大学通风工程课程设计之常方印篇

第第页《通风工程》课程设计说明书学院：建筑工程学院专业：建筑环境与能源应用工程班级：建环13（本1）指导老师：黄文先姓名：常方印学号：13161403目录前言············································2设计原始资料及设计任务····················3一.设计原始资料····························3二.设计任务················5通风除尘系统设计·············6一.风管的选择················6二.其他设备的确定··············7三.除尘系统管道水力计算···········7四.对管路进行阻力平衡···········12五.计算系统的总阻力············14六.选择风机················14通风系统的安全管理············13一.一般性管理···············13二.其他管理················13参考资料·····················14设计小结····················16前言《通风工程课程设计》是通风工程课程学习的重要部分，其主要任务是，了解控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，和创造良好的生产环境和保护大气。做好通风工程工作，一方面能够改善生产车间或其周围的空气生产条件，防止职业病的产生，保护人民健康，从而提高劳动生产效率；另一方面可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着当今工业的不断发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增加，大气污染已经成为了全球性的问题。如何做好工业通风，是我们《通风工程课程设计》研究人员的一项重要职责。此次课程设计为工业通风中的除尘系统设计，主要要将车间产生的大量粉尘通过合理有效的除尘系统来净化空气，提高车间及其周围环境的空气质量。车间中的粉尘浓度如果达到一定值可能会造成爆炸，严重影响人们的生产生活和社会的安定和谐。因此需采取有效的通风措施在有害物产生地点把它们收集起来，经过净化处理排至室外，使车间内有害物浓度低至国家卫生标准规定的最高允许浓度以下。通过此次设计，使我们亲自动手进行通风除尘系统的设计及计算，切实体会通风除尘在工业生产中的重大作用，理论联系实践，培养了我们的动手能力以及合作能力，感谢老师精心为我们挑选的课程设计题目，我们定将更加努力，把《通风》这项专业课程学好。第一章设计原始资料及设计任务一.设计原始资料有一通风除尘系统如下图所示，风管全部用钢板制作，管内输送含有轻矿物粉尘的空气，气体温度为常温。各排风点的排风量和各管段的长度如下图所示，该系统采用袋除尘器进行排气净化，除尘器的阻力为△P=1200Pa。请对该系统进行设计计算,包括风管断面尺寸和阻力,并选择风机和电机。图1通风除尘系统图设计任务1.课程设计内容：（1）除尘管道设计（管道摩擦阻力、局部阻力计算，管道压力分布分析计算，管道尺寸计算，均匀送风管道的计算）；（2）排风罩设计（排风罩的形式确定、排风量计算）；（3）除尘器选择（除尘器的效率、阻力、处理风量的计算）；（4）通风机选择（通风机风量、风压、功率、效率的确定）；学生根据给定设计材料，分析后，合理安排设计内容，进行以上4方面的设计，最终完成整个系统的通风与除尘设计。2.基本要求：（1）设计之前，仔细阅读设计大纲和课程设计任务书，明确设计目的和任务；（2）弄清设计材料中尘源分布及特点；（3）计算、设备选型必须有科学依据或依照专门的设计规范；（4）设计图纸必须清晰、整洁，符合工程图的基本要求；（5）独立编写设计说明书，字数不低于2000字，并列出参考文献资料目录。通风除尘系统设计一.风管的选择用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比，在相同断面积时圆形风管的阻力小、材料省、强度也大；圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。但是圆形风管管件的放样、制作较矩形风管困难；布置时不易与建筑、结构配合，明装时不易布置得美观。当风管中流速较高，风管直径较小时，通常使用圆形风管。所以此处选用圆形风管。二.其他设备的确定布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1～2）倍管径。故此处取弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取；同时，还应尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。经查资料可知，选用DMC112型袋式除尘器，它的进口尺寸，风机进口直径,风机出口尺寸。且根据该车间内粉尘的特性，布袋应选用抗静电拒水防油型特殊滤料。三.除尘系统管道水力计算⑴对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见附图。⑵选定最不利环路，本系统选择1—3—5—除尘器—6—风机—7为最不利环路。⑶根据各管道的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据表6-4（除尘风管的最小风速），输送含有水泥粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管12，水平风管14。查资料可知，袋式除尘器的反吹风量1740及风管漏风率按10%计算，管段6及7计算风量为（1200+1500+4000）×1.1+1740=9100管段1根据（0.33）、则，由附录6可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录6的通风管道统一规格。同理可查得管段3、5、6、7的管径及比摩阻，具体结果见表1确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力，见表1查附录5，确定各管段的局部阻力系数。编号1234567管径mm175200260320420530530比摩阻12.512.59931.51.5表一段1摩擦阻力局部阻力矩形伞罩弯头（）1个根据查得管内动压管段1的阻力段2摩擦阻力局部阻力矩形伞形罩弯头（）2个合流三通（2—3）见图2查得管内动压管段2的阻力③管段3摩擦阻力局部阻力合流三通（3—5）见图2查得管内动压管段2的阻力段4摩擦阻力局部阻力矩形伞罩弯头（）1个合流三通（4→5）见图2查得管内动压管段4的阻力⑤管段5摩擦阻力除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸，变径管长度，管内动压管段5的阻力⑥管段6摩擦阻力局部阻力除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器出口尺寸，变径管长度,弯头（）2个管内动压管段6的阻力⑦管段7摩擦阻力局部阻力根据设计经验，初步选择4-68No.5A风机,风机的出口尺寸为扩散角度按设计定为带扩散管的伞形风帽（）管内动压管段7的阻力四.对管路进行阻力平衡：节点A（详情请见附表二）为使管段1、2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力，改变管段1的管径。根据公式（8-20），根据通风管道统一规格，取。其对应的阻力，此时处于平衡状态。节点B为使管段3、4达到阻力平衡，改变管段3的管径。根据公式（8-20），根据通风管道统一规格，取。其对应的阻力此时处于平衡状态，符合要求。五.计算系统的总阻力：由于，故核定为管道1—3—5—除尘器—6—风机—7为主管线。该系统的总阻力六.选择风机：风机风压风机风量选用4-68No.5A风机，其性能为风机转速：n=2900r/min。配用型电动机，电动机的功率为通风系统的安全管理一.一般性管理：对经常检查维修的地点，应设安全通道。在检查维修处，如有危及安全的运动物体，均需设防护罩。人可能进入而又有坠落危险的开口处，应设有盖板或安全栏杆。除尘设备的内部应设36V检修照明灯，大、中型除尘器的平台、梯子、储灰仓及输灰装置处应设220V照明灯。照明灯的最低光照密度10lx，适用光源为汞灯或钠灯。此处除尘器在非防雷保护范围区域，设立防雷装置，并且设置设备和金属结构的接地以及管道的接地。为了防止空气中的可燃物含量达到爆炸极限，遇到电火花、金属碰撞引起的火花或其它货源而爆炸。虽然此处抛光车间里是布轮与金属接触，不会产生电火花，为了以防万一，还是应注意一下。二.其他管理：运行前应检查除尘器各个检查门是否关闭严密，各转动或传动部件是否润滑良好；处理热、湿的含尘气体时，除尘器开车前应先预热滤袋，使其超过露点温度，以免尘粒粘结在滤袋上。一般预热约5～15min。预热期间滤袋和风机需一直运转，而清灰机构不运行。预热完成，则整个系统才可投入正常运行。如系统另外设有热风加热装置，则应先运行；运行时，要始终保持除尘器灰斗下面排灰装置运转。不宜将除尘器的下部决斗作贮灰用；定期检查除尘器压力损失是否符合设计要求，清灰机构运行是否正常；在停车后，清灰机构还需运行几分钟，以清除滤袋上的积尘；经常检查滤袋有无破损、脱落等现象，并立即解决。检查方法可采取：观察粉尘排放浓度，是否冒灰，检查滤袋干净一侧，如发现有局部粉尘有明显粘结，通常表明对面滤袋有破损；检查滤袋出口花板有否积灰等；检查分室反吹的各除尘室，排风及进风阀门动作是否协调正常；注意脉冲阀动作是否正常，压缩空气压力是否符合要求；及时清理及运走除尘器排出的粉尘；除尘系统应在所服务的工艺设备运行前开车，在其停止运行后停车。参考资料：【1】.陆亚俊.暖通空调.中国建筑工业出版社，2010；【2】.蒋仲安.工业通风与除尘[M].冶金工业出版社，2010；【3】.马中飞编著.工业通风与除尘.中国劳动社会保障出版社，2009.1；【4】.苏汝维等编.工业通风与防尘工程学.北京：北京经济学院出版社，1991；【5】.孙一坚编.《工业通风（第三版）》.中国建筑工业出版社，2006年。设计小结此课程设计在编写过程中，力求以阐明基本设计思想、基本理论及设计方案为基础，尽量做到理论联系实际，考虑了实际可行性。在管道长度及计算过程中可能存在少许误差。此次课程设计，通过对某一通风除尘系统设计的分析、计算、总结，使我有效地把理论知识运用到实际当中，从而提高了发现问题与解决问题的能力，同时学会了怎样计算工厂车间通风除尘系统的阻力计算等，对自己毕业所从事的的工作发展有了更深入的认识。我在设计的工程中很好地巩固了已学知识，也学到了许多新知识。许多知识是自己在学习过程当中可以发现并学习的。同时也发现自己专业知识的不足,需要继续努力学习。设计过程中，曾出现过很多次错误，不断地积累经验，反复地计算，印证了“熟能生巧”这句话。更重要的一点是，为我以后毕业论文的设计打下了良好的基础。为避免产生思维定势，本次课程设计未参考往届学生的课程设计模板。感谢老师能给这次工业通风课程设计的实际锻炼，使我熟练掌握管道摩擦阻力、局部阻力计算，管道压力分布分析计算，管道尺寸计算的约束条件，设计计算方法，均匀送风管道的计算，设计中的有关问题等许多在课堂上学不到的东西，培养了我认真、细致，熟练掌握通风除尘系统设计计算方法的技巧。此次课程设计中存在的不足之处，恳请老师予以批评指正。管段编号空气流量管长管径管内风速动压局部阻力系数局部阻力单位长度摩擦阻力摩擦阻力管段阻力备注L/mD/mmv/(m/s)Pd/pa∑ε△Pz/paRmL/paRmL+Z/paRm/（pa/m）123456789101112最不利环路10.331117512.593.751.09102.226.5137.5239.7不采用此值30.75526014101.40.4949.794594.7不采用51.8644201631219.2662.534530872.60.643.561.5649.5672.538530872.60.750.821.51262.821’0.33111909.756.51.0961.56