通风与除尘课程设计

工业通风与防尘课程设计

学院：交通工程学院指导教师：xxxxxxxx

班级：xxxxxxxxxxxxx

学生姓名：

学号：

xx学院

二〇一四年七月八日

1摘要 (2)

2前言 (2)

3工业通风与除尘设计任务 (3)

3.1设计时间 (3)

3.2设计目的和任务 (3)

3.3设计题目、内容与要求 (3)

3.4设计资料及有关规定 (4)

4通风除尘系统设计 (4)

4.1通风除尘系统设计 (4)

4.2除尘系统管道水力计算 (5)

5计算结果分析 (7)

附录 (9)

参考文献 (8)

车间使用的振动筛，在生产过程中会产生大量的粉尘，对生产现场和厂区的自然环境造成严重污染，最值得关注的是大量的粉尘直接危害了相关职工的身体健康，同时也影响了生产的正常进行[1]。为了改善职工工作条件和厂区的自然环境，使产区正常运行不受影响，必须采取一定有效的除尘净化措施。因此，有效地控制生产过程中对空气的影响和破坏是个非常重要的问题，工业通风与除尘就是研究这方面问题的一门工程技术。本设计为车间振动筛工艺过程煤尘处理的通风除尘系统设计，最终选择合适的风机及其配用电动机。首先绘制通风除尘系统轴侧图，找出最不利环路，根据相关资料和计算得出此环路的总摩擦阻力；然后结合轴侧图的特点和相关手册图表得出各管段的局部阻力系数，由此计算出除尘系统总的局部阻力；由总摩擦阻力和总局部阻力以及规定系数计算出风机风压，根据风机风压和风量选择合适的风机及其配用电动机。

2前言

随着人类社会进步和科学技术高速发展，人类对自身生活、工作、生产、科学实验场所的空间内部环境条件、空气品质等提出更加严格的要求，为了改善和满足生产和生活的室内环境要求，通风与空调系统已经在工业和民用建筑中广泛设置，也就是说通风工程就是为了满足并保证实现这些要求的一门工程技术，它对社会经济发展，人类生活水平的提高和保障从业人员身心健康都有着十分重要的意义[2]。它是控制工业毒物，防尘，防毒，防暑降温工作中积极有效的技术措施之一。它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。

本设计为车间振动筛工艺过程煤尘处理的通风除尘系统设计，粉尘主要危害有：对人体，长期接触生产性粉尘的作业人员可能会患有尘肺病，还可引发鼻炎等呼吸道疾病以及眼结膜损害、皮炎等皮肤病，吸入有害物质粉尘还会引起急性或慢性中毒；对生产，作业场所空气中的粉尘仪器、设备精度下降、寿命缩短，使某些化工产品、电机、照相机等质量下降，使人在生产过程中视线受影响，使工作效率降低；对环境，产生严重的大气污染，生物体吸入可引起各种疾病，文物、古迹、建筑物表面会被腐蚀、污染，降低大气可见度，促使烟雾形成，使太阳的热辐射受到影响；对经济效益，将导致企业在产品质量、设备性能、职工医

疗及培训上投入过大，同时造成劳动生产率的不稳定[3]。另，本设计中针对的煤尘在一定条件下会发生爆炸或燃烧，煤尘爆炸时产生高温高压，生成大量有毒有害气体，严重威胁人员生命的安全。可见，对通风系统的合理设计与优化是尤为重要的。

3工业通风与除尘设计任务

3.1设计时间

设计时间为本学期暑期。

3.2设计目的和任务

3.2.1设计目的

工业通风与防尘课程设计是在学完《通风工程学》及同类课程以后所设置的一个重要的实践性学习环节，是教学计划中综合性较强的实践教学环节，也是第一次较全面、规范地进行设计训练。它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

通过本次课程设计进一步消化和巩固《通风工程学》及相关课程所学的内容，对这些内容进行全面、深入的理解，同时发现新的问题并加以研究和理解，从而对曾今所学的知识有系统化的理解，有助于形成科学系统的知识体系，加强解决实际问题的能力。通过设计了解工程设计的内容，方法及步骤，培养确定工业通风系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、实用技术资料收集、编写设计说明书的能力。

3.2.2具体任务

（1）加深对专业知识的理解，提高综合运用所学知识，解决给定条件下的实际问题的能力。

（2）根据设计要求选用各类，掌握查阅科技文献资料的方法，学会科学运用科技资料分析解决实际问题的方法。

（3）了解与本课程设计有关的工程设计规范，能按照设计任务书的要求编写设计说明书，绘制基本的工程技术图表。

（4）培养科学严谨的工作态度和踏实的工作作风。

3.3设计题目、内容与要求

3.3.1设计题目

车间振动筛工艺过程通风除尘系统设计

3.3.2设计内容

（1）除尘管道设计(管道摩擦阻力、局部阻力计算、管道尺寸计算)；（2）除尘器选择；

（3）通风机选择（通风机风量、风压、功率、效率的确定）；

（4）编制相应的安全管理制度

根据给定设计材料，分析后，合理安排设计内容，进行以上四方面的设计，最终完成整个系统的通风与除尘设计。

3.3.3设计要求

（1）设计之前，阅读设计大纲和课程设计任务书，明确设计目的和任务；

（2）搜集有关工业通风的资料和数据；

（3）对通风除尘有关知识进行深入学习；

（4）弄清设计材料中尘源分布及特点；

（5）计算和设备选型必须有科学依据或依照专门的设计规范；

（6）设计图纸必须清晰、整洁，符合工程图的基本要求；

3.4设计资料及有关规定

图1为合肥经开区某企业某车间的振动筛工艺过程进行通风除尘系统。已知物料是粒径为0.5～1μm的煤灰，输送气体温度为20℃，气压表测得车间压力为103KPa，采用矩形伞形排风罩排尘，风管用钢板制作（粗糙度K=0.15mm）,除尘器含尘气流进口尺寸为318mm×552mm,除尘器阻力△pc=900Pa。对系统进行计算，确定该系统的风管断面尺寸和阻力，并选择风机。

4通风除尘系统设计

4.1通风除尘系统设计

图1 通风除尘系统轴侧图

4.2除尘系统管道水力计算

（1）除尘器漏风率按5%考虑。因此管段5-6，管段7-8的风量为： L 5-6=L 7-8=（（5500+2650+2700）×1.05）m 3/h=11392.5 m 3/h 。

（2）根据表3（除尘风管的最低空气流速），输送含有煤灰的空气时，风管内最小风速为：垂直风管v=10m/s ，水平风管v=12m/s 。

（3）确定最不利环路,本系统选择1-2-3-4-除尘器-5-6-风机-7-8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D 和比摩阻Rm 0。

管段1-2：根据L 1-2=2700 m 3/h=0.75 m 3/s 、v 1-2=10 m/s,由《通风工程学》圆形风管摩擦阻力线算图，查出管径和比摩阻：D 1-2 =325mm, Rm 01-2=3.6Pa/m, 实际比摩阻:Rm 1-2= Rm 01-2（ρ/ρ0）0.91; ρ=ρ

t +273273×0.1013

P

;（ρ=1.22）

ρ0=1.293,t=20℃, P =0.103MPa; ?Rm 1-2=3.4 Pa/m 。

同理可得管段2-3、3-4、5-6、7-8的管径D 和比摩阻Rm ，具体结果见表1（管道水利计算表）。

（4）确定管段9-2、3-10的管径D 和比摩阻Rm ，具体结果见表1。

（5）查设计手册或相关资料确定个管段的局部阻力系数∑ξ。

1）管段1-2。

①矩形伞形排风罩ξ=0.1。

②120°弯头（R/D=1.5）1个，ξ=0.2。

③60°弯头（R/D=1.5）1个，ξ=0.16。

④合流三通点2（1→3）（见图2）。

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是造成局部阻力的原因[4]。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

30

a。

图2 合流三通

根据A

1+A

2

﹥A

3

, A

1

=A

2，

α=30°, A

2

/A

3=

3252/3762=0.75,L

2

/L

3

=2650/5350=0.5,

查得

ξ13=0.11，∑ξ=0.1+0.2+0.13+0.11=0.54。

2）管段2-3。

合流三通点3（1→3）（见图2）。

根据A

1+A

2

≈A

3

,α=30°, A

2

/A

3=

4302/5602=0.65,L

2

/L

3

=5500/10850=0.51,查得

ξ13=0.53。

3）管段5-6。

90°弯头（R/D=1.5）2个，ξ=2×0.17=0.34。

（6）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表1。

表1 管道水利计算表

（7）计算系统的总阻力。

∑p=∑（R

m l+△p

j

）=（90.9+80.2+27.6+900）Pa=1098.7 Pa

（8）选择风机。

风机风量：L

f

=1.1l=(1.1×11392.5) m3/h=1263.5 m3/h

风机风压：p

f

=1.15△p=(1.15×1098.7) Pa= 1281.4Pa

选用C4—72NO.5A风机：L

f =13255 m3/h, p

f

=2567Pa,n=2900 r /min。

配用Y160M

2

—2型电动机，功率N=15KW。

5计算结果分析

通风管道的计算是在系统和设备布置，风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。观察通风系统轴侧图确定最不利环路，根据各管道的风量及选定的流速，得出各管段的断面尺寸和比摩阻。确定各管段的管径和阻力后，即可按要求分配系统的风量。要根据通风管道的统一规格，确定风管断面尺寸，在制作上实现工业化。

计算风量时注意考虑漏风率及除尘器反吹风量。管路要进行阻力平衡,最后总风压和总阻力要考虑相关系数。

附录

一般通风系统风管内的风速要求见表2，除尘风管的最低空气流速要求见表3[5]。

表2 一般通风系统风管内的风速（单位：m/s）

表3 除尘风管的最低空气流速（单位：m/s）

参考文献

[1] 国家建委建筑研究院. 振动筛工艺过程进行通风除尘系统[J].中国建筑工业出版社，2003；

[2] 王新泉.通风工程学[M].北京：机械工业出版社，2008.9；

[3] 张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000；

[4]孙一坚. 简明通风设计手册[M]. 中国建筑工业出版社, 2006；

[5] Croome–Gale Derek J,Roberts Brian M. Air conditioning and Ventilation of Buildings [M].[S.l.].Pergamon Press，1975.