工业通风课程设计及工业通风第四版答案

安庆市电机公司电镀车间通风系统工程设计说明书专业班级：建环班姓名：学号：指导老师：设计日期：2017年6月指导教师评价结合以下几个方面写出评语：1.平时表现（遵守纪律，不迟到、早退，无旷课）；2.学习态度（查阅资料、学习主动性、与教师的沟通等）；3.知识掌握（专业知识掌握好，能够学以致用、理论联系实际）；4.成果质量（课程设计是否全面、完整、图文并茂，重点突出；表达清晰、字迹工整、层次清楚；格式、字数符合要求；能提出问题、分析无问题、解决问题，理论应用实际）评语：成绩：指导教师签字：日期：前言工业通风影响车间的空气质量和工作效率,良好的通风可以提高产品质量，保证生产正常运行。而在工业生产活动中，工业通风的主要任务控制工业生产过程中产生的粉尘、颗粒物、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境，保护大气空气质量。随着近年来工业和科学技术的快速发展，工业上散发的污染物得种类和数量也是在与日俱增，而且对人的危害和对大自然的危害也越来越大，所以要维持一个良好的环境，就必须控制污染物的释放和允许释放浓度，有效消除工业污染物。在采用通风设置时，要考虑多方面因素，比如系统的负荷能力，通风除尘效率，能源的可持续发展，环境友好型能，建筑节能和建筑能耗，等等。所以，在不同的工业生产中，根据工业污染物的性质和污染物散发途径，建筑结构特性，结合不同通风方法的除尘机理，设置除尘设备，把室内产生的污染物排至室外，另外，还有在通风系统上设置空气净化设备，把室内的污染物浓度吸收净化至大气允许排放标准浓度，保证室内外环境的空气不受污染，创造一个舒适美好的室内外环境。1概述1.1研究背景在工业生产过程中，如何为环境创造一个清洁的空气环境（包括大气环境和室内空气环境），已经是21世纪人类生命科学的重要课题，作为改善环境的因素——通风除尘系统的设计越来越得到大家的重视。通风工程在我国实现四个现代化的进程当中，一方面起着改善居住建筑和生产车间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用，另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所必不可少的一个组成部分。工业通风的主要任务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境和保护大气环境。1.2研究目的通过收集及利用现场资料进行制图、计算，根据操作区的有害气体与粉尘浓度低于国家规定的允许值，进行送、排风及除尘系统的设计；并分析在电镀车间生产过程中散发的各种污染物（颗粒物、污染蒸汽和气体）以及余热和余湿，进行计算并加以控制，减少工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏。稀释室内有害气体浓度，改善操作区的环境为工作人员提供舒适的工作环境，消除对车间环境及设备的污染，提高工作人员的健康和舒适感。2车间概况2.1车间厂址及室外气象资料公司选址在安徽省安庆市，位于安徽省西南部，长江下游北岸，皖河入江处，北纬29°47′～31°17′、东经115°46′～117°44′。长江流经市境200余公里。安庆地区属北亚热带湿润季风气候区，具有季风明显、四季分明、气候温和、雨量充沛、光照充足、无霜期长等气候特点，安庆的年平均气温约为17℃，冬季各月的平均气温均在5℃左右，并不算冷；夏季各月的平均温度在22-28℃左右，极端最高气温也未超过40℃，不算太热，无霜期在250天左右。安庆降水充沛，年平均降水量1300mm-1500mm，主要集中在4-8月，占年降水总量的70%以上，特别是6-7月的梅雨期间，常有大到暴雨出现。具体见表2-1。2-1室外气候参数表地区纬度（北纬）经度（东经）年平均气温年降水量室外计算干球温度（℃）气候冬季夏季安庆29°47′--31°17′115°46′--117°44′17℃1300mm-1500mm5℃22℃-28℃北亚热带湿润季风2.2车间建筑结构资料车间分为生产部和辅助部分。生产部分包括：准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部等，辅助部分为发电室、生活间等。车间为单层电镀车间，建筑面积为1088.6平方米。墙——普通红砖墙；墙厚度：240mm，墙内有20毫米厚的1：:25水泥砂浆抹面，外涮耐酸漆两遍。屋顶——带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；窗——钢框玻璃，尺寸为1.50×1.80米；地面——非保温水泥地坪；外门——木制，尺寸为1.50×2.50米，带上亮子。电镀车间容易对环境造成污染，应单独建造厂房，并且布置在当地风向的下风侧。2.3工艺过程所有由厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先要进行表面清理，其方法有：机械处理和化学处理。机械处理：体积较大的零件在喷砂室中去锈，体积较小的镀锌件在滚筒内用砂参石灰清除其上毛刺和氧化皮（湿法处理）。化学处理：需要化学处理的零件，先在苛性碱溶液中去油，对氧化层很厚的零件，则需在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。需要磷化处理的条件，经表面清理后用苏打水去油，在去油后进行磷化处理，处理后再在皂液和油中进行处理，以提高防腐力。零件经过表面处理后，在电镀前还要进行精细的电解去油和用淡的酸溶液去锈，然后进行电镀：镀锌：零件在氰化液槽中挂镀；镀镍：零件在酸性溶液中镀镍，在镀镍前需在氰化液中镀铜；镀锡：在碱性溶液中镀锡；镀铬：在铬液中镀铬，镀后在回收槽洗去附在镀件上的电解液。电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗，为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光。电解液的分析、配置和校正，均在溶液配制室内进行。2.4工作班制本车间为两班工作制。2.5热源参数2-2热源参数表设备编号设备名称设备规格溶液温度（℃）溶液性质10，14热水槽800×600×70050*13化学去油槽1500×800×80080碱18，40，32热水槽800×600×70050*20，21电解除油槽1000×600×80070碱*26镀铬槽1000×600×80050酸*27苏打槽600×500×70070碱*28磷化槽1000×800×80090酸*30皂液槽600×500×7007031油槽600×500×700120*41镀锡槽1000×800×80070碱查相关手册可得，冬季室外设计温度为-5℃，室内设计温度根据劳动强度的不同分别为：Ⅰ级18-21℃，Ⅱ级16-18℃，Ⅲ级14-16℃，Ⅳ级12-14℃。电镀车间准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部、发电室均为16℃。3供暖通风计算3.1车间各工部室内热负荷计算车间室内空气条件如下：（1）温度：冬季14～18℃夏季按工业车间卫生标准要求，不高于夏季室外通风计算温度３（2）湿度：冬季湿作业部分取相对湿度为65%，一般部分取50%。夏季不作规定。已知单位单位面积热负荷为K=10w/㎡℃，所以根据式子其中--建筑面积，；可分别计算，具体见表3-13-1热负荷计算表编号工部名称房间面积

（㎡）K（W/㎡℃）tn-tw（℃）Q（W）1002机房67.11015100651003溶液室45.768551004准备室93.2139801005电镀部137.4206101006抛光部45.768551007发电室93.2139801008喷砂室137.420610总计92955注：由于时间关系，负荷不详算，给定单位面积热负荷10℃，据此估算，实际应按采暖符合计算。3.2车间各工部冷风渗透量和大门侵入冷风量计算据要求按维护结构耗热量的20－40％进行估算得，具体见表3-2。3-2冷风渗透耗热量表工部编号维护结构耗

热量(W)渗透量占总耗热百分比（%）冷风渗透量总的耗热量1008108003032401404010061080032401404010071221036631587310047673230299751003767323029975100521600648028080总计707562122791983注：由于时间关系不详算，冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量按维护结构耗热量的20－40％进行估算，实际应按采暖方法进行计算。3.3车间各工部电动设备、热槽散热量计算电动机和工艺设备的散热量Qs可按下式进行计算：为电动机的总安装功率；为电动机的效率；同时使用系数，一般取0.5-1.0；安装系数，一般为0.7-0.9；负荷系数，一般取0.4-0.5。所以计算结果可得表3-3。3-3电动设备散热量表设备名称设备功率（kW）散热量（W）抛光机0.80.80.80.450.79291.65去毛滚筒0.10.80.80.450.7836.92电动发电机90.80.80.450.6254147.2热槽散热量分为液体表面散热量和设备表面散热量。设备表面散热量：式中：--0.2～0.3m/s--设备外表面温度，℃

--室内计算温度，℃

--设备外表面积,液体表面散热量：（溶液温度为室温或者温度不定的忽略不计），具体计算结果如下表（表3-4）：3-4热槽散热量表设备名称溶液温度（℃）室内空气流速（m/s）室内平均计算温度（℃）设备外表面积传热系数设备外表面积（㎡）溶液表面积（㎡）设备外表面积散热量（kW）溶液表面积散热量（kW）总散热量（乘以台数）（kW）热水槽500.251613.381.960.480.600.111.42化学去油槽800.31613.733.681.21.160.521.68热水槽500.251613.381.960.480.60.12.1电解除油槽700.31613.732.560.60.80.22镀铬槽500.351614.082.560.60.80.10.9苏打槽700.31613.731.540.30.40.10.5磷化槽900.31613.732.880.80.90.41.3皂液槽700.31613.731.540.30.40.10.5油槽1200.31613.731.540.30.40.20.6镀锡槽700.351614.082.880.80.90.31.2各工部电动设备、热槽总散热量由表3-5得出为16.68kw3-5各工部电动设备、热槽散热量表（kW）喷砂部抛光部发电室准备室溶液配置室电镀部0.03690.2928.2948.67.211.23.4人体散热量式中Q--人体散热量，kJ/h；--考虑不同性质的工作场所、成年男子、成年女子和儿童的比例不同的群集系数；--人数，个；--每个成年男子的散热量，kJ/h(取175kJ/h)。综上所述，本车间总设计热负荷为108.25kw。选用机械循环热水采暖系统，系统中设有水泵，热媒（≤110℃的热水）进行强制循环。考虑节省管材，采用单管上供下回式系统。因为车间为单层，不必考虑水力垂直失调现象，并且此系统施工方便，造价低，调节配件少。选用耐腐蚀的铸铁柱形散热器。根据式由上式计算可得散热器片数和面积,热源以区域锅炉房供热，经济效益高。3.5车间各工部散湿量计算3.5.1人体散湿量式中--人体散湿量，kg/h；--计算时刻空调区内总人数；φ--群集系数；g--一名成年男子每小时的散湿量g/h3.5.2热槽表面散湿量式中--敞开热槽表面散湿量，Kg/s--单位水面蒸发量，kg/(·h)A--蒸发表面面积，3-6热槽表面散湿量表设备名称数量设备规格溶液温度（℃）单位水面蒸发量kg/(m2·h)蒸发表面面积(m2）敞开热槽表面散湿量/个（Kg/s）冷水槽2800×600×700503.120.480.000416333有色金属腐蚀槽11500×800×8008017.81.20.00593808热水槽2800×600×700503.120.480.000416333黑色金属腐蚀槽11500×800×800室温3.121.20.001040832化学去油槽11500×800×8008017.81.20.00593808溶液配置槽1600×500×7007010.350.30.00086319溶液配置槽1600×500×700不定10.350.30.00086319酸洗槽21000×600×800室温10.350.60.00172638热水槽3800×600×700503.120.480.000416333冷水槽7800×600×7003.120.480.000416333电解除油槽21000×600×8007010.350.60.00172638回收槽1800×600×700室温3.120.480.000416333镀铬槽11000×600×8005010.350.60.00172638苏打槽1600×500×7007010.350.30.00086319磷化槽11000×800×800Vx=0.3m/s9010.350.80.00230184皂液槽1600×500×7007010.350.30.00086319油槽1600×500×70012046.920.30.003913128镀镍槽11000×800×800室温10.350.80.00230184镀铜槽11000×800×800室温10.350.80.00230184中和槽1800×600×7003.120.480.000416333镀锌槽11000×800×80010.350.80.00230184镀锡槽11000×800×8007010.350.80.00230184各工部的散湿量等于人员散湿量和设备散湿量之和，如下表3-7各工部总的散湿量表工部名称人员散湿量 （Kg/s）设备散湿量（Kg/s）总散湿量（Kg/s）喷砂部0.0000875700.00008757抛光部0.0000875700.00008757发电室000准备室0.0001313550.0145823230.014713678溶液配置室00.001726380.00172638电镀部0.0002189250.0307766020.0309955273.6车间各工部机械排风量计算3.6.1喷砂部排风量喷砂室采用局部防尘密闭罩，排风的作用有两个：一是防止粉尘跑出；二是保证工作空间一定的可见性。排风量按下式计算：式中--密闭罩的排风量，m³/s；--物料下落时带入罩内的诱导空气量，m³/s；--从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m³/s；--因工艺需要鼓入罩内的空气量，m³/s；--在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量，m³/s。取0.2m³/s，取0.08m³/s，只有少量设备如自带鼓风机的混砂机等才需要考虑，本设备取0.08m³/s，在工艺过程发热量大、物料含水率高时才需要考虑，本设计忽略不计。故喷砂部总排风量=（0.2+0.08+0.08）×数量=0.36×2=0.72m³/s.3.6.2抛光部排风量抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件，抛光轮的排气罩应采用外部吸气罩，排风量根据轮径采用以下式子计算：式中--与轮子材料有关的系数--抛光轮的直径本设计中采用布质光轮时，排风量按每毫米轮径6m³/h计算，即a=6m³/h·mm，布质光轮的直径d=200mm，因为抛光部有2台抛光机，每台抛光机有2个轮子，所以一共有4个抛光轮，故抛光部的总排风量为：3.6.3槽边排风罩排风量a.单侧及双侧排风的选择：槽宽B≤700mm宜采用单侧排风B＞700mm宜采用双侧排风B＞1200mm宜采用吹吸式排风罩b.条缝式槽边排风罩的排风量条缝式槽边排风罩有单侧和双侧，高截面和低截面之分，风量计算如下式：高截面单侧排风高截面双侧排风低截面双侧排风低截面单侧排风式中A、B--长、槽宽M、--排风起始速度，m/s.以有色金属为例做详细计算：则其他槽边排风罩的排风量同上，计算结果见表3-8。3-8槽边排风罩排风量表设备编号设备名称控制风速A×B形式总排风量一侧排风量(m3/s)v(m/s)L(m2/s)*9有色金属腐蚀槽0.31500×800高截面双侧0.550.28*12黑色金属腐蚀槽0.351500×800低截面双侧0.970.48*13化学去油槽0.351500×800高截面双侧0.640.32*15*16溶液配制槽0.3600×500高截面单侧0.480.48*18*40*32热水槽0.25800×600低截面单侧0.340.34*17酸洗槽0.31000×600高截面单侧0.320.32*20电解除油槽0.351000×600高截面单侧0.380.38*25回收槽0.3800×600低截面单侧0.360.36*26镀铬槽0.51000×600高截面单侧0.540.54*27苏打槽0.3600×500高截面单侧0.170.17*28磷化槽0.31000×800低截面双侧0.60.3*30皂液槽0.3600×500高截面单侧0.170.17*34镀镍槽0.31000×800高截面双侧0.40.2*35镀铜槽0.31000×800低截面双侧0.60.3*36中和槽0.3800×600高截面单侧0.270.27*38镀锌槽0.351000×800高截面双侧0.470.23*41镀锡槽0.351000×800低截面双侧0.70.353-9各工部排风量汇总表编号工部名称排风量m3/s1003溶液配制室0.491004准备工部2.51005电镀部5.961006抛光室1.331008喷砂室0.634水力计算4.1除尘系统水力计算以喷砂室为例，该工部有该工部有两台喷砂设备，产尘设备及传动设备留在罩外，便于观察和检修。局部密闭罩的容积小、排风量少、经济性好。根据前面计算的排风量结果，得每台喷砂机的排风量为1140m3/h（0.315m3/s），由《简明通风设计手册》查得喷砂室的颗粒粒径大于10μm的可达85%左右，而旋风除尘器在处理粒径大于10μm的颗粒物时效率可达90%以上，所以选用旁路式旋风除尘器对颗粒物进行处理，除尘阻力△P=800Pa，采用圆形风管。4.1.1除尘系统水力计算步骤1.对各管段进行编号，标出长度和管径，如图4-1.4-1除尘系统图2.选定最不利环路：1-3-除尘器-4-风机-5。查通风设计手册得除尘管道内最低流速为：水平管14m/s，垂直管12m/s。考虑到除尘器及风管漏风，管段4和5的计算风量为。3.根据各管段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。对管段1：根据，由相关手册查得管径和和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。。同理可查得各管段的管径和比摩阻，具体结果见表4-1。4-1水力计算表管段编号流量[m3/h]长度l(m)管径D(mm)流速（m/s）动压P(Pa)局部阻力系数∑§局部阻力Z（Pa）单位长度摩擦阻力Rm（Pa/m）摩擦阻力Rml（Pa/m）管段阻力Rml+Z(Pa)11140817012.1294.751.09103.287.560163.2832280422013.86123.900.5264.4310.943.6108.0342394225012.1094.430.8678.358.917.887.2552394525012.0693.810.7469.427.336.5105.92211404.517012.1194.591.0296.487.433.3129.78除尘器8004.确定管段2的管径和和单位长度摩擦阻力，见表4-1。5.查课本，确定各管段的局部阻力系数。管段1：该管上有等高条缝ζ=2.34；设备密闭罩§=1.0（对应接管动压），90°弯头（R/D=1.5）2个，§=0.17，∑§=1.34。管段2：90°弯头（R/D=1.5）一个，§=0.17。同理可得其他管段，具体见表4-1。6.计算各管段的沿程阻力和局部阻力，具体见表4-1。7.对并联管段进行阻力平衡。汇合点A：△P1=163.28Pa，△P2=129.78Pa<10%所以管段1、2的管径属于合格的范围。8.计算系统的总阻力：4.1.2风机的选择风机风量：风机风压：选用C4-68NO.6.3风机，，风机转速n=1600r/min皮带传动，配用Y132S2-Z型电动机，电动机功率N=7.5kW。4.2槽边罩排风系统槽边排风罩是外部吸气罩的一种特殊形式，专门用于各种工业槽，它是为了不影响工人操作而在槽边上高置的条缝型吸气口。要求确定送风截面管形状、风管尺寸、有害气体处理设备型号、系统阻力和风机型号。4.2.1确定排风量、排风罩阻力以准备工部有色金属槽为例详细计算，因为B＞700mm，采用双侧槽边排风罩。圆形伞形罩通过的风量为其他设备穿过风量。根据国家设计标准，条缝式槽边罩的断面尺寸（E×F）共有三种，200mm×200mm、250mm×250mm、250mm×200mm。本题选用E×F=250mm×250mm。控制风速有色金属槽排风量每一侧排风量假设条缝口风速(一般取7~10m/s)采用等高条缝，条缝口面积：条缝高度：条缝式槽边排风口损失：为了保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。因此条缝式槽边排风罩阻力式中ζ--局部阻力系数，ζ=2.34v0--条缝口上空气流速，m/sρ--周围空气密度，kg/m3所以净化装置采用DGS—B-3型玻璃钢酸雾净化塔，该设备具有阻力小，能耗省，噪声低，处理效率高，能处理氯化、氢氟化、氢、氨、硫酸雾、铬酸雾、氰氢酸、碱蒸汽、硫化氢等气体，经几年使用净化效率均在93%以上。管道布置：槽由相应的风管支管连接，然后接到干管上，由干管输送到净化设备。系统划分与管道布置如下图所示：4-2槽边罩排风系统图4.2.2槽边罩排风系统水力计算步骤用假定流速法进行水力计算，假设支管流速为6m/s，干管流速为14m/sa.对各管段进行编号，标出长度和风量。b.选定最不利环路：1-3-5-净化器-6-风机-7。c.根据各管段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，并查阅资料得出管件的局部阻力系数。1.管段1：槽高为0.9，流量为0.21m3/s,选择管径为175mm,实际流速为9m/s，Rm=7.2Pa/m，该管上有等高条缝ζ=2.34；一个直角合流三通ζ=1；90°弯头(R/D=1.5)1个，ζ=0.17；则总局部阻力系数：∑ζ1=3.51。2.管段3：流量为0.42m3/s,选择管径为225mm，实际流速为9m/s,Rm=12Pa/m.一个直角合流三通ζ=1所以∑ζ2=1.03.管段5：流量为0.40m3/s,选择管径为225mm，实际流速为13m/s,Rm=12.6Pa/m该管上一个渐扩管ζ=0.6；则总局部阻力系数∑ζ3=0.64.管段6：流量0.40m3/s,选择管径为225mm，实际流速为13m/s,Rm=12.6Pa/m该管上有一个渐扩管ζ=0.6；1则总局部阻力系数∑ζ5=0.65.管段7：流量为0.40m3/s,选择管径为225mm，实际流速为14m/s,Rm=12.3Pa/m。该管上有一个渐缩管ζ=0.1；1个带扩散管的伞形风帽ζ=0.55；则总局部阻力系数∑ζ5=0.65具体见表4-2。4-2各管件局部阻力系数表管段号局部阻力构件局部阻力系数总计1条缝式槽边罩2.343.51直角合流三通1.090°弯头0.173直角合流三通1.01.04渐扩管0.60.65渐扩管0.60.66渐扩管0.60.67渐缩管0.10.65伞形风帽0.55d.确定最不利环路并联支路2、4管段的管径以及沿程摩擦阻力和局部阻力，计算结果见表4-3.1.对管段2：流量为0.21m3/s,选择管径为175mm，实际流速为9m/s,Rm=7.2Pa/m2.对管段4流量为0.36m3/s,选择管径为225mm，实际流速为12m/s,Rm=12.3Pa/m该管上一个渐扩管ζ=0.6；则总局部阻力系数∑ζ3=0.6e.计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。见表4-3f.计算系统的总阻力。4-3水力计算表管段编号流量[m3/h]长度l(m)管径D(mm)流速（m/s）动压P(Pa)局部阻力系数∑§局部阻力Z（Pa）单位长度摩擦阻力Rm（Pa/m）摩擦阻力Rml（Pa/m）管段阻力Rml+Z(Pa253.51183.40530213.4314402225952.251.052.254.69.261.4552416222513.9124.620.674.7710.921.896.5762631222513109.000.665.49.51984.472631522513109.000.6570.859.547.5118.35272021758.951.090.630.654.99.840.4544504.52259.254.590.632.634.821.654.23除尘器450总计1118.854.2.3风机的选择风机风量Lf=1.15×L=1.15×2631=3025.65m3/h风机风压Pf=1.15×△P=1.15×1118.85=1286.68Pa选用4-68型No.4-A-5离心通风机：Lf=6182m³/h；Pf=1830Pa；风机转速：n=2900r/min配用Y112M-2(JO232—2)型电机；电动机功率N=4KW4.3送风系统水力计算考虑到设在大厂房内的仓库、办公室及其他卫生条件较高的工部其冷风渗透量能满足设备排风的要求，故采取自然通风。喷砂工部、抛光室、准备工部、溶液配制室和电镀工部由于工艺原因，需要设机械局部排风，同时为了维持热量和风平衡需要设机械送风。4.3.1确定机械送风量风量平衡公式：式中：--自然进风量，kg/s--机械进风量，kg/s--自然排风量，kg/s--机械排风量，kg/s热平衡方程式：式中：--围护结构，材料吸热的总失热量，kW；--生产设备，产品及采暖散热设备的总放热量，kW；--排风量，kg/s；--室内空气温度，℃；--自然进风温度，℃；--机械进风温度，℃；--空气的质量比热，其值为1.01kJ/(kg·℃)根据以上风量平衡和热量平衡方程式可计算得各工部机械送风量，以喷砂室为例做详细计算：机械送风量机械送风温度其他各部送风量计算结果如下表4-44-4进风量计算表编号工部机械排风

温度（℃）机械排风量

Gjp（kg/s）机械进风量

Gjj（kg/s）自然进风量

Gzj（kg/s）机械进风

温度（℃）1008喷砂室180.9290.7430.12432.401006抛光室180.8570.6850.12630.921007发电机部1800/1004准备工部203.2252.580.33934.341005电镀部187.6896.1510.57535.261003溶液配制室180.6190.4950.0624.3.2送风系统水力计算步骤送风系统如下图,采用局部送风装置，送风气流从人体前侧上方倾斜吹到头、颈、胸。其中送往准备工部时采用旋转送风口，因为此工部人员活动范围较大。其他可按具体情况设旋转送风口或固定式送风口。准备室和抛光室各送风支管长度相同，所以可以在总送风管上加蝶阀调节流量。电镀部、溶液配制室、喷砂室的送风支管长度不相等，所以可在每个送风末端装置前加蝶阀调节送风流量。4-3送风系统图a.对各管段进行编号，标出长度，如图4-3。b.选定最不利环路：1-3-5-7-9-11-13-空气加热器-14-风机。c.根据各工部所需风量（即各管段的风量）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。对管段1：假设流速为6m/s，流量为0.2㎥/s，查《工业通风》附录9选择管径为200mm，实际流速为6.3m/s,Rm=3Pa/m，同理，其他管段的断面尺寸见表4-6查附录7，确定各管段的局部阻力系数。对管段1：该管上有2个90°弯头(R/D=1.5)ξ=0.17；1个直角合流三通合流ζ=0.6，一个固定式送风口：§=0.6，则总局部阻力系数∑ζ1=1.37。分析其他管段同管段1，参见下表。4-5各管段局部阻力系数表管段号局部阻力构件局部阻力系数总计1固定式送风口0.61.3790°弯头0.17直流三通0.6290°弯头0.170.173直流三通0.60.6490°弯头0.170.175直流三通0.60.6690°弯头0.170.177直流三通0.60.6890°弯头0.170.179直流三通0.60.61090°弯头（2个）0.340.3411直流三通0.60.61290°弯头0.170.17总计5.56d.计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，计算结果见表4-64-6最不利环路水力计算表管段编号长度m流量m3/s管径mm流速m/s动压Pd(pa)局部阻力系数∑ζ局部阻力Z(Pa)比摩阻Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)管段阻力Pa15.20.22006.323.80.7718.3316.534.8371.755506.525.41.0125.7310.536.2572.257005.920.90.24.20.482.36.5773.39005.618.80.23.80.31.85.6934.859006.323.80.24.80.411.05.81135.4511005.820.20.24.00.271.65.6134.57.012006.323.80.24.80.280.75.5141.57.41305.719.51.4127.50.22.429.9空气加热器300合计429.9e.计算最不利环路的总阻力4.3.3风机的选择风机风量风机风压根据《简明通风设计手册》表7-11，可选4-68型No.8-C-5离心通风机，转速为1600r/min,配用电机为Y200L-4(JO272-4)型，电功率为30KW5设备材料汇总表 附表如下5-1采暖通风设备表工部名称设备名称设备型号风量(m³/h)功率（KW）喷砂室旋风除尘器DSM-I型2730/离心通风机No.4-A-56182/配用电动机Y132S2-Z/7.5准备工部风机No.3.55A66090/电机Y100L-2/3净化器DGS-B-3//发电室发电机Y132s2-3/7.5送风小室空气加热器SRZ10×7x38640/电动机Y200L-430风机No.8-C-5172225.55-2生产设备表工部名称设备编号设备名称设备规格溶液温度（℃）溶液性质喷砂部*1，2喷砂室Φ1000×650×750抛光部*3，4抛光机布轮Φ200，N=0.8KW发电室5，6电动发电机ZJ1500/750N=9KW机组效率η=0.625准备部7去毛滚筒重量50KgN=0.1KW8，11冷水槽800×600×700*9有色金属腐蚀槽1500×800×800室温酸10，14热水槽800×600×70050*12黑色金属腐蚀槽1500×800×800室温酸*13化学去油槽1500×800×80080碱溶液配置室*15溶液配置槽600×500×700不定酸*16溶液配置槽600×500×700不定碱电镀部17，23酸洗槽1000×600×800室温酸18，40，32热水槽800×600×7005019，22，24，29，33，37，39冷水槽800×600×700*20，21电解除油槽1000×600×80070碱25回收槽800×600×700室温酸*26镀铬槽1000×600×80050酸*27苏打槽600×500×70070碱*28磷化槽1000×800×800Vx=0.3m/s90酸*30皂液槽600×500×7007031油槽600×500×70012034镀镍槽1000×800×800室温酸*35镀铜槽1000×800×800室温氰36中和槽800×600×700碱*38镀锌槽1000×800×800氰*41镀锡槽1000×800×80070碱参考文献：[1]湖南大学等编.(高等学校试用教材).工业通风（第四版）.建工出版社2010[2]GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范.[3]GB/T50114—2001暖通空调制图标准[4]陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987[5]陆耀庆.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987[6]孙一坚.简明通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997[7]姜湘山.采暖通风空调设计800问.北京：机械工业出版社，2011[8]何耀东.暖通空调规范实用手册.北京：中国建筑工业出版社，2008工业通风第四版答案4.某车间体积Vf=1000m3，由于突然发生事故，某种污染物大量散入车间，散发量为350mg/s，事故发生后10min被发现，立即开动事故风机，事故排风量为L=3.6m3/s，试问：风机启动后要经过多长时间室内污染物浓度才能降到100mg/m3以下（风机启动后污染物继续发散）。解：∵Vf=1000m3，L=3.6m3/s，x=350mg/m3，y0=0,y1=210mg/m3,y2=100mg/m3∴1028.82s≈17.15min5.某大修厂在喷漆室内对汽车外表喷漆，每台车需1.5h，消耗硝基漆12kg，硝基漆中含有20％的香蕉水，为了降低漆的黏度，便于工作，喷漆前又按漆与溶剂质量比4：1加入香蕉水，香蕉水的主要成分是：甲苯50％，环己酮8％，环己烷8%，乙酸乙酯30％，正丁醇4％，计算使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量（取K值为1.0）解：∵加量前香蕉水含量m1=1220%=2.4kg,加量后，解得=0.8kg,则加量后香蕉水含量m2=2.4+0.8=3.2kg∴甲苯散发量x1=3.250%=1.6kg,x’1=;环己酮散发量x2=3.28%=0.256kg,x’2=环己烷散发量x3=3.28%=0.256kg,x’3=乙酸乙酯散发量x4=3.230%=0.96kg,x’4=正丁醇散发量x5=3.24%=0.128kg,x’5=根据卫生标准，车间空气中上述有机溶剂蒸气的允许浓度为：甲苯yp1=50mg/m3,环己酮yp2=50mg/m3,环己烷yp3=250mg/m3,乙酸乙酯yp4=200mg/m3,正丁醇没有规定不计风量，送风空气中上述溶剂的浓度为零，即y0=0∴稀释到使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量为L=甲苯：L1=3/s,环己酮：L2=3/s,环己烷：L3=3/s,乙酸乙酯：L4=3/s正丁醇：L5=0∴数种有机溶剂混合存在时，全面通风量为各自所需风量之和，即L=L1+L2+L3+L4+L5=5.926+0.9482+0.19+0.8889=7.9531m3/s8.某车间布置如图所示，已知生产设备散热量且Q=350kW，围护结构失热量Qb=450kW，上部天窗排风量Lzp=2.78m3/s，局部排风量Ljp=4.16m3/s，室内工作区温度tn=20℃，室外空气温度tw=-12℃，机械进风温度tj=37℃，车间内温度梯度=0.3℃/m，从地面到天窗中心线的距离为10m,求机械进风量Ljj和自然进风量Lzj(m3/s)【解】：列风量平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp，∴Lzjρw+Ljjρj=Lzpρp+Ljpρn....①上部天窗的排风温度：tp=tn+(H-2)=20+0.38=22.4℃，查相关资料得：ρw=1.35kg/m3,ρj=1.14kg/m3,ρp=1.2kg/m3,ρn=1.2kg/m3,列热平衡方程式：Q+cLzjρwtw+cLjjρjtj=Qb+cLzpρptp+cLjpρntn.............②由①:Lzj1.35+Ljj1.14=2.781.2+4.161.2；由②:350+1.01Lzj1.35(-12)+1.01Ljj1.1437=450+1.012.781.222.4+1.014.161.220解得：机械进风量Ljj=0.52m3/s,自然进风量Lzj=6.69m3/s9.车间通风系统布置如图所示，已知机械进风量Gjj=1.11kg/s，局部排风量Gp=1.39kg/s，机械进风温度tj=20℃，车间的得热量Qd=20kW，车间的失热量Qs=4.5(tn-tw)kW，室外空气温度tw=5℃，开始时室内空气温度tn=20℃，部分空气经侧墙上窗孔A自然流入或流出，试问车间达到风量平衡、热平衡状态时(1)窗孔A是进风还是排风，风量多大？(2)室内空气温度是多少？【解】：（1）列风量平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gp，则Gzj-Gzp=Gp-Gjj=0.28kg/s,∴窗孔A是进风，风量为0.28kg/s（2）列热平衡方程式：Qd+cGjjtj+cGzjtw=Qs+cGptn,即20+1.011.1120+1.010.285=4.5（tn-5）+1.011.39tn,解得tn=11.24℃10.某车间生产设备散热量Q=11.6kJ/s，局部排风量Gjp=0.84㎏/s,机械进风量Gjj=0.56㎏/s，室外空气温度tw=30℃，机械进风温度tjj=25℃，室内工作区温度tn=32℃，天窗排气温度tp=38℃，试问用自然通风排出余热时，所需的自然进风量和自然排风量是多少【解】：列风量平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp.........①列热平衡方程式：Q+cGjjtjj+cGzjtw=cGzptp+cGjptn.............②由①式：Gzj-Gzp=Gjp-Gjj=0.28kg/s;由②式：11.6+1.010.5625+1.01Gzj30=1.01Gzp38+1.010.8432解得：自然进风量Gzj=1.16kg/s，自然排风量Gzp=0.88kg/s11.某车间局部排风量Gjp=0.56㎏/s,冬季室内工作区温度tn=15℃,采暖室外计算温度tw=－25℃，围护结构耗热量Q=5.8kJ/s,为使室内保持一定的负压,机械进风量为排风量的90％,试确定机械进风系统的风量和送风温度。【解】：机械进风量：Gjj=Gjp90%=0.5690%=0.504kg/s,由风量平衡方程式:自然进风量Gzp=Gjp-Gjj=0.56-0.504=0.056kg/s列热平衡方程式：cGjjtjj+cGzjtw=Q+cGjptn,1.010.504tjj+1.010.056(-25)=5.8+1.010.5615,∴送风温度tjj=30.8℃12.某办公室的体积170m3,利用自然通风系统每小时换气2次，室内无人时,空气中CO2含量与室外相同为0.05％,工作人员每人呼出的CO2量为19.8g/h,在下列情况下，求室内最多容纳的人数。工作人员进入房间后的第一小时,空气中CO2含量不超过0.1％。室内一直有人,CO2含量始终不超过0.1％。【解】（1）由于是非稳态，因此L==0.0944m3/s,,=1.977103g/m3,则y1=y0=0.05%1.977103=0.9885g/m3,y2=0.1%1.977103=1.977g/m3,设人数为n,则有害物浓度散发量x=19.8n/3600=0.0055n(g/s)，解得n=19.6≈19（人）（2）由于稳态，，0.0055n=(y2-y0)L解得n=16.9≈16（人）8.有一侧吸罩，罩口尺寸为300mm300mm，已知其新风量L=0.54m3/s，按下列情况计算距罩口0.3m处的控制风速；（1）自由悬挂，无法兰边；

（2）自由悬挂，有法兰边；

（3）放在工作台上，无法兰边；解:

由图3-23查得：（1）罩口排风量：L=F

m3/s

解得：（