2022年通风设计说明书 .pdf

1 通风工程课程设计说明书目录工业通风与除尘课程设计说明书 错误！未定义书签。1、工业通风与除尘课程设计任务书 2 2、摘要 5 3、局部排风系统的设计与计算 6 3.1、排风罩的选取 6 3.2.集气罩尺寸确定 7 3.3 集气罩排风量确定 7 4、 通风管道的设计与计算 8 4.1 管道材料、形状的选择 8 4.2、设计草图 9 4.3、设计计算 10 4.3.1、初步选定最不利环路 10 4.3.2、根据规定确定各项参数及尺寸 10 4.3.3、阻力计算 10 4.3.4、通风系统水力计算表 14 4.3.5、校核节点处支管阻力平衡 14 4.3.6、计算系统总阻力 15 4.3.7、选择风机 15 5、参考文献 .16 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 2 1、课程设计任务书题目起讫时间学生姓名专业班级所在院系指导教师职称所在单位年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 3 1、技术参数和设计要求（1）某喷漆车间大小：长宽高20m 10m 6m，墙厚 0.24m，门 3m 3m。（2）车间内有3 个浸漆槽1、 2、 3，槽面尺寸1.2m*0.8m ，距地面 1m，平面布置如下图。设计要求：为排除有机溶剂蒸汽，在槽上方设排风罩，试为该车间设计局部排风系统。2、工作量（1）根据拟定的设计题目，运用所学理论知识，查阅相关规范，确定局部排风系统的设计方案，主要包括选择合适的排风罩、确定排风罩尺寸和排风量、设计通风管道布置方式、依据设计手册进行风管的水力计算并选择合适风机。（2）撰写设计说明书，不少于3000 字，说明书格式、结构及要求符合学校规范要求。（3）分别在3图纸上绘制该系统的平面图和系统图各1 张。3、工作计划课程设计工作分配到40 学时的课时，可以作如下安排：14 学时：进行资料收集，明确设计思路。420：完成通风除尘系统设计计算。2028：整理完成课程设计计算说明书的书写。29 36：完成通风除尘系统图的绘制。3740：课程设计答辩。7m 6m 2m 3m 10m 20m 2.5m 1# 2# 更衣室3# 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 16 页 - - - - - - - - - 4 4、主要参考资料1 孙一坚主编 .工业通风 .北京：中国建筑工业出版社，1994 2 孙一坚主编 .简明通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997 3 张殿印，王纯主编.除尘工程设计手册.北京：化学工业出版社，2003 4 陆耀庆主编 .供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987 5 中国劳动保护科学技术学会工业防尘专业委员会编.工业防尘手册 .北京：劳动人事出版社， 1989 指导教师签字：教研室主任签字：2012年 11 月 28 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 16 页 - - - - - - - - - 5 2、摘要喷漆涂装车间会产生大量有机有害蒸汽，严重的危害着车间工人的生命和健康。因此国家和有关单位投入大量财力物力进行喷漆涂装车间通风除尘方面的监管和研究，本设计主要根据有害气体国家排放标准对喷漆车间有机蒸汽进行局部排风系统设计。本设计系统可有效降低喷漆车间有机有害气体浓度，使车间各种有害气体达到或低于国家相关标准。为广大工人的健康提供可靠保证。喷漆车间局部排风是把室内局部区域或设备散发的有机有害蒸汽直接排送到室外或经净化处理后排送到室外的系统。该系统包括污染源处的集气罩，各排风管道风机等组成。简单节能，高效是该系统主要特点，其在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下，合理组织空气流动，使系统的投资和日常运行维护费用最优，从而为工人营造最舒适的工作环境和给厂家带来最大化得经济效益是本设计的最终目标。由于设计者还只是学生，学术水平尚低，更缺乏实践经验，基于此，恳请各位老师前辈对本设计不足以及错误之处加以批评纠正。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 6 3、局部排风系统的设计与计算3.1 排风罩的选取局部排风罩是局部排风系统的重要部件，其效能对于整个局部排风系统的技术经济效益具有十分重要的影响。设计完善的局部排风罩能在不影响生产工艺和生产操作的前提下，用较小的排风量获得最佳的效果，以保证工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的规定。局部排风罩按照工作原理不同可以分为：密闭罩、柜式排风罩 （通风柜）、外部吸气罩 （包括上吸式、侧吸式、下吸式及槽边排风罩等）、接受式排风罩、吹吸式排风罩。设计排风罩时，应遵循以下原则：1 在可能条件下，应当首先考虑采用密闭罩或通风柜，是有害物局限于小的空间，节省风量。2 局部排风罩应尽可能包围或靠近有害物发生源，使有害物限于较小的空间，尽可能减小其吸气范围，便于捕集和控制。3 在工艺操作条件许可时，罩的四周应当尽量设置围挡，减小罩口的吸气范围。4 排风罩的吸气气流应尽可能与污染气流运动方向一致。5 已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。6 排风罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。7 尽可能消除或减小罩口附近的干扰气流影响，如送风气流、穿堂风、工艺设备的压缩空气对吸气气流的影响。8 排风罩的安装位置应当合理，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，尽可能不妨碍工人的操作和维修。（通风工程68 页）本设计要求对喷漆车间的有机溶剂蒸气进行排除，而上吸式吸气罩的形状大都和伞相似，所以这类排风罩恰好能满足设计的要求，所以本系统采用上吸式吸气罩。罩口采用矩形罩口。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 7 3.2 集气罩尺寸确定罩口距离污染源高度：排风罩设在工艺设备上方时，罩口的流场分布及安装尺寸如图5-19 所示。为避免横向气流影响，要求H尽可能小于或等于0.3a （a罩口长边尺寸）（ 简明通风设计手册）3 台喷漆设备，均离地1.0m 每台尺寸均一样，其尺寸大小：ab=1200800。罩口高度： H=400mm ，工作台高一米，罩口离地面高度：1000+400=1400mm低于人的呼吸器官。矩形罩口尺寸：A=a+0.4 2H=1200+0.4 2 0.4=1520mm B=b+0.4 2H=800+0.420.4=1120mm （通风工程84 页公式 4-29 、4-30）H=4000.3 A=0.31520=456（mm ）为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角不应大于60，取30，所以罩口离管口高度：h0.5Atan30 =0.5 1.52 tan30 =439mm 。此时罩口中心速度与罩口平均速度比值为1.07（简明通风设计手册外部吸气罩设计原则）3.3 集气罩排风量确定控制风速法：Q = KPHVxQ 排风量 (m 3/s) P污染源周长(m) H罩口至污染源的距离（m ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 8 Vx敞口流速（m/s）可在 0.252.5m/s范围内选用K考虑沿高度流速不均匀的安全系数，通常取K=1.4 ( 通风工程82 页公式 4-23) 控制速度vx查表“污染源的控制速度vx”由于空气对流，以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx0.5 1.0 m/s ，取 vx0.7m/s 。（ 通风工程 ）考虑横向风速的影响，减小排风量，罩口三面敞开。P=A+2B=1520+2 1120=3760mm=3.76m 每个罩口的排风量：Q=1.40.4 3.76 0.7=1.47392 m3/s=5306.112 m 3/h 三台设备相同，总排风量：Qz=3Q=3 5306.112=15918.336 m3/h 4、通风管道的设计与计算4.1 管道材料、形状的选择：镀锌钢板由普通钢板镀锌而成。由于表面镀锌，可气防锈作用，一般用来制作不受酸雾作用的潮湿环境中的风管。在同样断面积下，矩形风管周长最短、最为经济。由于矩形风管四角存在局部涡流，同样风量下，矩形风管的压力损失要比圆形风管大。（ 简明通风设计手册第六章、第一节）本设计选用管壁粗糙度0.15mm的圆形镀锌薄钢板。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - 9 4.2 设计草图：图中排风口设计标高：7.0m（ 通风工程272页）风机放置位置标高：5.6m（ GB50019-2003 ）5R/D=2.51.4m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - 10 4.3 设计计算：4.3.1初步选定最不利环路：本系统选择1-2-3-4-风机 -5-6 为最不利环路。4.3.2根据规定确定各项参数及尺寸：本设计消除喷漆车间的有机溶剂蒸汽所选用的排风管道属于一般通风管道干管流速： 614m/s 支管流速： 28m/s （ 简明通风设计手册表6-10）用假定流速法设定各管段流速：v1-2=6.m/s v7-2=6m/s v2-3=8m/s v8-3=8m/s v3-4=10m/s v5-6=10m/s计算管径及沿程阻力系数：D=/(/ 4)vqv经 Excel 表格计算后得：D1-2 =559mm D7-2 = 559mm D2-3 =685mm D8-3 = 484mm D3-4 = 750mm D5-6 = 750mm 查询通风工程附录6 取标准管径得：D1-2 = 560mm D7-2 = 560mm D2-3 =700mm D8-3 =500mm D3-4 =700mm D5-6 =700mm 查询通风工程附录4 比摩阻线算图得： （车间生产环境为标准工况）各管段比摩阻：Rm,1-2=0.68Pa/m Rm,7-2=0.68Pa/m Rm,2-3=0.91Pa/m Rm,8-3=1.4Pa/m Rm,3-4=1.8Pa/mRm,5-6=1.8Pa/m各管段内实际流速：v1-2=5.98m/s v7-2=5.98m/s v2-3=7.66m/s v8-3=7.5m/s v3-4=11.5m/s v5-6=11.5m/s 4.3.3 、阻力计算：以下数据由Excel 表格计算得出1）管段 1-2：沿程阻力：Pm,1-2=Rm,1-2*l1-2=8.636Pa局部阻力：矩形伞形罩：=120，查附录5，=0.27 90弯头（ R/D=2.5 ）1 个=0.13 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 11 30弯头（ R/D=2.5 ）1 个=0.16 直流三通（ 1-2 ）=30， F1-2=(/4)*( D1-2)2=0.2m2,F7-2=0.2 m2F2-3=0.31 m2 由 F1-2+F7-2F2-3 ，=30， F7-2/F2-3=0.647,L7-2/L2-3=0.5 查通风工程附录5，用内差法得出：1-2=0.1 , 7-2=0.396 则 =0.27+0.13+0.16+0.1=0.66 管内动压Pd,1-2=( /2)*v21-2=21.58Pa Pz,1-2=*Pd,1-2= 14.24Pa 管段 1-2 阻力：P1-2=Pm,1-2+Pz,1-2=22.9Pa 2）管段 7-2：沿程阻力：Pm,7-2=Rm,7-2*l7-2=5.916Pa局部阻力：矩形伞形罩： =120，查附录5，=0.27 90弯头（ R/D=3）1 个=0.12 直流三通（ 7-2 ）7-2=0.396 则 =0.27+0.12+0.396=0.786 管内动压Pd,7-2=( /2)*v27-2=21.58Pa Pz,7-2=*Pd,7-2= 16.96Pa 管段 7-2 阻力：P7-2=Pm,7-2+Pz,7-2=22.87Pa 3）管段 2-3：沿程阻力：Pm,2-3=Rm,2-3*l2-3=6.37Pa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 16 页 - - - - - - - - - 12 局部阻力：直流三通（ 2-3 ）=30 F2-3=0.38m2,F8-3=0.2m2, F3-4=0.38m2由 F2-3+F8-3F3-4 ，=30， F8-3/F3-4=0.53,L8-3/L3-4=0.3 2-3=-0.22 , 8-3=0.05 则 =0.22 管内动压Pd,2-3=( /2)*v22-3=3.35Pa Pz,1-2=*Pd,1-2=7.777Pa 管段 2-3 阻力：P2-3=Pm,2-3+Pz,2-3=14.147Pa 4) 管段 8-3 沿程阻力：Pm,8-3=Rm,8-3*l8-3=12.18Pa局部阻力：矩形伞形罩： =120，查附录5，=0.27 90弯头（ R/D=1）1 个=0.25 直流三通（ 8-3 ）8-3=0.05 则 =0.27+0.25+0.05=0.57 管内动压Pd,8-3=( /2)*v28-3=34Pa Pz,8-3=*Pd,8-3= 19.38Pa 管段 8-3 阻力：P8-3=Pm,8-3+Pz,8-3=31.56Pa 5）管段 3-4 沿程阻力：Pm,3-4=Rm,3-4*l3-4=5.27Pa 局部阻力：风机进口尺寸：710mm ，与管段3-4 管径大约相等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - 13 所以采用突扩管，F3-4/F=700/710=0.986 ，阻力可以忽略Pz,3-4=0Pa P3-4= Pm,3-4+Pz,3-4=5.27Pa 6）管段 5-6 沿程阻力：Pm,5-6=Rm,5-6*l5-6=1.358Pa 依据总风量15918m3/h 和最不利环路1-2-3-4-风机 -5-6估计总阻力约为105Pa 初步选择风机：BT35-11 NO.6.3轴流风机叶轮直径630mm 叶轮周素46.2m/s主轴转速1400r/min 叶片角度35风量 18250m 3/h 全压30.0mmh2o(294Pa) 全压效率86% 配用电机 YT100L1-4 功率 2.2KW （ 简明通风设计手册表7-18 ）局部阻力：风机出口尺寸：735mm 与管段 5-6 直径相差不大，采用突扩管。F5-6/F出=700/735=0.95 =0.045 900弯头一个（ R/D=2.5 ）=0.13 带扩散管伞形风帽（h/Do = 0.5）=0.60 =0.045+0.6+0.13=0.775 Pd,5-6=79.5Pa Pz,5-6=*Pd,5-6= 61.6Pa P5-6=Pm,5-6+Pz,5-6=62.97Pa 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - 14 4.3.4 、通风系统水力计算表管段编号空气流量qv/(m 3/s) 管长l/m 管径D/mm 管内风速V/(m/s) 动压Pd/Pa 局 部阻 力系 数局 部阻 力Pz/Pa 比摩阻Rm/(Pa/m) 摩擦阻力Rm(Pa) 管段阻力Rml+Pz/Pa 备注1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 最不利环路1-2 1.47392 12.7 560 5.98 21.58 0.66 14.24 0.68 8.636 22.9 2-3 2.94784 7 700 7.66 35.35 0.22 7.777 0.91 6.37 14.147 3-4 4.2176 3.1 700 11.5 79.5 0 0 1.8 5.27 5.27 5-6 4.2176 1.4 700 11.5 79.5 0.776 61.6 1.8 1.358 62.97 支管7-2 1.47392 8.7 560 5.98 21.58 0.786 16.96 0.68 5.916 22.87 8-3 1.47392 8.7 500 7.5 34 0.57 19.38 1.4 12.18 31.56 4.3.5 、校核节点处支管阻力平衡：1）节点 2 P1-2=22.9Pa , P7-2=22.87Pa 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - 15 （ P1-2 - P7-2)/ P1-2 =0.13%15%.故符合阻力平衡。2）节点 3 P2-3=14.147Pa , P8-3=31.56Pa，P7-2=22.87Pa （ P7-2-3 - P8-3)/ P7-2-3= 14.7% 15%.故符合阻力平衡。4.3.6 、计算系统总阻力：P1-3=P1-2+P2-3=22.9+14.147=37.047Pa P7-3=P7-2+P2-3=37.017Pa P8-3=31.56Pa 所以总阻力安环路：1-2-3-4-风机 -5-6 P=P1-3+P3-4+P5-6=105.287Pa 4.3.7 、选择风机：通风工程公式8-22、8-23 Pf=Kp*P=1.1*105.287=115.82Pa Qv,f = Kq*Qv=1.1*15918.336=17510.17m3/h 初选风机： BT35-11 NO.6.3轴流风机叶轮直径630mm 叶轮周素46.2m/s主 轴 转 速1400r/min 叶 片 角 度35 风 量18250m3 /h 全 压30.0mmh2o(294Pa) 全压效率86% 配用电机YT100L1-4 功率 2.2KW 满足条件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - 16 5、参考文献1 王汉青 . 通风工程 . 机械工业出版社, 2008 2 孙一坚主编 . 简明通风设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，1997 3 GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - -