核通风课程设计

1、 南华大学环境保护与安全工程学院通风工程课程设计 保护层室内管道可用玻璃丝布、塑料布或胶合板等做成，室外管道应当用铁丝网水泥或薄钢板做保护层；对于要求高的工程采用铝合金薄板或镀金薄钢板裹护。3.4放化实验室送风系统特点送入房间的空气量小于房间的排风量，一般为排风量50%-80%，其余风量送入邻近的清洁区域走廊。送风管安装在顶棚下面，送风口布置在房间侧墙的上方或下方。3.5实际运行的问题停开送风、少开送风系统，使建筑物房间（厂房）靠无组织进风，补偿排风，不能保证室内的正压、气流组织方式、温度、湿度和清洁度等。3.6气流组织气流组织是使空气按照所规定的轨迹进行流动。核通风空气流动方向必须从清洁区流

2、向污染区，从污染区排出。本设计采用的气流组织形式是：绿区、黄区采用均匀分散布置送风口和排风口；红区采用集中布置送风和排风。3.7风管截面形状的选择风管断面形状主要有圆形和矩形两种。断面积相同时，圆形风管的阻力最小、强度大、材料省、保温亦方便。一般通风除尘系统宜采用圆形风管。但是圆形风管管件的制作较矩形风管困难，布置时与建筑、结构配合比较困难，明装时不易布置得美观，本设计选择矩形风管。第四章 通风系统的设计与计算4.1送风量，风阻和端面直径的确定绿区和黄区风道段面变化，空口面积不变，保证各个空口送风均匀。由图中可知绿区、黄区和红区的体积：绿区：V1=406082015418000m3/h黄区：V

3、2206089600m3/h红区：V3201541200m3/h按照规定绿区、黄区和红区的换气次数分别在34次/h ，56次/h，1020次/h 图4.1 绿区矩形变截面等侧孔面积的均匀送风管道4.1.1 绿区绿区取每小时换气次数为3，因此此时的排气量为V=180003=54000m3/h（1）根据工业车间对送风速度的要求。规定空口平均流速V0。用此时的速度V0计算出静压速度Vj和侧孔面积f0。此时车间长度为40m，取孔口间距为8m，则此时可取5个孔口为益。平均每个孔口的风量为54000/5=10800m3/h， 则侧孔面积为： f0=54000/（736008）=0.375m2；侧孔静压流量

4、Vj= V0/u=5/0.6=8.33m/s；侧孔静压 Pj=45.10pa； （2）按vjvd1.73的原则设定Vd：求出第一侧孔前的管道断面1处的直径D1，此时： Vd1=4.5m/s Vd1/Vj=8.33/4.5=1.851.73侧动压：Pd1=4.52x1.3/2=13.16Pa；断面1直径D：D1=（4Q/u）1/2=2.0607m u为流速断面1全压：Pq1=Pd1+Pj=45.10+13.16=58.26pa（3）计算断面1-2处阻力和2处直径：此时风量Q=54000-10800=43200 m3/h，查表Rm1=0.15Pa/m摩擦阻力Pm1= Rm1x L1=0.158=0

5、.90Pa再由qv0/qv=1/5=0.2 查表得出局部阻力系数S=0.02。由此可得局部阻力为Pz1=0.0213.16=0.2632Pa.则总阻力为P1=Rm1L1+ Pz1=0.90+0.2632=1.1632Pa从而可得1-2全压Pq2=Pq1-P1=58.26-1.1632=57.09Pa断面2的动压Pd2= Pq2- Pj=57.09-45.10=11.99Pa.断面2的流速Vd2=(211.99)/1.30.5=4.29 m/s断面2的直径D2=(432004)/(3.144.293600) 0.5=1.8876m. （4）计算断面2-3处阻力和3处直径：此时风量Q=43200-

6、10800=32400 m3/h，根据Q=32400m3/h和平均直径D=1.8876m可查得Rm2=0.02 Pa/m摩擦阻力Pm2= Rm2L2=0.028=0.16Pa由qv0/qv=1/4=0.25 在表中没有，可用插入法估计算出局部阻力系数S=0.015。由此可得局部阻力为Pz2=0.01511.99=0.17985Pa.则总阻力为P2=Rm2L2+ Pz2=0.16+0.17985=0.33985Pa从而可得2-3全压Pq3=Pq2-Pz2=57.09-0.17985=56.91015Pa断面3的动压Pd3= Pq3- Pj=56.91015-45.10=11.81015Pa.断面

7、3的流速Vd3=(211.81015)/1.30.5=4.263 m/s断面3的直径D3=(324004)/(3.1436004.263) 0.5=1.64m. （5）计算断面3-4处阻力和4处直径：此时风量Q=32400-10800=21600m3/h.根据Q=21600m3/h和平均直径D=1.64m可查得Rm3=0.03 Pa/m摩擦阻力Pm3= Rm3L3=0.038=0.24Pa 再有由qv0/qv=0.33 在表中没有 可用插入法估计算出局部阻力系数S=0.016。由此可得局部阻力为Pz3=0.01611.81015=0.189Pa.则总阻力为P3=Rm3L3+ Pz3=0.24+

8、0.189=0.429Pa从而可得3-4全压Pq4=Pq3-P3=56.91015-0.189=56.72Pa断面4的动压Pd4= Pq4- Pj=56.72-45.10=11.62Pa.断面4的流速Vd4=(211.62)/1.30.5=4.228m/s断面4的直径D4=(216004)/(3.1436004.228) 0.5=1.345m.（6）计算断面4-5处阻力和5处直径：此时风量Q=10800m3/h.根据Q=10800m3/h和平均直径D=1.345m可查得Rm4=0.03 Pa/m摩擦阻力Pm4= Rm4x L4=0.038=0.24Pa再有由qv0/qv=0.5估计算出局部阻力

9、系数S=0.07。由此可得局部阻力为Pz4=0.2411.62=2.7888Pa.则总阻力为P4=Rm4L4+ Pz4=0.24+2.7888=3.0288Pa从而可得4-5全压Pq5=Pq4-P4=56.72-2.7888=53.931Pa断面5的动压Pd5= Pq5- Pj=53.931-45.10=8.831Pa.断面5的流速Vd5=(28.831)/1.30.5=3.69 m/s断面5的直径D5=(108004)/(3.1436003.69) 0.5=1.02m.4.1.2 黄区 黄区和绿区的送风量不同，但是设计方案和计算的步骤本质上是一致的。按照规定黄区的换气量是5-6次/h，因此取

10、此换气量数值为5.5。此时的送风量为V =96005.5=52800 m3/h=14.67m3/s.从计算方便的角度和墙面宽度数据考虑，侧孔数为5个，总长60m.管道安置示意图如下：图4.2 黄区矩形变截面等侧孔面积的均匀送风管道相同的计算原理，得到黄区的计算数据入下表所示：截面数据11-2流量(m3/h)5280042240Pm(Pa)0.48Pq(Pa)58.2657.52Pd(Pa)13.1612.42V(m/s)4.54.37D(m)2.03761.8494侧孔 面积f0=0.1746(m2)取V=5 m/s Vj=5/u=5/0.6=8.33 m/s Pj=Vj2x p(密度)/2=

11、45.10 Pa4.1.3 红区红区不单设送风系统，风由黄区排风管上的余压阀进入，经过红区后，由红区单设的排风管道收集，并在最后由屋顶烟囱排出。4.2排风量，风阻和端面直径的确定4.2.1绿区绿区管道示意图如下：图4.3 绿区矩形变截面等侧孔面积的均匀排风管道由负压决定排量的计算公式可知： L=3600l2gH/P密度0.5其中 ：L 产生负压的排量差 H 负压值 g 重力加速度 缝隙和所有开孔的总局部阻力系数 P密度 空气密度 l 缝长 缝长 （在一般情况下小于等于0.0001m）在负压为50Pa的情况下代入公式中可得： L=360020.000129.850/1001.30.5=2m3/s

12、=7200 m3/h此时的总排风量V=63000+7200=70200 m3/h；（1）根据工业车间对送风速度的要求，规定空口平均流速V0。用此时的速 度V0计算出静压速度Vj和侧孔面积f0。此时室内墙面长度度为40m，取孔口间距为8m，则此时可取5个孔口为益。平均每个孔口的风量为70200/5=14040m3/h，则侧孔面积为：f0=70200/(536008)=0.4875侧孔静压流速Vj=V0/u=5.0/0.6=8.33m/s.侧孔应有的静压为为Pj=Vj2 p密度/2=45.10Pa。（2）按Vj/Vd1.73的原则设定Vd：求出第一侧孔前的管道端面1处的直径D1，此时:Vd1=4.

13、5m/s Vd1/Vj=8.33/4.5=1.851.73侧动压Pd1=4.521.3/2=13.1625Pa断面1直径D：D1=（4Q/u）1/2=2.349m, u为流速断面1全压Pq= Pd1+Pj=45.10+13.1625=58.625Pa（3）计算断面1-2处阻力和2处直径： 此时风量Q=56160m3/h.根据Q=56160m3/h和平均直径D=2.349m可查得Rm1=0.08Pa/m摩擦阻力Pm1= Rm1 L1=0.088=0.64Pa再由qv0/qv=1/5=0.2 查得局部阻力系数S=0.02。由此可得局部阻力为Pz1=0.0213.1625=0.2725Pa.则总阻力

14、为P1=Rm1L1+ Pz1=0.64+0.2725=0.9125Pa从而可得1-2全压Pq2=Pq1-Pz1=58.625-0.9125=57.7125Pa断面2的动压Pd2=Pq2-Pj=57.7125-45.10=12.6125Pa.断面2的流速Vd2=(212.6125)/1.30.5=4.40m/s断面2的直径D2=(561604)/(3.144.403600) 0.5=2.12m.（4）计算断面2-3处阻力和3处直径 ： 此时风量Q=42120m3/h.根据Q=42120m3/h和平均直径D=2.12m可查得Rm2=0.04 Pa/m摩擦阻力Pm2= Rm2x L2=0.048=0

15、.32 Pa再有由qv0/qv =0.25 查表得出局部阻力系数S=0.015由此可得局部阻力为Pz2=0.01512.6125=0.2042Pa则总阻力为P2=Rm2L2+ Pz2=0.32+0.2042=0.5242Pa从而可得2-3全压Pq3=Pq2- P2=57.7125-0.5242=57.1883Pa断面3的动压Pd3= Pq3- Pj=57.1883-45.10=12.0883Pa.断面3的流速Vd3=(212.0883)/1.30.5=4.31m/s断面3的直径D3=(421204)/(3.1436004.31)0.5=1.86m. （5）计算断面3-4处阻力和4处直径 ： 此

16、时风量Q=28080m3/h.根据Q=28080m3/h和平均直径D=1.86m可查得Rm3=0.050 Pa/m摩擦阻力Pm3= Rm3x L3=0.058=0.40Pa再有由qv0/qv=0.33 查表得出局部阻力系数S=0.016。由此可得局部阻力为Pz3=0.01612.3967=0.207Pa.则总阻力为P3=Rm3L3+ Pz3=0.40+0.207=0.607Pa从而可得3-4全压Pq4=Pq3- P3=57.4967-0.607=56.8897Pa断面4的动压Pd4= Pq4- Pj=56.8897-45.1=11.7897Pa.断面4的流速Vd4=(211.7897)/1.3

17、0.5=4.26m/s断面4的直径D4=(280804)/(3.1436004.26) 0.5=1.527m.（6）计算断面4-5处阻力和5处直径：此时风量Q=14040m3/h.根据Q=14040m3/h和平均直径D=1.527m可查得Rm4=0.06Pa/m摩擦阻力Pm4= Rm4x L4=0.068=0.48Pa再有由qv0/qv=0.5 查表得出局部阻力系数S=0.07。由此可得局部阻力为Pz4=0.0711.7897=0.825Pa.则总阻力为 P4=Rm4L4+ Pz4=0.48+0.825=1.305Pa从而可得4-5全压Pq5=Pq4-P4=56.8897-1.305=55.5

18、847Pa断面5的动压Pd5= Pq5- Pj=55.5847-45.1=10.4847Pa.断面5的流速Vd5=(210.4847)/1.30.5=4.016 m/s断面5的直径D5=(140404)/(3.1436004.016) 0.5=1.112m. 4.2.2 黄区黄区管道示意图如下： 图4.4 黄区矩形变截面等侧孔面积的均匀排风管道黄区的计算原理和绿区一样，由负压决定排量的计算公式可知： L=3600l2gH/P密度0.5其中 ：L 产生负压的排量差 H 负压值 g 重力加速度 缝隙和所有开孔的总局部阻力系数 P密度 空气密度 l 缝长 缝长 （在一般情况下小于等于0.0001m）

19、在负压为50Pa的情况下代入公式中可得： L=360020.000129.8100/1001.30.5=2m3/s=7200 m3/h此时的总排风量V=52800+7200=60000 m3/h；根据工业车间对送风速度的要求，规定空口平均流速V0。用此时的速度V0计算出静压速度Vj和侧孔面积f0。此时室内墙面长度度为60m，取孔口间距为12m，则此时可取5个孔口为益。平均每个孔口的风量为60000/5=12000m3/h，则侧孔面积为：f0=60000/(1236005)=0.2777侧孔静压流速Vj=V0/u=5.0/0.6=8.33m/s.侧孔应有的静压为为Pj=Vj2 p密度/2=45.

20、10Pa。相同的计算原理，得到黄区的计算数据入下表所示：截面数据11-2流量(m3/h)6288050304Pm(Pa)0.48Pq(Pa)58.62557.8725Pd(Pa)13.162512.7725V(m/s)4.504.43D(m)2.2242.00侧孔面积f0=0.2777(m2)取V=5 m/s Vj=5/u=5/0.6=8.33 m/s Pj=Vj2x p(密度)/2=45.10 Pa4.2.3 红区红区体积为1200m3,通风10次每小时，则通风量120010=12000m3由负压决定排量的计算公式可知： L=3600l2gH/P密度0.5其中 ：L 产生负压的排量差 H 负

21、压值 g 重力加速度 缝隙和所有开孔的总局部阻力系数 P密度 空气密度 l 缝长 缝长 （在一般情况下小于等于0.0001m）在负压为50Pa的情况下代入公式中可得： L=360020.000129.8150/1001.30.5=3.4m3/s=12240 m3/h则总的通风量为12240+12000=24240m3/h,（1）根据工业车间对送风速度的要求，规定空口平均流速V0。用此时的速度V0计算出静压速度Vj和侧孔面积f0。此时室内墙面长度度为20m，取孔口间距为4m，则此时可取5个孔口为益。平均每个孔口的风量为24240/5 =4848m3/h积为：f0=24240/(436005)=0

22、.3367侧孔静压流速Vj=V0/u=5.0/0.6=8.33m/s.侧孔应有的静压为为Pj=Vj2 p密度/2=45.10Pa。 （2）按Vj/Vd1.73的原则设定Vd：求出第一侧孔前的管道端面1处的直径D1，此时:Vd1=4.5m/s Vd1/Vj=8.33/4.5=1.851.73侧动压Pd1=4.521.3/2=13.1625Pa断面1直径D：D1=（4Q/u）1/2=1.38m, u为流速断面1全压Pq= Pd1+Pj=45.10+13.1625=58.625Pa（3）计算断面1-2处阻力和2处直径 ： 此时风量Q=19392m3/h.根据Q=19392m3/h和平均直径D=1.3

23、8m可查得Rm1=0.08Pa/m摩擦阻力Pm1= Rm1 L1=0.084=0.32Pa再由qv0/qv=1/5=0.2 查得局部阻力系数S=0.02。由此可得局部阻力为Pz1=0.0213.1625=0.2725Pa.则总阻力为P1=Rm1L1+ Pz1=0.32+0.2725=0.5925Pa从而可得1-2全压Pq2=Pq1-Pz1=58.625-0.5925=58.0325Pa断面2的动压Pd2= Pq2- Pj=58.0325-45.10=12.9325Pa.断面2的流速Vd2=(212.9325)/1.30.5=4.46m/s断面2的直径D2=(193924)/(3.144.463

24、600) 0.5=1.240m. （4）计算断面2-3处阻力和3处直径： 此时风量Q=14544m3/h.根据Q=14544m3/h和平均直径D=1.238m可查得Rm2=0.06Pa/m摩擦阻力Pm2= Rm2x L2=0.064=0.24 Pa再有由qv0/qv =0.25 查表得出局部阻力系数S=0.015由此可得局部阻力为Pz2=0.01512.9325=0.1940Pa则总阻力为P2=Rm2L2+ Pz2=0.24+0.1940=0.4340Pa从而可得2-3全压Pq3=Pq2- P2=58.0325-0.4340=57.5985Pa断面3的动压Pd3= Pq3- Pj=57.598

25、5-45.10=12.4985Pa.断面3的流速Vd3=(212.4985)/1.30.5=4.38 m/s断面3的直径D3=(145444)/(3.1436004.380.5=1.08m. （5）计算断面3-4处阻力和4处直径： 此时风量Q=9669m3/h.根据Q=9669m3/h和平均直径D=1.08m可查得Rm3=0.150 Pa/m摩擦阻力Pm3= Rm3x L3=0.054=0.20Pa再有由qv0/qv=0.33 查表得出局部阻力系数S=0.0167。由此可得局部阻力为Pz3=0.016712.4985=0.2087Pa.则总阻力为P3=Rm3L3+ Pz3=0.20+0.208

26、7=0.4087Pa从而可得3-4全压Pq4=Pq3- P3=57.5985-0.4087=57.1898Pa断面4的动压Pd4= Pq4- Pj=57.1898-45.1=12.0898Pa.断面4的流速Vd4=(212.0898)/1.30.5=4.31m/s断面4的直径D4=(96694)/(3.1436004.31) 0.5=0.891m.（6）计算断面4-5处阻力和5处直径：此时风量Q=4848m3/h.根据Q=4848m3/h和平均直径D=0.891m可查得Rm4=0.05Pa/m摩擦阻力Pm4= Rm4x L4=0.054=0.20Pa再有由qv0/qv=0.5 查表得出局部阻力

27、系数S=0.07。由此可得局部阻力为Pz4=0.0712.0898=0.846Pa.则总阻力为 P4=Rm4L4+ Pz4=0.20+0.846=1.046Pa从而可得4-5全压Pq5=Pq4-P4=57.1898-1.046=56.1438Pa断面5的动压Pd5= Pq5- Pj=56.1438-45.1=11.0438Pa.断面5的流速Vd5=(211.0438)/1.30.5=4.12 m/s断面5的直径D5=(48484)/(3.1436004.12) 0.5=0.6453m4.3 放射性气体过滤净化1、核工业过滤器种类 进风过滤器、排风过滤器；小型过滤器（ 1.0m2 ）、中型过滤器

28、（ 1.0-10m2 ）大型过滤器（大于 10m2 ）；框架式、折叠式、套筒式过滤器。2、核工业一般采用框架式折叠式带分隔板（外滤式带分隔板）在核电厂、核燃料后处理厂和放化实验室，产生含碘的放射性气体，碘吸附器成为重要的净化设备。3、在核工业空气净化系统中采用碘吸附器除掉放射性碘。 (1)折叠式碘吸附器外形尺寸610610 292mm 额定风量是1700 m3/h，吸附剂厚度为25.4mm，一般在管道系统中单独使用 附图1 (2)抽屉式碘吸附器由三个抽屉吸附器盒组成一个吸附器盒。 额定风量是567 m3/h，吸附剂厚度为50.8mm，每个抽屉吸附器盒由上、下两个单独的吸附剂炭床组成，炭床里充填

29、浸渍活性炭，两个吸附剂床之间为中间通道，空气从上下两个吸附剂炭床进入，从中间通道到面板开口处流出来，吸附剂炭床由上下两块穿孔钢板构成，开孔率不少于30%，孔的直径一般为1.15mm，孔的排列为梅花形，钢板四周边留有13mm宽的不穿孔部分，防止气流的沟道效应。抽屉式碘吸附器采用不锈钢制作，穿孔钢板厚度0.6-1.0mm，框架用板材冲压成型，厚度1.5-2.0mm.焊接采用钨极氩弧焊，氩气纯度不低于99.99%，垫片采用氯丁海绵橡胶，厚度6mm宽度18mm.使用时将表面皮切掉。碘吸附器的更换活性炭的老化（风化）使性能变差，影响使用寿命一般使用寿命18个月，备用系统36个月监控、通风机20h后取样检

30、验，确定是否更换 。更换碘吸附器之前，用容器密封起来（放射性碘半衰期I14天）短时间衰变后至允许剂量后再进行更换。4.4 送风机型号和配套电机的选定要选定风机的型号必定要先知道系统的总风阻力和送排风量，在办设计中已经分别计算得出进风口和排风口的阻力，再加上风机和送排风道的阻力既可得出系统的总阻力。由上计算得出绿区的送风量为 Qv=54000m3/h.由于表中查出可得摩擦阻力系数Rm=0.12Pa/m.而由车间的尺寸和风管的设计长度可以估算出风管的总长度应该为40+6=46m.由此可得摩擦阻力为P=46x0.12=5.52Pa。查表得局部阻力系数=0.3弯管和风机和吸气罩共有6个 则=6x0.3

31、=1.8局部阻力为 Pz=58.26x1.8=104.868Pa因此系统的总阻力为5.52+58.26+104.868=168.648Pa再有向标准情况下的修正可得风机风压为P=168.648x1.2=202.378Pa风量的修正为54000 x1.15=62100 m3/h 按照排量和风阻可得到风机的型号为Y132M-6-NO.12.5 配套电机YT160M-6同理可以得到黄区的送风机由上计算得出黄区的送风量为 Qv=52800m3/h,由于表中查出可得摩擦阻力系数Rm=0.12Pa/m.而由车间的尺寸和风管的设计长度可以估算出风管的总长度应该为6+60=66m.由此可得摩擦阻力为P=66x

32、0.12=79.2Pa。查表得局部阻力系数=0.3弯管和风机和吸气罩共有6个 则=6x0.3=1.8局部阻力为 Pz=58.26x1.8=104.868Pa因此系统的总阻力为79.2+58.26+104.868=242.328Pa再有向标准情况下的转变可得风机风压为P=242.328x1.2=290.794 Pa修正后的风量为52800 x1.15=60720m3/h按照排量和风阻可得到风机的型号为Y280S-6-NO.12 配套电机YT160M-64.5 排风机型号和配套电机的选定 由上计算得出绿区的送风量为 Qv=70200m3/h,由于表中查出可得摩擦阻力系数Rm=0.08Pa/m.而由

33、车间的尺寸和风管的设计长度可以估算出风管的总长度应该为6+40=46m.由此可得摩擦阻力为P=46x0.08=3.68Pa。查表得局部阻力系数=0.3弯管和风机和吸气罩共有6个 则=6x0.3=1.8局部阻力为 Pz=58.625x1.8=105.525Pa因此系统的总阻力为3.68+58.625+105.525=167.83 Pa再有向标准情况下的转变可得风机风压为P=167.83x1.2=201.40 Pa可以得到黄区的排风机由上计算得出黄区的送风量为 Qv=52800m3/h,由于表中查出可得摩擦阻力系数Rm=0.12Pa/m.而由车间的尺寸和风管的设计长度可以估算出风管的总长度应该为2

34、+60=62m.由此可得摩擦阻力为P=62x0.12=7.44Pa。查表得局部阻力系数=0.3弯管和风机和吸气罩共有6个 则=6x0.3=1.8局部阻力为 Pz=58.625x1.8=105.525Pa因此系统的总阻力为7.44+58.625+105.525=171.59 Pa再有向标准情况下的转变可得风机风压为P=171.59x1.2=205.9Pa修正后风机的风压为205.9x1.2=247.1 Pa修正后的风量为52800 x1.15=60720 m3/h按照排量和风阻可得到风机的型号为Y225M-6-NO.12.5 第五章 净化设备的选定5.1 空气净化原理 空气污染物的净化可分为通风排气中粉尘的净化、通风排气中有害气体的净化、通风进气中粉尘的净化、通风进气中有毒气体的净化和室内污染物的净化。通风排气中粉尘的净化也称为工业除尘，对工业生产过程中散发的粉尘经过净化处理达到排放标准才允许排入大气；通风排气中有害气体的净化是对生产过程中散发的废气进行净化处理，以达到排放标准的要求；通风进气中对粉尘的净化称