストは高くなりますが、補強材が少なくて済むため、多くの用途で長方形ダクトよりも好まれています。
プロセスダクト内の空気は、周囲温度の場合もあれば、最高900 °F（482 °C）まで加熱される場合もあります。プロセスダクトのサイズは、直径2フィートから20フィート、あるいは20フィート×40フィートの長方形まで様々です。
大型のプロセスダクトは、勾配によっては断面積の最大30%まで粉塵が溜まることがあり、その重量は1フィートあたり2～4トンにも達することがあります。
円形ダクトは吸引圧による潰れが発生しやすく、これを最小限に抑えるために補強材が必要となるが、長方形ダクトよりも材料効率が良い。
プロセスダクトの設計に関する包括的な設計参考資料は存在しない。ASCE（米国土木学会）の発電所ダクト設計に関する参考資料は、ダクト設計に関する一般的な指針を示しているものの、プロセスダクトの設計に必要な十分な情報を具体的に提供しているわけではない。
構造プロセスダクトは、プロセス機器間で高温で粉塵の多い大量の空気を輸送します。このダクトの設計には、金属の熱軟化、大型ダクトにおける粉塵堆積の潜在的な影響、および構造設計原理の理解が必要です。構造プロセスダクトには、長方形と円形の2つの基本的な形状があります。長方形ダクトについては、 ASCEの「プロセス発電所および産業用途向け空気・ガスダクトの構造設計」で規定されています。
セメント、石灰、鉛産業における主に円形構造のプロセスダクトの実用設計では、ダクトのサイズは18インチ（46cm ）から30フィート（9.1m ）まで多岐にわたります。空気温度は周囲温度から1,000 °F（538 °C）まで変化する可能性があります。プロセスダクトは、粉塵の堆積、ファン吸引圧力、風、地震力などによる大きな負荷を受けます。2009年現在 直径30 フィートのプロセスダクトは、1トンあたり7,000ドルかかる場合があります。設計力を適切に統合しないと、ダクトの壊滅的な崩壊につながる可能性があります。ダクトの過剰設計はコストがかかります。[ 1 ]
ダクトプレートの構造設計は、プレート要素の座屈に基づいています。円形ダクトプレートの設計は、直径とダクトプレートの厚さの比率に基づいており、許容応力は、US Steel Plate、ASME/ANSI STS-1、SMNACA、Tubular Steel Structuresなどの複数の参考文献に記載されています。実際には、曲げ加工された円形ダクトは、圧縮加工された同形状のダクトよりも約30%強度が高いのですが、曲げ加工においても圧縮加工と同じ許容応力を使用します。
円形ダクトには、風による楕円化や製造・トラック輸送の要件を満たすため、直径の約3倍の間隔、または約20 フィート間隔で補強材が必要です。直径6フィート6インチ（1.98メートル）（厚さ1/4インチの鋼板）を超える円形ダクトには、支持リング補強材が必要です。直径の小さいダクトには支持リング補強材は不要な場合もありますが、サドルサポートで設計することも可能です。補強リングが必要な場合、従来は「Roark」に基づいて設計されていましたが、この設計基準はかなり保守的です。
丸型ダクトエルボの許容応力は、直線ダクトの許容応力よりもK係数 = 1.65/(h 2/3乗)だけ低くなります。ここで、h = t (ダクト) * R (エルボ) / (r(ダクト) * r (ダクト)) です。この式、または類似の式は、鋼管構造のセクション9.9に記載されています。
長方形ダクトの設計特性は、幅と厚さの比率に基づいています。これは通常、コーナー要素またはコーナーアングル補強材から幅＝厚さ／16に簡略化されますが、実際には、ダクトの上部と側面のプレート全体が、ダクト断面特性に何らかの形で影響を与えます。
ダクトロジックとは、ダクトの熱膨張・収縮を考慮した設計と、ダクトからの粉塵の飛散を最小限に抑えるための設計を組み合わせたプロセスである。
ダクトは内部温度の変化に伴って伸縮します。ダクト内部の温度は内部ガスと同じ温度であると想定され、その温度は最大で900 °F（約482℃）に達することがあります。ダクト内部の温度が1000 °F（約543℃）を超える場合は、ダクト表面温度を最小限に抑えるために耐火ライニングが使用されます。1000 °Fでは、ダクトは長さ10フィート（約3メートル）あたり約5/8インチ（約1.6mm）伸びる可能性があります。この伸縮を考慮して、各機器フランジに布製（または金属製）の伸縮継手を設け、ダクトの直線部分ごとに1つの継手を設けるなど、綿密な計画を立てる必要があります。
ダクト内の粉塵の安息角と同等またはそれ以上の傾斜角を設けることで、粉塵の蓄積を最小限に抑えることができます。そのため、粉塵負荷の高いダクトの多くは、30度以上の傾斜角を採用しています。
ダクトのエルボ部における圧力損失を最小限に抑えるため、一般的なエルボ半径は ダクト直径の1.5倍です。この半径が実現不可能な場合は、ダクトにターニングベーンを追加します。
プロセスダクトは、直径6フィートから18フィートと大型であることが多く、毎分3000～4500フィートの速度で大量の高温で汚れたガスを輸送します。これらのガスを移動させるために使用されるファンも大型で、250～4000馬力です。そのため、エルボや遷移部での乱流を最小限に抑えることで、ダクト内の圧力損失を最小限に抑えることが重要です。ダクトのエルボ半径は通常、 ダクトサイズの1.5～2倍です。遷移部の側面傾斜は通常10～30度です。
注：ダクト内のガス流速は、ダクトからの粉塵の落下を最小限に抑えるように設定されます。セメント工場や石灰工場では、通常運転時のダクト流速は毎分3000～3200フィートですが、鉛工場では粉塵の重量が重いため、毎分4000～4500フィートとなります。穀物などの他の産業では、ガス流速は低くなります。ダクト内のガス流速が高い場合は、低い場合よりも強力なファンが必要になることがあります。
セメント工場および石灰工場のプロセスダクトの場合、ダクト負荷は以下の要素の組み合わせです。
ダクトの傾斜が 0 度から 30 度の場合、ダクト内部の粉塵はダクト断面積の 25% です。ダクトの傾斜が 30 度から 45 度の場合、ダクトの粉塵負荷は断面積の 15% に減少し、さらに内部ダクトコーティング負荷が加わります。ダクトの傾斜が 45 度から 85 度の場合、ダクト内部の粉塵はダクト断面積の 5% に内部ダクトコーティング負荷が加わります。85 度を超える傾斜の場合、粉塵負荷が高くなる可能性があるため、ほとんどのプロセスダクトは 30 度から 45 度の傾斜で設置されます。
2a) コンベアの換気ダクトなど、非プロセスダクト（直径2フィート以下）におけるダクト内の粉塵負荷は、水平方向に敷設される場合があり、断面積の100%まで粉塵が充填されることがあります。
2b) 発電所の内部ダクト内の粉塵負荷は顧客と調整され、場合によっては内部灰負荷が1～2フィートとなる。
3) ダクト内部のコーティング粉塵負荷。これは、内周に2インチ（51 mm）の粉塵コーティングとして使用されることがあります。
4) ダクト吸引圧力負荷。ほとんどのプロセスダクトの負荷は、設計圧力が水柱25 ～ 40 インチ (640 ～ 1,020 mm)です。この吸引圧力は、ダクト側壁に吸引圧力崩壊を引き起こすように作用します。また、この圧力はダクトの「伸縮継手」に垂直に作用し、ダクト支持部に追加の負荷を発生させ、固定荷重と活荷重に加算されます。注意: ダクト圧力負荷は、ガスの密度が温度によって変化するため、温度によって変化します。室温で水柱25インチのダクト圧力は、ダクトの運転圧力では 12 インチから 6 インチになる可能性があります。
5) ダクトの風荷重
6) ダクトの耐震荷重
7) ダクト内の積雪荷重は、プラントが停止モードでない限り雪はすぐに溶けるため、通常は問題になりません。
8) ダクト上部の粉塵負荷。工場の粉塵発生量が過去に比べてはるかに少ないため、多くの場合ゼロとして扱われます。
9) ダクトの吸引圧力荷重は、ダクトの断面の端に垂直に作用し、かなりの大きさになることがあります。例えば、起動温度70°Fで25インチの水柱に対応するように設計された直径8フィートのダクトの場合、ダクトの両端で8000ポンドの荷重がかかります。
セメント工場のプロセスダクトの大部分は円形です。これは、円形ダクトは円周補強材の間で曲がらないためです。したがって、曲げ補強材は不要であり、円形ダクトは長方形ダクトよりも中間補強材の数が少なく、軽量です。円形セメント工場ダクトの補強材は、ダクトプレート重量の約5%になることがあります。長方形セメント工場ダクトの補強材は、ダクトプレート重量の15～20%です。発電所のダクトは、多くの場合、より大型です。発電所のダクトは通常長方形で、補強材の重量はダクトプレート重量の50%（またはそれ以上）です。（これは個人的な経験に基づくものであり、負荷、ダクトサイズ、業界標準によって異なる場合があります。）
大型の円形プロセスダクトは通常、直径に関わらず、 1 / 4インチ（6.4mm ）厚の軟鋼板から製造され、中心間隔15～20フィート（4.6～6.1m ）で楕円形補強リングが取り付けられます。この長さにより、風による楕円化やトラック輸送時の真円度の低下を防ぐことができます。また、製造設備との相性も良好です。
一般的な中間リングは、風による曲げ応力に対して設計されており、使用温度での降伏応力低減によって必要に応じて低減されます。一般的なリングは、圧延鋼板、アングル、またはT字形鋼を溶接して、必要なリング断面を形成して製造されます。リングは、工場で圧延可能な鋼板、T字形鋼、またはW字形鋼の任意の組み合わせから製造されます。リングは通常、軟質炭素鋼、ASTM A36鋼板、または同等品です。リングの突合せ溶接部の位置は、溶接部の気孔が溶接部の許容応力に及ぼす影響を最小限に抑えるため、最大応力点から15度（±）ずらすことが望ましいです。
経験的なリング間隔と風による曲げ応力については、 US Steel Plate、第 II 巻を参照してください。間隔 = Ls = 60 sqrt [Do (ft) * t プレート (in) /風圧 (psf)] 断面 = p * L (間隔、ft) * Do (ft) * Do (ft)/Fb (周囲温度で 20,000) この資料は古いですが、ダクト設計の良い出発点となります。
SMACNA（第2版）第4章には、円形ダクト、許容応力、リング間隔、粉塵、氷、活荷重の影響に関する多くの有用な公式が記載されています。SMACNAの基本安全率3は、一般的な構造工学プロジェクトで通常使用される1.6よりも大きくなっています。SMACNAでは、リングの臨界リング間隔はL = 1.25 * D (ft) sqrt (D(ft)/t(inches))で、鋼管構造のL = 3.13 * R sqrt (R/t)と似ています。実際には、Spacing = 60 sqrt [Do (ft) * t plate (in) /wind pressure (psf)]を使用することは保守的です。
ダクトにおける許容曲げ応力および圧縮応力は、いくつかの要因から生じる可能性がある。
風による楕円化を防ぐ補強材の設計については、API 560を参照してください。
薄肉円形ダクトの許容応力、エルボの許容応力、エルボ軟化係数、およびダクト支持リングの設計手順については、「鋼管構造」の第2章、第9章、および第12章を参照してください。これらの許容応力は、「US Steel Plate」、「Blodgett Design of plate structures」、「Roark & Young」、または「API 650」の各章を参照することで確認できます。
円形ダクト支持リングは、通常、直径の3倍の間隔で、または必要に応じて最大約50フィート（14メートル）間隔で配置されます。この間隔では、メイン支持リングは吸引圧力応力と支持曲げモーメント の合計に耐えられるように設計されています。
円形ダクトの許容圧縮応力は、662 / (d/t) + 339 * Fy です（鋼管構造、第2章）。他の文献でも同様の式が使用されています。
セメント工場におけるダクトの圧力損失は、高温プロセスダクトの圧力損失の60%～80%がプロセス機器、バグハウス、ミル、サイクロンで発生します。モーター1馬力のコストが年間約1000ドル（2005年）であるため、ダクトの効率は重要です。ダクトの圧力損失を最小限に抑えることで、工場の運転コストを削減できます。ダクトの圧力損失の大部分は、機器以外の部分で発生し、方向転換部（エルボ）で発生します。ダクトの圧力損失を最小限に抑える、あるいは工場の運転コストを最小限に抑える最善の方法は、エルボ半径とダクト半径の比が1.5を超えるエルボを使用することです。（15フィートのダクトの場合、エルボ半径は22.5 フィート以上になります。）
プロセスダクトの圧力損失（米国における慣例）は、通常、水柱インチで測定されます。一般的なダクトは、総吸引圧力が約-25インチ（160 psf）で動作し、圧力損失の約75%はバグハウスで、10%はダクト摩擦で、15%（公称値）はエルボの乱流で失われます。ダクト設計における重要な考慮事項は、ダクトの圧力損失と乱流を最小限に抑えることです。ダクトの形状が不適切だと乱流が増加し、プラントの電力消費量が増加します。
直径6フィートを超える円形ダクトの吸引圧による崩壊は、支持部にリングを取り付け、中心間隔を直径の約3倍にすることで防止されます。
円形ダクト支持リングは、従来、Roark & Young に記載されている式に基づいて設計されてきました。しかし、この文献はリングにかかる点荷重に基づいているのに対し、実際のダクトリングにかかる荷重はほぼ均一な底部の粉塵に基づいています。そのため、これらの式は、Ram やその他の解析方法によって、Roark に示されている応力よりも約 2 倍の安全係数を持つことが示されています。ダクトリングにかかる固定力、活力、粉塵の力は、吸引圧力による応力と組み合わせる必要があります。吸引圧力は、リングが最も剛性の高い要素であるため、リングに集中します。
丸型ダクトのエルボの許容応力は、エルボの曲率によって減少します。さまざまな文献で、この減少について同様の結果が示されています。鋼管構造のセクション9.9では、(Beskin) 減少係数K= 1.65/(h (2/3 乗))が示されています。ここで、h= t (プレート) *R(エルボ)/ r (ダクト) (吸引圧力が小さい場合)です。このKにより、ダクトのI係数I effective = I/Kが減少します。
円形ダクトリングは、圧延されたT形鋼、アングル材、またはプレートを溶接して必要な形状に成形されます。通常、これらの製品はASTM A-36規格に準拠した特性で設計されています。
一般的なダクト丸板の安全率（従来の安全率）は1.6であるべきです。なぜなら、ダクト板の曲げや座屈は、主に一般的な中間リングの設計によって制御されるからです。
中間リングの標準的な安全率は1.6であるべきです。なぜなら、風による楕円変形と吸引圧力の組み合わせに対して設計された中間リングは安全であるという十分な証拠が、さまざまな規格（API 360など）にあるからです。
「Roark」の式で設計した場合、一般的なメインサポートリングの安全率は1.6であるべきです（Roarkの通常の1%の真円度標準公差で製造した場合）。これは、これらの式が3Dダクトリングの解析結果などよりも少なくとも2倍高いことがさまざまな方法で示されているためです。
ダクトエルボの安全率は、一般的に1.6以上であるべきです。なぜなら、エルボの出荷時の真円度誤差が、通常の1%の真円度誤差の標準許容値に相当することを証明するのは難しい場合があるからです（各種規格および参考資料の注記）。
円形の構造用チューブは、郡道、工場へのアクセス道路、または河川のバージ積載施設で石炭、鉛精鉱、またはその他の粉塵の多い材料を輸送するコンベアを支え、収容するために使用されることがあります。このような目的でチューブを使用する場合、直径は 10 フィート 6 インチから 12 フィート、長さは最大 250 フィートで、最大 1/2 インチのプレートと、8 フィート (中心間隔は最大 20 フィート) の楕円形リング補強材を使用します。このようなプロジェクトの 1 つで、当社は、チューブの最大応力点付近のプレートを補強するために、上部 45 度の位置に L8x8x3/4 を追加しました (Timoshenko 氏や他の方々の意見による)。
一部のベンダーは、同じ目的でコンベアギャラリーを提供しています。
長方形のセメント工場のダクトは、多くの場合、厚さ1/4インチ( 6.4 mm)のダクトプレートで、吸込圧力と温度に応じて約 2'-6 インチ間隔で補強材が配置されます。プレートが薄い場合は、補強材の間隔を狭くする必要があります。補強材は通常、ピン留め端とみなされます。発電所のダクトは、厚さ 5/16 インチのダクトプレートで、「固定端」の補強材が約 2'-5 インチ間隔で配置される場合があります。長方形のダクトプレートは曲がるため、補強材は適切な間隔で配置する必要があります。3/16 インチ以下のダクトプレートは、たわみや騒音の原因となる可能性があるため、避けるべきです。
長方形ダクトの断面特性は、ダクトワークの上部から下部のダクトコーナー間の距離から計算されます。フランジ面積は、コーナー角度のサイズと、プレート厚さ比16*tに基づくダクトプレート幅を足したものに基づいています（下記のAISC構造ダクト設計を参照）。断面特性については、「ウェブ」プレートは無視されます。
セメント工場のダクト工事における一般的な補強材の間隔は、通常、ダクトプレートの曲げモーメント M = W * L * L / 8 に基づいて決定されます。これは、固定端条件を使用すると、設計が難しいプレートの取り付けが必要になるためです。発電所やその他の大型ダクト工事では、通常、「固定端」コーナーモーメントを作成するために費用がかかります。長方形ダクト工事のすべての補強材には、横方向のねじりブレース補強材を考慮する必要があります。
ダクトは通常、ダクトプレートと補強材の温度がダクト内部のガス温度と一致するように設計されます。軟質炭素鋼（ASTM A36）の場合、300 °F での設計降伏応力比は室温応力の 84% です。500 °F では、設計降伏応力比は室温応力の 77% です。700 °F では、設計降伏応力比は約 71% です。800 °F を超える温度では、軟質炭素鋼が反ることがあります。これは、この温度範囲では、軟質炭素鋼の結晶格子構造が約 800°F を超える温度で変化するためです（参照：US Steel Plate、高温鋼）。
800°Fを超える温度で運転されるダクトの場合、ダクトプレートの材質は反りに強いものでなければなりません。800 °F～1200 °Fの温度範囲で使用するダクトプレートには、コアテン鋼またはASTM A304ステンレス鋼のいずれも使用できますが、コアテン鋼はステンレス鋼よりも安価です。
コルテン鋼は、700°Fまではコルテン鋼とほぼ同じ降伏応力比を示します 。900 °Fでは降伏応力比は63%、1100 °Fでは58%です（AISC規格表参照）。コルテン鋼は1100°Fを超える温度では使用しないでください 。
ダクトとその補強材が断熱されていない限り、ダクト温度が1000 °Fであっても、補強材はASTM A36鋼で設計できます。これは、補強材の温度がダクト内のガス温度よりも数百度（°F）低いためです。ダクトの補強材の温度は、（断熱されていない場合）深さ1インチあたり約100°F低下すると想定されています （参考文献なし）。
プラントにおける熱損失削減の取り組みは年々変化しており、現在ではダクトワークがこれまで以上に多くの機器を接続しています。プラントのダクトワーク内での結露を防ぐには注意が必要です。結露が発生すると、結露水がCO₂やガス流中の他の成分を吸収し、低炭素鋼を腐食させる可能性があります。この問題を回避する方法としては、以下のようなものが考えられます。
硫酸による腐食には、ステンレス鋼製ダクト、グラスファイバー製ダクトなどが必要になる場合があります。
多くの工場排ガスには、摩耗しやすい粉塵が含まれています。一般的に、耐摩耗鋼は、特に高温下ではダクトの摩耗を防ぐのに効果的ではありません。耐摩耗鋼製のダクトは製造が難しく、耐火コーティングは通常、耐摩耗鋼製のダクトよりも安価です。ダクトの摩耗対策は、業界によって異なるアプローチが取られている可能性があります。
セメント工場のクリンカー粉塵は砂よりも研磨性が高い。高温ダクトや摩耗の可能性のあるダクトでは、2 + 1/2インチの耐火材を、6インチ間隔（±）でVアンカーを用いてダクトプレートに固定し、a) 温度、b) エルボ部の摩耗、またはこれらの複合的な影響に耐える。場合によっては、温度と摩耗に耐えるために、セラミックタイルやセラミックモルタルをダクトに固定することもある。
穀物の殻は非常に摩耗性が高い。そのため、鉱物処理施設よりも温度が低い穀物処理施設では、摩耗を防ぐためにプラスチック製のライナーが使用されることがある。
ダクトセグメントは通常、金属製または布製の伸縮継手で分離されます。これらの継手は、ダクトの吸引圧力、温度、およびダクトセグメント間の動きに合わせて設計および詳細化されています。布製継手は、通常、金属製継手よりも40%安価であるため、ダクトセグメントの分離によく選ばれます。また、金属製継手はダクトセグメントに追加の負荷をかけます。金属製継手は軸方向の動きを好み、ダクトセグメントに大きな横方向の負荷をかけます。布製継手のコストは、継手1平方フィートあたり100ドルから200ドルです（2010年）。金属製継手は、この2倍のコストがかかる場合があります。
布製伸縮ダクトの力は0ポンド/インチと想定されます。直径24インチのダクトの金属製伸縮継手の力は、軸方向のばね定数で約850ポンド/インチ、横方向の移動で約32,500ポンド/インチです。これらの係数は、ダクトのサイズ、継手の厚さによって変化し、長方形ダクトの場合は大きくなります（最近の1件の事例に基づく）。
布製伸縮継手の耐用年数は、現場条件下で約5年です。多くの工場では、継手布の交換作業のため、継手付近にアクセスプラットフォームを設置することを好みます。
現在、ダクトを3Dでモデリングできるソフトウェアが利用可能です。ただし、このソフトウェアは、幅と厚さの比率やエルボの軟化係数などの設計規則が設計プログラムに入力されない場合があるため、慎重に使用する必要があります。
寸法を正しく記入せずに3Dでダクトを描くのは簡単です。図面は以下のようにレイアウトする必要があります。
ダクトの負荷条件は、通常の状態、稼働状態、粉塵、温度条件以外にも発生する可能性があります。石炭ミル、コークス粉砕施設、そしてある程度は穀物加工施設に関連するダクトは、爆発性粉塵の影響を受ける可能性があります。爆発性粉塵用に設計されたダクトは、通常、内部圧力が 50 psi になるように設計されており、通常、ダクトセクションごとに 1 つの爆発逃がし弁と 1 つの通気口が設けられています。間接式石炭ミルシステムでは、時間の経過とともに粉塵爆発が発生する可能性が 100% あります。これにより、直径5 フィートから 15フィート、長さ 20フィートから 30フィートの火柱が発生する可能性があります。したがって、爆発弁周辺のエリアへのアクセスは、施錠されたアクセスによって人員の立ち入りを制限する必要があります。
ダクトは、製造工場から現場まで、輸送手段に適した長さ（多くの場合20フィート）に切断され、トラック、鉄道、またははしけで輸送されます。これらのセクションは、フランジまたは溶接ストラップで接続されます。フランジは、伸縮継手や、応力の低いダクトセクションの接続に使用されます。ダクトプレートにかかる力に対してフランジを設計するのは難しい場合があります。フランジガスケットはフランジに柔軟性を持たせるため、フランジが力に耐える能力に問題が生じます。そのため、応力の高いダクトプレートの接続には、溶接ストラップ（短い鋼製ストラップ）が一般的に使用されます。
固定ダクト支持の写真をよく見ると、いくつかの特性または円形のリング支持がわかります。中心から約 60 度の位置に補強材があります。このダクトリングは、中央で溶接された 2 つの圧延 WT から作られています。これは、軽い荷重がかかる小型のダクトであるため、支持クリアランスの要件により、底フランジがわずかに変更されています。ダクト PTFE スライドベアリングを配置するための小さな隙間が示されていますが、この隙間に固定支持を挿入することもできます。この写真の背景には、ダクトフランジがあります。ダクトフランジには通常、公称 6 インチ間隔で 3/4 インチのボルトがあります。フランジは曲がるため、ダクトプレートの引張応力に合わせてダクトフランジアングルの厚さを設計する必要があります。5/16 インチまたは 3/8 インチのアングルの厚さが一般的です。
上の写真に写っているのは、円形ダクトのエルボ、トランジション、および補強材です。ダクトエルボの半径は、ダクト直径の1.5倍から2倍です。円形ダクトには楕円形加工が施されており、公称間隔20フィートで輸送用リングが取り付けられ、支持部にはより大きな支持リングが取り付けられています。Y字分岐部には、ダクト交差部に吸引用補強材があります。この写真には、3000 HPファンの吸込口トランジションと煙突吸込口トランジションも写っています。
隣の写真には、プロセスダクトのいくつかの原理が示されています。これは、大型のバグハウス入口ダクトを示しています。入口ダクトは、粉塵の落下を最小限に抑えるためにテーパー状になっています。このような緩やかなテーパーは、ダクト径を変更する際の圧力損失も低減します。長方形ダクトリングの間隔は、中心で約2フィート6インチであることに注意してください。円形ダクトは、各分岐ダクトの近くで補強されています。
プロセスダクトの設計に関する参考文献は複数存在します。これらの参考文献は、ダクト設計プロセスを概観するために併用されます。ダクト設計には他の参考文献もよく用いられますが、結果は同様です。プロセスダクトの有限要素設計は可能ですが、有限要素モデルを適切に解釈するためには、設計理論と許容応力に関する知識が必要です。
セメント、石灰、鉛産業で認められている粉塵負荷（構造負荷用）は次のとおりです。プロセスダクトは大量の粉塵を搬送するように設計されています。停電時や通常運転時には、この粉塵の一部がダクトの底に沈殿します。
ダクトの断面積に占める粉塵の割合は、一般的に以下のように想定される。
粉塵の蓄積を最小限に抑えるため、各材料には最小搬送速度が設定されており、石灰は約2800フィート/分、セメントは約3200フィート/分、鉛粉塵は約4200フィート/分となっている。
粉塵密度は産業によって異なります。通常、セメント粉塵密度は94 pcf、石灰産業は50 pcf、酸化鉛粉塵は200 pcfです。
ダクトの摩耗：高温ダクトは、大量の高温で研磨性の高い粉塵を搬送することがよくあります。ダクトの設計温度や粉塵の研磨性によっては、耐摩耗鋼材を使用できない場合があります。このような場合、耐火材をダクト内部に固定するか、溶接ナット付きの耐摩耗タイルをダクト内部に溶接することができます。
ダクトの熱膨張
ダクト用鋼材は温度上昇に伴い膨張します。鋼材の種類によって熱膨張係数は異なりますが、一般的な軟鋼は0.0000065の熱膨張係数を持ちます（AISCを参照）。