工业通风与除尘课程设计指导书

《工业通风与除尘》课程设计指导书建筑环境与设备工程教研室1《工业通风与除尘》课程设计指导书一、课程设计的内容及步骤1.设计题目某市电机厂电镀车间通风设计2.主要内容（1）厂址：本厂建于某市，气象资料见《供暖通风设计手册》的表3-3；（2）车间组成及生产设备布置见附图1；（3）建筑结构A．墙——外墙为普通红砖墙，墙内有20毫米厚的1：25水泥砂浆抹面，外刷耐酸漆两遍；内墙为双面抹灰24砖墙；B．屋顶——带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；C．窗——钢框玻璃，尺寸为1.5×2.5米，含上亮；D．地面——非保温水泥地坪；E．外门——木制，尺寸为1.5×2.5米，带上亮子；内门——木制，尺寸为1.5×2.0米，无上亮。建筑结构的其他有关尺寸，如墙的厚度、屋顶保温层的厚度等，可参照《工业通风课程设计参考资料（表面处理车间）》中表1所推荐的值，结合所给题目所在地点的冬季室外采暖计算温度确定。（4）工作制度及内部气象条件车间为两班工作制，内部气象条件如下：A．温度冬季——工作状态下为14~18℃，值班状态下为5℃；夏季——不高于夏季室外通风计算温度3℃。B．湿度冬季——湿作业部分取ψ=65%，一般部分取ψ=50%；夏季——不规定。非车间的室内温度在值班状态和工作状态时均为5℃。（5）工艺过程A．所有有厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先进行表面处理，其方法有两种：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2灰清除其上的毛刺和氧化皮（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，则需要在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。B．需要磷化处理的零件，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。C．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，镀后在回收槽中洗去附在镀件上的电解液。D．电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗。E．为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光。F．电解液的分析、配置和校正，均在溶液配置室内进行。（6）其他有关数据A．厂区热源参数o：70~130℃热水，工作压力为3个大气压的蒸汽，热力管道在北墙外敷设。B．建筑方位见附图。C．材料的进出时间，每班不超过15分钟。3.设计步骤（1）冬季各车间热负荷计算①外墙的耗热量外墙结构：普通红砖墙，墙内有20毫米厚的1：25水泥砂浆抹面，外刷耐酸漆两遍。墙的厚度根据所给题目所在地点的冬季室外采暖计算温度参照《工业通风课程设计参考资料（表面处理车间）》中表1所推荐的值确定。外墙传热系数：wjnwiinoRRRRK11111Ro—围护结构的传热阻，m2·℃/Wαn，αw—围护结构内、外表面的换热系数，W/m2·℃，《供热工程》表1-1和表31-2Rn，Rw—围护结构内、外表面的传热阻，m2·℃/W，《供热工程》表1-1和表1-2δi—围护结构各层厚度，mλi—围护结构各层材料的导热系数，W/m·℃《供热工程》附录1-3Rj—有单层或多层材料组成的围护结构各材料层热阻，m2·℃/W。每米外墙的传热量：gfchnf1ff1ttKhbQ）（、外墙wQ外墙—外墙耗热量，wb—外墙的长度，mh—外墙的高度，mtn—室内空气温度，℃tw、—冬季采暖室外计算温度，℃α—围护结构温差修正系数，《供热工程》附录1-2fch—朝向修正系数，《供热通风设计手册》表6-7ff—风向修正系数，《供热通风设计手册》P193fg—高度修正系数，《供热通风设计手册》P193②内墙的耗热量内墙结构：内墙为双面抹灰24砖墙内墙传热系数：《供热工程》附录1-4每米内墙的传热量：gfchnnf1ff1ttKhbQ）（、内墙Q内墙—内墙耗热量，wb—内墙的长度，mh—内墙的高度，mtn—室内空气温度，℃tn、—非车间的室内温度，℃α—围护结构温差修正系数，《供热工程》附录1-2fch—朝向修正系数，《供热通风设计手册》表6-7ff—风向修正系数，《供热通风设计手册》P193fg—高度修正系数，《供热通风设计手册》P1934③外门的耗热量外门结构：木制，尺寸为1.5×2.5米，带上亮子0.3米。外门传热系数：《供热工程》附录1-4每个外门的传热量：gfchnf1ff1ttKFQ）（、外门w参数含义参见外墙每个外门的冷风渗透耗热量（缝隙法、换气次数法）列举缝隙法：、、渗wnwpwnwpttLlnc279.0ttV279c.0QQ渗—冷风渗透耗热量量，WL—每米门、窗缝隙的冷风渗透量，m3/（m·h）《供热通风设计手册》表6-11，其中冬季室外平均风速见《供热工程》表1-7。l—房间内某朝向的门缝隙长度，mn—渗透空气量的朝向修正系数，《供热通风设计手册》表6-12ρw—冬季采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3cp—干空气定压质量比热容，cp=1.0056kJ/（kg·℃）tn—室内空气温度，℃tw、—冬季采暖室外计算温度，℃每个外门的冷风侵入耗热量mjQN侵QQ侵—冷风侵入耗热量，wQjm—外门的基本耗热量，wN—考虑冷风侵入的外门附加率，《供热工程》表1-10或《供热通风设计手册》表6-14④内门的耗热量内门结构：内门——木制，尺寸为1.5×2.0米，无上亮内门传热系数：《供热工程》附录1-4每米内墙的传热量：gfchnnf1ff1ttKFQ）（、内门参数含义参见内墙，说明内门的冷风渗透和侵入耗热量可忽略不计。⑤外窗的耗热量外窗结构：钢框玻璃，尺寸为1.5×2.5米，含上亮；5外窗传热系数：《供热工程》附录1-4每个外窗的传热量：gfchnf1ff1ttKFQ）（、外窗w参数含义参见外墙每个外窗的冷风渗透耗热量（缝隙法、换气次数法）列举缝隙法：、、渗wnwpwnwpttLlnc279.0ttV279c.0Q参数含义参见外门每个外窗的冷风侵入耗热量由于冬季不开窗，可忽略不计。⑥顶棚的耗热量顶棚结构：带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶，0.12m钢筋混凝土，采用保温层材料及其厚度参见《工业通风课程设计参考资料（表面处理车间）》中表1，0.02m水泥砂浆，0.01m二毡三油。顶棚的传热系数：wjnwiinoRRRRK11111参数含义及其取值参见外墙。每平方米顶棚的传热量：gnf1ttKFQ）（、顶棚w参数含义及其取值参见外墙。⑦地面的耗热量地面结构：非保温水泥地坪；地面传热系数：采用划分地带法，《供热工程》表1-5；每平方米地面的传热量：）（、地面wttKFQn参数含义及其取值参见外墙。说明:可采用《供热通风设计手册》表6-2，表6-3的简化方法。⑧设备的散热量具体计算见《简明通风设计手册》表6-14。⑨各部门车间的耗热量和通风热负荷6汇总各部门车间的耗热量和通风热负荷（2）局部排风罩的设计计算密闭罩的排风量可根据进、排风量平衡确定,L=L1+L2+L3+L4m3/s式中L—密闭罩的排风量，m3/s；L1—物料下落时带入罩内的诱导空气量，m3/s；L2—从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s；L3—因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；L2—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。L3取决于工艺设备的配置，只有少量设备如自带鼓风机的混砂机等才需考虑。L4在工艺过程发热量大、物料含水率高时才需考虑，如水泥厂的转筒烘干机等。槽边排风罩排风量7（3）车间热风平衡计算风量平衡方程：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp自然进风量＋机械进风量＝自然排风量＋机械排风量热平衡方程：∑Qh＋CLptnρn＝∑Qf＋CLjjtjjρjj＋CLhxρn(ts-tn)＋CLzjtwρw围护结构、材料失热＋通风排风热量＝设备散热量＋机械进风热量＋循环风的热量＋自然进风热量规范规定确定送风系统风量原则：Gzj=（30%～50%）Gjp（4）夏季车间温度校核计算Gzj=GzpCLptnρn＝∑Qf＋CLzjtwρw利用风量平衡和热平衡公式计算tn，规范要求夏季车间与室外温差小于3℃，否则需要另设冷风系统。（5）通风管道的设计计算风道设计要则(一)风道系统要简洁、灵活与可靠；(二)风道的断面形状要因建筑空间制宜；(三)风道断面尺寸要国标化(GB321--80)；(四)正确选用风速，是设计好风道的关键；(五)矩形风道水力计算，应优先采用流量当量直径计算。风道设计步骤(一)首先根据生产工艺、劳动卫生保护和生活福利方面的要求，确定各处的送风量或排风量；(二)确定通风机及其它设备位置(如空气处理设备等)。布置各处的送风或吸风口，并组成一个或几个送风或排风系统；(三)根据(一)、(二)点，绘制系统透视图，并在图上标注出各管段内的已知风量、管段长度、管段编号。再根据已知风量，求出其它管段内的风量和必要的总风量；(四)根据风道设计要则初步选定风速；8(五)根据风量和假定风速，从图表中查取风道断面尺寸和比摩阻。当查得的断面尺寸与标准尺寸不相符时，要重新拟定风速，使其符合标准尺寸，此时的风速为实际风速与实际比摩阻；(六)计算风道阻力(沿程阻力与局部阻力)，并使各并联管路之间的阻力差值，不超过允许值。当差值超过允许值时，要重新调整风道的断面尺寸，或调整弯头的曲率半径来千衡，或在风道内设置阻力板进行调节，但设阻力板时，有时会产生噪声；(七)计算出最不利一环的风道阻力，加之设备阻力，并考虑风量与阻力的安全系数，进而确定通风机型号和电动机的功率。风道设计方法风道设计方法有减速法、压损平均法、假定流速法、静压复得法、当量长度法及阻力平衡法等，本社及建议采用假定流速法。该法的特点是，根据技术经济比较推荐的风速和已知风道内的风量来确定风道断面尺寸和阻力损失。假定流速法又称等速法，为防止物料、粉尘在管内沉积，必须有一个最低速度，并且从最远的—个吸尘点起，风道内的风速应逐渐递增。假定流速法的计算步骤和方法如下：(一)绘制通风或空调的轴测系统图，并对各段风道进行编号，标注长度和风量。(二)选择风道内的技术经济流速(三)根据各风道的风量和假定选用的流速初步确定各管段的断面尺寸，摩擦阻力和局部阻力。(四)对并联管路进行阻力平衡，计算系统的总阻力。(五)根据系统总阻力和总风量选择风机。设备选型风机选型：选择风机时应注意下述几个问题：（一）根据输送的气体性质，确定风机的类型。例如输送无腐蚀性的、气温不超过80℃的、对人体无严重危害的空气，可选择一般的通风换气用的风机；输送腐蚀性气体，要选用防腐蚀风机；输送易燃气体或含尘气体，要选用防爆风机或排尘风机；输送温度高于80℃以上的气体，要选择高温风机；系统阻力损失大的，要选择中压以至高压风机等。（二）根据所需风量、风压及选定的风机类型，确定风机型号。为了便于安装和接9管，还应考虑安装的场地与空间以及选择适宜的风机出口方向和传动方式。（三）由于施工质量引起的风管可能漏风，安装时造成的未能估计到的阻力增加(或计算造成的误差等)，选择风机时，还应考虑附加率。除尘器选型：选择除尘器时，应特别考虑以下因素：（一）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排空浓度。对于运行工况不太稳定的系统，要注意风量变化对除尘器效率和阻力的影响。（二）粉尘的性质和粒径分布（三）气体的含尘浓度（四）气体的温度和性质（五）选择除尘器时，必须同时考虑除尘器除下粉尘的处理问题。除了上述因素外，选择除尘器时还必须结合我国国情，考虑能量消耗、一次投资和维护管理等因素，对中小型工厂要更加注意。（4）整理数据，编写设计说明书车间基本情况概述通风除尘系统设计计算全过程列出计算数据总表和主要设备表写出设计体会，总结（5）绘制工艺布置图和轴测图（限制计算