通風(fēng)除塵課程設(shè)計(jì)

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1、 工業(yè)通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì) 小組成員：熊靜宜 311201010103 李潤婉 311201010303 吳博 311201010604 李晗 311201010116 雒智銘 3

2、11201010130 專業(yè)班級：安全12-5 指導(dǎo)老師：魯忠良 完成日期：2015.7.11 目 錄 1 引言 2 第一工作區(qū)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 各設(shè)備排風(fēng)罩的排風(fēng)量計(jì)算 2.1.1 焊接平臺1排風(fēng)量計(jì)算 2.1.2 焊接平臺2排風(fēng)量計(jì)算 2.1.3 焊接平臺3排風(fēng)量計(jì)算 2.1.4 加熱爐排風(fēng)量計(jì)算 2.2 系統(tǒng)排風(fēng)量及阻力計(jì)算 2.2.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 2.2.2 管段阻力計(jì)算 2.3 管道壓力平

3、衡核算 2.4 選擇通風(fēng)機(jī)和除塵器 3 第二工作區(qū)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 各設(shè)備排風(fēng)罩的排風(fēng)量計(jì)算 3.1.1 鍍鉻1排風(fēng)量計(jì)算 3.1.2 鍍鉻2排風(fēng)量計(jì)算 3.1.3 鍍鉻3排風(fēng)量計(jì)算 3.1.4 酸洗排風(fēng)量計(jì)算 3.2 系統(tǒng)排風(fēng)量及阻力計(jì)算 3.2.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 3.2.2 管段阻力計(jì)算 3.2.3 管道阻力平衡校核 3.3 風(fēng)機(jī)的選擇 3.4 管道計(jì)算匯總 1 引言 工業(yè)通風(fēng)就是利用技術(shù)手段將車間內(nèi)被生產(chǎn)活動所污染的空氣排走，把車間內(nèi)懸浮的粉塵捕集除去，把新鮮的或經(jīng)專門處理的清潔空氣送入車間內(nèi)。它起著改善車間生產(chǎn)環(huán)境

4、，保證工人從事生產(chǎn)所必需的勞動條件，保護(hù)工人身體健康的作用。 本課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)在于對一個(gè)金屬制造加工生產(chǎn)車間進(jìn)行全面通風(fēng)以及針對焊接臺加熱爐鍍槽酸洗工藝進(jìn)行局部通風(fēng)的設(shè)計(jì)以期達(dá)到車間廠房的通風(fēng)與除塵。本設(shè)計(jì)的大體思路是，了解各工藝所產(chǎn)生的有害氣體成分并選擇局部通風(fēng)方式。之后對參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算需風(fēng)量并進(jìn)行相關(guān)管道計(jì)算，最后選擇合適的通風(fēng)機(jī)對廠房進(jìn)行有效通風(fēng)。 2 第一工作區(qū)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 各設(shè)備排風(fēng)罩的排風(fēng)量計(jì)算 第一工作區(qū)各設(shè)備工藝的參數(shù)如表2.1所示。 表2.1 第一工作區(qū)各設(shè)備工藝的參數(shù)表 編號 設(shè)備工藝 尺寸（mm） 排風(fēng)罩形式 有害物成分

5、 設(shè)計(jì)參數(shù) 1 焊接平臺 1000900600 側(cè)吸罩 焊煙 有害物距罩口0.6m 熱源溫度600℃ 2 焊接平臺 1000900600 側(cè)吸罩 焊煙 有害物距罩口0.6m 熱源溫度600℃ 3 焊接平臺 1100900600 矩形傘型罩 焊煙 有害物距罩口0.8m 熱源溫度600℃ 4 加熱爐 150010001500 矩形傘型罩 余熱、煙塵 有害物距罩口1.0m 熱源溫度700℃ 2.1.1 焊接平臺1排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備1為焊接平臺，尺寸：，有害物的成分為焊煙，采用側(cè)吸罩。側(cè)吸罩為外部吸氣罩的一種，它的作用：由于工作條件的限制，生

6、產(chǎn)設(shè)備不能密閉時(shí)，將其設(shè)置于有害源附近，依靠罩口的抽吸作用，在有害物散發(fā)地點(diǎn)造成一定的氣流運(yùn)動，把有害物吸入罩內(nèi)。 本次設(shè)計(jì)中采用工作臺上有法蘭形式的側(cè)吸罩，由于有害物距罩口0.6m，根據(jù)污染物放散情況選取最小控制風(fēng)速，把該罩想象為600600的假想罩 a/b=600/600=1.0 x/b=600/600=1.0 查得 vx/vb=0.13 所以，罩口平均風(fēng)速 則實(shí)際排風(fēng)量 （2.1） 2.1.2 焊接平臺2排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備2為焊接平臺，尺寸：，采用側(cè)吸罩。設(shè)備2參數(shù)同設(shè)備1，所以設(shè)備2的排風(fēng)量計(jì)算同設(shè)備1， 2.1.3 焊接平臺3排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備3為焊接平臺

7、，其尺寸為。排風(fēng)罩形式為矩形傘型罩，熱源的溫度為，有害物距罩口的距離為0.8m,其中 其中，A為熱源的水平投影面積，單位為. 由于>，所以接受罩選擇為低懸罩。對于設(shè)備熱源的對流散熱量通過公式計(jì)算得： （2.2） 式中 F——熱源的對流放熱面積，m; ——熱源表面與周圍空氣溫差，℃； α——對流放熱系數(shù)， α=A （2.3） 式中 A——系數(shù)，水平散熱面A=1.7

8、；垂直散熱面A=1.13。 代入數(shù)據(jù)得： Q==。 室內(nèi)溫度設(shè)為20℃ 在H/B=0.9 ～7.4的范圍內(nèi)，在不同高度上熱射的流量可通過公式得： （2.4） 式中——熱源的對流散熱量，； （2.5） ——熱源至計(jì)算斷面距離，； ——熱源水平投影的直徑或長邊尺寸，。 由于低懸罩位于收縮斷面附近，罩口斷面上的熱射流橫斷面積一般是小于（或等于）熱源的平面尺寸，橫向氣流影響較大的場合，按下式

9、確定： （2.6） （2.7） 通過計(jì)算可得矩形傘型罩的排風(fēng)量：。 2.1.4 加熱爐排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備4為焊接平臺，尺寸：，有害物的成分為余熱、煙塵， ，所以采用低懸罩進(jìn)行排風(fēng)。這樣該罩的排風(fēng)量計(jì)算方法與2.1.3中相同，由公式2.2，2.3，2.4，2.5，2.6，2.7可計(jì)算得此排風(fēng)罩的排風(fēng)量 2.2 系統(tǒng)排風(fēng)量及阻力計(jì)算 2.2.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 圖2.1 第一工作區(qū)通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 2.2.2 管段阻力計(jì)算 1. 風(fēng)速及管

10、徑的計(jì)算 管段1風(fēng)速及管徑計(jì)算如下： 已知； 確定管道直徑 D= （2.8） 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 查管徑和單位長度摩擦阻力和通風(fēng)管道徑規(guī)格選取管道直徑。 最后確定 將代入公式（2.8）中 得出 同理可計(jì)算得其他風(fēng)速及管徑計(jì)算列于表2.2 表2.2 風(fēng)速及管徑計(jì)算匯總表 項(xiàng)目 管道 通風(fēng)量 L (m3/s) 管徑 D(mm) 管道長度(m) 單位長度摩擦 阻力Rm(Pa/m) 實(shí)際風(fēng)速 V′(m/s) 1 0.44 170 4

11、30 17.56 2 0.44 170 4 30 17.56 3 0.608 180 3.2 23 23.9 4 0.96 250 3 19 19.57 5 0.62 200 2.5 24 19.75 6 1.228 280 4.5 15 20.79 7 2.188 380 6 7 19.3 8 2.188 380 6 7 19.3 9 2.188 380 20 7 19.3 2. 阻力計(jì)算 此部分計(jì)算所需數(shù)據(jù)見表2.2 （1）管段1阻力的計(jì)算 已知 側(cè)吸罩（查

12、表） 彎頭一個(gè)，查表 直流三通根據(jù) α=30 查得ζ 動壓 ρ取 摩擦阻力 局部阻力 總阻力206.95pa （2）管段2阻力的計(jì)算 已知 側(cè)吸罩 彎頭一個(gè)，查表 直流三通根據(jù) α=30 查得ζ 動壓 ρ取 摩擦阻力 局部阻力總阻力206.95pa （3）管段3阻力的計(jì)算： 總阻力368.35pa. （4）管段4阻力計(jì)算： （5）管段5阻力計(jì)算： （6）管段6阻力計(jì)算： （7）管段7阻力計(jì)算： 彎頭三

13、個(gè) 除塵器 動壓 局部阻力 （8）管段8阻力計(jì)算： 彎頭兩個(gè) 動壓 摩擦阻力 局部阻力 （9）管段9阻力計(jì)算： 摩擦阻力 阻力計(jì)算歸納到表2.3中 表2.3 各管段阻力情況 管段號 摩擦阻力 局部阻力 總阻力 1 120 86.95 206.95 2 120 86.95 206.95 3 73.6 294.75 368.35 4 57 221 278 5 60 0 60 6 67.5 -77.8 -10.3 7 42 198.87 240.87 8 42 7

14、9.55 121.55 9 140 140.2 280.2 2.3 管道壓力平衡核算 （1）節(jié)點(diǎn)A壓力平衡計(jì)算: 符合要求 （2）節(jié)點(diǎn)B壓力平衡計(jì)算 為使兩管達(dá)到阻力平衡，改變管1-5的管徑，增大其阻力。 根據(jù)管徑統(tǒng)一規(guī)格取 校核： 故合適，取。 （3）節(jié)點(diǎn)C壓力平衡計(jì)算: 故符合要求。 將以上數(shù)據(jù)歸納到表2.4中 表2.4 第一工作區(qū)計(jì)算結(jié)果匯總 項(xiàng)目 管道 通風(fēng)量 L (m3/s) 管徑 D(mm) 管道長度(m) 單位長度摩擦 阻力Rm(Pa/m) 實(shí)際風(fēng)速 V′(m/s

15、) 總阻力 1 0.44 170 4 30 17.56 206.95 2 0.44 170 4 30 17.56 206.95 3 0.608 160 3.2 23 23.9 368.35 4 0.96 250 3 19 19.57 278 5 0.62 200 2.5 24 19.75 60 6 1.228 280 4.5 15 20.79 -10.3 7 2.188 380 6 7 19.3 240.87 8 2.188 380 6 7 19.3 121.55 9 2.

16、188 380 20 7 19.3 280.2 2.4 選擇通風(fēng)機(jī)和除塵器 （1）除塵器的選擇 本系統(tǒng)的主要有害物為礦物粉塵、煙塵、金屬粉塵，按照要求選取袋式除塵器，，從上部排風(fēng)根據(jù)風(fēng)量2.188選擇DS/A型袋式除塵器，Ds／A型袋式除塵器采用負(fù)壓、內(nèi)濾；在濾袋上部用機(jī)械振動方式清灰，自動進(jìn)行，下部灰斗處進(jìn)風(fēng)，型號DS/A—8*7濾袋數(shù)為56，過濾面積56，處理風(fēng)量（）6700~10000，效率為99.5%。 （2）風(fēng)機(jī)的選擇 風(fēng)機(jī)風(fēng)量：=2.188（1+0.15）=2.22 其中是為了考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)一般取0.15。 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓： 其中是為考慮

17、管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)，除塵管道一般取取0.15~0.2。根據(jù)風(fēng)壓和風(fēng)量選用4-72-11N08C型通風(fēng)機(jī),選取的轉(zhuǎn)速2900rpm,功率15Kw,重量125Kg. 3 第二工作區(qū)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 各設(shè)備排風(fēng)罩的排風(fēng)量計(jì)算 第一工作區(qū)各設(shè)備工藝的參數(shù)如表3.1所示。 表3.1 第二工作區(qū)各設(shè)備工藝的參數(shù)表 編號 設(shè)備工藝 尺寸（mm） 排風(fēng)罩形式 有害物成分 設(shè)計(jì)參數(shù) 5 鍍鉻 600700 （工作口） 通風(fēng)柜 氫氟酸蒸汽 頂部接管標(biāo)高1.7m 常溫 6 鍍鉻 600700 （工作口） 通風(fēng)柜 氫氟酸蒸汽

18、 頂部接管標(biāo)高1.7m 常溫 7 鍍鉻 600700 （工作口） 通風(fēng)柜 氫氟酸蒸汽 頂部接管標(biāo)高1.7m 常溫 8 酸洗 9008001200 槽邊排風(fēng)罩 25%鹽酸 溫度60℃ 3.1.2 鍍鉻1排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備5為鍍鉻，尺寸：有害物的成分為氫氟酸蒸汽，采用通風(fēng)柜進(jìn)行通風(fēng)。因?yàn)樵诔叵逻M(jìn)行，故為冷過程通風(fēng)柜。根據(jù)公式： （3.1） 根據(jù)公式3.1， 3.1.3 鍍鉻2排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備6同設(shè)備5，其排風(fēng)量為： 3.1.4 鍍鉻3排風(fēng)量計(jì)算 設(shè)備7同設(shè)備4，其排風(fēng)量為： 3.1.5 酸洗排風(fēng)量計(jì)算

19、 設(shè)備8為酸洗工藝，有害物成分為25%鹽酸，采用槽邊排風(fēng)罩。油污B=900>700，所以選用雙側(cè)高截面排風(fēng)罩，選擇防腐材料制作。 （3.2） 3.2 系統(tǒng)排風(fēng)量及阻力計(jì)算 3.2.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 圖3.1 第二工作區(qū)通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置簡圖 3.2.2 管段阻力計(jì)算 在第二工作區(qū)內(nèi)，設(shè)除塵風(fēng)管垂直管最小風(fēng)速，水平管最小風(fēng)速，空氣密度。 1. 管段1阻力計(jì)算： 2. 管段2阻力計(jì)算： 各管件局部阻力系數(shù)：通風(fēng)柜ξ=0.1，120彎頭（R/d=1.5）ξ=0.2,合流三通支管ξ=0.14， ，故局部阻力 3. 管段3阻力計(jì)算

20、： 4. 管段4阻力計(jì)算： 5. 管段5阻力計(jì)算： 6. 管段6阻力計(jì)算： 7. 管段7阻力計(jì)算： 8. 管段8阻力計(jì)算： 3.2.3 管道阻力平衡校核 1. 節(jié)點(diǎn)A阻力平衡校核: 為使1、2管達(dá)到阻力平衡，改變管2的管徑，增大其阻力。 根據(jù)管徑規(guī)格取。 校核： 故合適，取 2. 節(jié)點(diǎn)B阻力平衡校核: 為使兩管達(dá)到阻力平衡，改變管3的管徑，增大其阻力。 根據(jù)管徑統(tǒng)一規(guī)格取 校核： 故合適，取。 3. 節(jié)點(diǎn)C阻力平衡校核: 符合要求。 3.3 風(fēng)機(jī)的選擇 本系統(tǒng)由于污染

21、物為氫氟酸和25%的鹽酸，所以只選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)即可。本系統(tǒng)風(fēng)量為11028，所以 所以選擇C6-48N08通風(fēng)機(jī)和Y160M-4型電動機(jī)。 3.4 管道計(jì)算匯總 表3.3 第二工作區(qū)管道水力計(jì)算表 管段編號 流量 長度l(m) 管徑D (mm) 流速V (m/s) 單位長度摩擦阻力Rm (Pa/m) 管段阻力 (Pa) 1 2721 3.3 340 8.9 3.3 44.49 2 2721 3.3 320 8.9 3.3 31.89 3 2721 3.3 280 8.9 3.3 34.2 4 2310 4 300 9.6 4 112.8 5 5442 3 400 11.1 2.3 32.8 6 8163 3 490 11.8 2 35.4 7 10503 6 630 10 1.7 66.8 8 11028 20 650 9.4 1.5 30 第20頁