通风工程管道设计计算实例.doc
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1、工业通风与除尘大作业班 级 专 业 课程名称 指导教师 学 号 姓 名 目 录1. 前言22. 通风设计任务22.1 设计时间及地点22.2 设计目的和要求22.3 设计题目和内容32.4 设计成果的编制33. 通风除尘系统设计43.1 风管的选择43.1.1 风管材料的选择43.1.2 风管断面形状的选择43.2 弯头的确定43.3 三通的确定43.4 除尘器的选用53.5 除尘系统管道水力计算53.6通风除尘系统的日常安全管理措施114.计算结果分析125.结束语126.附录136.1管内风速136.2局部阻力系数值137.通风除尘系统图14参考文献141前言随着我国工业的快速发展,工业有
2、害物质的散发量日益增加,环境污染问题越来越严重。工业生产过程伴随着数以亿计的有害物排放,这些有害物如果不进行处理,会严重污染室内外空气环境,对人民身体健康造成极大影响。工业通风作为通风工程的重要部分,其主要任务是,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。做好工业通风工作,一方面能够改善生产车间及其周围的空气条件,防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动生产率;另一方面可以保证生产正常运行,提高产品质量。随着工业的不断发展,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一个全球性的问题。如何做好工业通风,职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人
3、员的一项重要职责。通过本周的工业通风与除尘大作业的学习,学会通风管道系统的设计计算,了解通风管道系统包括通风除尘管道、空调管道等,是通风除尘和空气调节系统的重要组成部分,它把通风进风口,空气的热湿及净化处理设备,送排风口,部件和风机连成一个整体,使之有效运转。通风管道系统设计布置的合理与否,将直接影响到整个通风除尘、空调系统的使用效果和技术经济性能,为此综合考虑通风管道设计中得各个问题尤为重要。相应的,也需要我们有过硬的理论知识以及设计技巧。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水泥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。车间中的粉尘浓度达
4、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,使同学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,培养同学们的动手能力以及合作能力。同时,通过此次设计,更深刻体会到工业通风在生产生活中的重要性。2工业通风与除尘课程设计任务书2.1设计时间及地点设计时间为本学期第15/16周,地点为十号楼B208。2.2设计目的和要求2.2.1设计目的掌握管道摩擦阻力、局部阻力计算,管道压力分布分析
5、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。2.2.2设计要求要求学生认真、细致,熟练掌握通风除尘系统的设计计算方法。2.3设计题目和内容2.3.1设计题目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。图1 设计作业通风除尘系统图2.3.2设计内容(1)计算各管段的管径(2)计算各管段的阻力(3)进行管道分支阻力平衡调节 (4)选择风机,并形成管道水力计算表(5)制定通风除尘系统的
6、日常安全管理措施2.4设计成果的编制根据上述所给资料独立进行设计,并按设计内容顺序要求编写设计书,要求用A4纸打印,同时绘制通风除尘系统图,并通过电子邮件(yhyao1989)提交电子稿。3通风除尘系统设计3.0系统划分 除尘系统的划分应符合的要求:(1)同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时,宜设为同一系统;(2)同时工作但粉尘种类不同的扬尘点,当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时,也可和设一个系统;(3)温湿度不同的含尘其他,当混合后可能导致风管内结露时,应分设系统。3.1风管的选择通风、空调工程中,在已知系统和设备布置、通风量的情况下,设计计算的目的就是经济合理的选择风管材料,
7、确定各端风管的断面尺寸和阻力,在保证系统达到要求的风量分配的前提下选择合适的风机型号和电动机功率。3.1.1风管材料的选择风管的材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。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。钢板是最常用的材料,有普通钢板和镀锌钢板两种。他们的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。镀锌钢板具有一定的防腐性能,适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风、空调系统,有净化要求的空调系统。除尘系统因关闭磨损大,通常用厚度为3.05.0的钢板,一般通风系统采用0.51.5mm的薄钢板。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
8、承受较高温度。3.1.2 风管断面形状的选择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。3.2弯头的确定布置管道时,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(12)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。3.3三通的确定三通内流速不同的两股气流汇
9、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。3.4除尘器的选用除尘器是将粉尘从含尘气流中分离出来的设备,根据其除尘机理的不同,通常将除尘设备分为四大类:机械除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器。选择除尘器时应全面考虑各种因素的影响,如处理风量、除尘效率、阻力、一次投资、维护管理,及除尘器的除尘效率、阻力、经济性、占地面积、劳动条件等。还应特别考虑以下因素: (1)选用的除尘器必须满足排放标准规定
10、的排空浓度。 (2) 粉尘的性质和粒径分布。粉尘的性质对除尘器的性能具有较大的影响,不同的除尘器对不同粒径的粉尘除尘效率是不同的,所以选择除尘器时首先必须了解处理粉尘的粒径分布和各种除尘器的分级效率。 (3)气体的含尘浓度。气体的含尘浓度较高时,在电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备,去除粗大尘粒,有利于它们更好地发挥作用。 (4)气体的温度和性质,对于高温和高湿的气体不宜采用袋式除尘器。 (5)选择除尘器时,必须同时考虑除尘器除下粉尘的处理问题。抛光车间粉尘的粒径为0.51m,而袋式除尘器对1.0m的粉尘,效率高达。所以选用袋式除尘器。它的进口尺寸,风机进口直径,风机出口尺寸。且根
11、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。由设计题目中知,该系统采用袋式除尘器 各种常用除尘器的综合性能如表1中列出,可作为选择时的参考 表1 除尘器的综合性能除尘器名称适用的粒径范围(m)效率()阻力(Pa)设备费运行费重力沉降室505050130少少惯性除尘器20505070300800少少旋风除尘器51560908001500少中水浴除尘器11080956001200少中下卧式旋风水膜除尘器595988001200中中冲激式除尘器59510001600中中上电除尘器0.51909850130大中上袋式除尘器0.51959910001500中上大文丘里除尘器0.519098
12、400010000少大3.5除尘系统管道水力计算 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。 选定最不利环路,本系统选择135除尘器6风机7为最不利环路。 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2(除尘通风管道内最低空气流速),输送含有耐火泥粉尘的空气时,风管内最小风速为:垂直风管14,水平风管17。由设计题目中知,该系统采用袋式除尘器。 考虑到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(800+1500+400)1.1+1740=8670 管段1根据(8003600=0.22)、V1=17 由书中
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