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1、精品学习资源课程设计课题名称某企业加工车间除尘系统设计专业名称安全工程所在班级安本 0904同学姓名卢雯静同学学号09601240416指导老师刘美英欢迎下载精品学习资源湖南工学院课 程 设 计 任 务 书安全与环境工程 系 安全工程 专业同学姓名：卢雯静学号： 09601240416 专业：安全工程1. 设计题目：某企业加工车间除尘系统设计2. 设计期限：自 2021 年 12 月 5 日开头至 2021年 12 月 18 日完成3. 设计原始资料：（ 1）某企业加工车间平面布局；（2）抛光机基本情形；（ 3）高温炉基本情形；（ 4）抛光机和高温炉生产过程中产生的污染物种类及粒径范畴；（ 5
2、）抛光车间排风量的运算4. 设计完成的主要内容：（ 1）抛光机粉尘捕集与除尘系统设计；（2）高温炉车间的通风除尘系统设计；（ 3）加工车间除尘系统平面图、轴测图5. 提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交某企业加工车间通风系统设计说明书一份和设计图纸一张；要求语句通顺、层次清晰、推理规律性强，设计改进明确、可实施性强；报告要求用小四号宋体、A4 纸型打印；图纸部分要求运用 Auto CAD 严格依据作图规范绘制，采纳国际统一标准符号和单位制，并打印；6.发题日期： 2021 年 12 月 1 日指导老师（签名）：学 生（签名）：欢迎下载精品学习资源目录1 前言 12 车间简介 23 某车间
3、除尘系统设计33.1 系统划分 33.2 排风罩的挑选 33.3 通风管道的设计 33.3.1 风管敷设形式 33.3.2 风管断面外形的挑选 43.3.3 风管材料的挑选 43.4 除尘器的挑选 43.5 排风口位置的选定 54 通风管道水力运算 64.1 抛光车间通风管道水力运算 64.2 高温炉通风管道水力运算 105 终止语 13参考文献 15附图 15欢迎下载精品学习资源1 前言在工业生产过程中会散发各种有害物质（粉尘、有害蒸气和气体）以及余热和余湿，假如不加以掌握会使室内、外空气环境受到污染和破坏，危害人体的健康、动植物生长，影响生产过程的正常运行；因此掌握工业有害物对室内外空气环
4、境的影响和破环是当前特别重要的问题；为了改善居住建筑和生产车间的空气条件，爱护人民健康、提高劳动生产率，通风工程在工业生产中就显得极为必要；通风工程在内容上基本上可分为工业通风和空气调剂两部分；工业通风的主要任务就是，掌握生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高 湿，制造良好的生产环境和爱护大气环境；课程设计是理论和实践相结合的重要环节，也是培育同学实际动手才能的有效途径；本次工业通风课程设计，要求通过给出的某车间生产简况、相关参数和图纸，运用所学学问，查阅相关资料，自主设计出合理可行的通风除尘系统方案；以此来培育同学运用工业通风与除尘及相关学科的理论和技术解决本专业工业卫生方面的实际问题，提
5、高同学在现场收集及利用资料进行制图、运算的综合才能；欢迎下载精品学习资源2 车间简介某企业加工车间如图 1、图 2 所示，有 1#、2#、3#、4#、5#工作台，高度均为 1.2m， 1#、2#、3#为抛光机，每台抛光机有2 个抛光轮，抛光间产生粉尘，粉尘的成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）；4#、5#为高温炉，生产过程中产生高温含尘烟气，粒径范畴约为0.010-20um，粒径范畴炉内温度为 500，室温为20，尺寸为1.0m*1.0m，房间高 9m，窗台高1.0m，窗户高 5m；图 1车间平面图图 2 A-A剖视图欢迎下载精品学习资源3 某车间除尘系统设计3.1 系统划分由于抛
6、光间和高温炉有不同的排风要求，生产流程、运行班次和运行时间也不相同，因此该车间应划分为两个独立的通风除尘系统：抛光间通风除尘系统和高温炉通风除尘系统；3.2 排风罩的挑选排风罩的设计原就，是要尽量用最小的排风量获得正确的排风成效；抛光机操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损耗层；由于抛光轮的转动速度极快，使得抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）被甩出的速度极高，可以造成肯定的诱导气流；可将排风罩设在污染气流前方，让它直接进入罩内；因此抛光轮的排气罩应采纳接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为 300mm*300mm；高温炉产生高温烟气会带动污染物一起向上运动，因此可以采纳
7、热源上部Ap接受式排风罩，安在高温炉上部0.6m 处（即 H=0.6m）；由于 H1.5， 为低悬罩；由于易受横向气流影响，排风罩尺寸可按下式运算：矩形：A=a+0.5H B=b+0.5H由此得出高温炉上部接受罩罩口尺寸为1300mm*1300mm；3.3 通风管道的设计3.3.1 风管敷设形式除尘风管应尽该可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平面夹角最好大于45o，如必需水平敷设或倾角小于30o时，应实行措施，如加大流速、设清扫口等；风管布置应力求顺直，防止复杂的局部管件；弯头、三通等管件要支配得 当，与风管连接要合理，以削减阻力和噪声；欢迎下载精品学习资源本次课程设计风管弯头多为90o弯头；
8、抛光车间有三个抛光机，因此为三条风管汇合，采纳四通管件；高温炉通风系统采纳圆形三通；3.3.2 风管断面外形的挑选风管截面外形有圆形和矩形两种；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简洁制造，保温亦方 便；当风管中流速较高，风管直径较小时，例如除尘系统和高速空调系统都用圆形风管；当风管断面尺寸大时，为了充分利用建筑空间，通常采纳矩形风 管；例如民用建筑空调系统都采纳矩形风管；综上所述，结合该车间实际情形，本次设计均采纳圆形风管；3.3.3 风管材料的挑选风管材料应依据使用的要求和就地取材的原就选用；用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤
9、维板，矿渣石膏板，砖及混凝土等；钢板是最常用的材料，有一般钢板和镀锌钢板两种；其优点是易于工业化加工制作、安装便利、能承担较高温度；一般通风系统采纳厚度为 0.501.5mm的钢板；本次设计即选用这种钢板；3.4 除尘器的挑选挑选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、爱护治理等；表1，表 2 给出了各种除尘器的综合性能；挑选除尘器时仍应特殊考虑以下因素：1） 选用的除尘器必需满意排放标准规定的排空浓度；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，所以挑选除尘器时第一必需明白处理粉尘的粒径分
10、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，对于高温顺高湿的气体不宜采纳袋式除尘器；欢迎下载精品学习资源5） 挑选除尘器时，必需同时考虑除尘器除下颗粒物的处理问题；表 1 各种常用除尘器的综合性能表除尘器名称适用的粒径范畴um效率（）阻力（ Pa）设备费运行费重力沉降室 50 5050 130少少惯性除尘器20 5050 70300 800少少旋风除尘器5 1560 90800 1500少中水浴除尘器1 1080 95600 1200少中下卧式旋风水膜 5
11、95 98800 1200中中除尘器冲激式除尘器 5951000 1600中中上电除尘器0.5 190 9850 130大中上袋式除尘器0.5 195 991000 1500中上大文丘里除尘器0.5 190 984000 10000少大除尘器名称全效率表 2除尘器的分级效率不同粒径下的分级效率%（ %）0 55 1010 2020 44 44带挡板的沉降室58.67.522438099简洁的旋风65.31233578291长椎体旋风84.240799299.5100电除尘器97.09094.59799.5100喷淋塔94.5729698100100文丘里除尘器99.59999.51001001
12、00（ P=7.5kPa）袋式除尘器99.799.5100100100100抛光车间产生的粉尘成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘），可以采纳 MW30-5B型脉冲反吹袋式除尘器除尘器，阻力1200Pa；高温炉产生的 高温含尘烟气 粒径范畴约为 0.010-20um ， 炉 内温度为500，因此考虑旋风除尘器；本次设计采纳XLP/A-5.4型旋风除尘器，阻力700Pa；3.5 排风口位置的选定抛光间和高温炉产生的污染物经除尘器净化已无需再经大气扩散稀释，可以在风管上设置风帽以防止雨水进入风管；一般情形下，通风用排气立管出口至少应高出屋面0.50m；厂房高 9m，因此排气立管应至少为
13、9.5m；欢迎下载精品学习资源4 通风管道水力运算4.1 抛光车间通风管道水力运算抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件；抛光机排风量的运算：一般按抛光轮的直径 D 运算： L=A .Dm3/h式中： A与轮子材料有关的系数布轮： A=6m3/h.mm毡轮： A=4m3/h.mm D抛光轮直径 mm抛光轮为布轮，其直径为 D=200mm，每台抛光机有两个抛光轮；因此，抛光机的风量 L=2AD=2 6 200=2400 m3/h=0.67m3/s用假定流速法进行通风管道的水力运算如下:（1） 绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排风量；（2） 选定最不利环路，本系
14、统挑选1-4-除尘器 -5-风机-6 为最不利环路；（3） 依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；由表3 可知输送含有石棉粉尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管为 12m/s、水平风管为 18m/s；考虑到除尘器及风管漏风，管段5 及 6 的运算风量为 L= （2400 3） 1.05=7560 m3/h=2.1m3/s；管段 1 依据 L1=2400 m3/h（0.67 m3/s）、v1=18m/s，由图 3 查出管径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；即D1=220mm Rm1=18Pa/m同理可查的管道 4、5、6 的管径
15、及比摩阻，结果见水力运算表5；（4） 确定管段 2、3 的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力运算表5；（5） 查表确定各管段的局部阻力系数；欢迎下载精品学习资源表 3 除尘风管最小风速（ m/s ）粉尘类型粉尘名称垂直风管水平风管干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大块干木屑1416纤维粉尘潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218轻质干粉尘（木工磨床粉尘、烟草灰）810煤尘1113焦炭粉尘1418谷物粉尘1012欢迎下载精品学习资源1） 管段 1图 3 通风管道单位长度摩擦阻力线算图欢迎下载精品学习资源其他粉尘矩形伞形罩 =40o， =0.13
16、90弯头（ R/D=1.5）两个， =0.172=0.34135弯头（ R/D=1.5）一个， =0.21 四通（ 1-4），如图 4；欢迎下载精品学习资源图 4 合流四通依据 V2/V1=1 查表可知 =0.2所以=0.13+0.34+0.21+0.2=0.882） 管段 490弯头（ R/D=1.5）两个， =0.17 2=0.34除尘器进口渐扩管：进口尺寸 390 400mm，变径管长度为 60mm；欢迎下载精品学习资源tg1（ 400- 380 ）0.17 ，10o，Ft =1.38 ；所以=0.025；欢迎下载精品学习资源260F4所以=0.34+0.025=0.3653） 管段 5
17、除尘器出口渐缩管：出口尺寸 505 400mmF5 0.9，所以 =0.01 Ft90弯头（ R/D=1.5）两个， =0.172=0.34风机进口渐扩管：先近似选出一台风机，风机进口直径为550mm，变径管长度 100mm；欢迎下载精品学习资源tg1（550 -480）Ft0.35， 20o，（ 550）2 1.31， =0.063欢迎下载精品学习资源2100F5480欢迎下载精品学习资源所以=0.01+0.34+0.063=0.4134） 管段 6风机出口渐扩管：出口尺寸 385440mm，F6 =1.06， 0Ft欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源带扩散管的伞形风帽（h / D00
18、.5 ）， =0.60欢迎下载精品学习资源所以=0.6 5）管段 2管段 2 与管段 1 一样，故 =0.88 6）管段 3矩形伞形罩 =40o， =0.1390弯头（ R/D=1.5）两个， =0.172=0.34四通（ 3-4），如图 4 和表 4，=0所以=0.13+0.34=0.47（6） 运算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力；运算结果见表5；（7） 对并联管路进行阻力平稳欢迎下载精品学习资源汇合点： P1315.07Pa ， P3163.37Pa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P1 -P3 P1315.07 - 163.37315.0748.1%10%欢迎下载精品学习资源为
19、使管段 1、2、3 达成平稳，转变管段 3 的管径，增大其阻力；欢迎下载精品学习资源依据式子 DD0.225PP欢迎下载精品学习资源D 调整后的管径， mm； D 原设计的管径， mm；P 原设计的支管阻力， Pa；P 要求达到的支管阻力， Pa；欢迎下载精品学习资源D3D（3P30.225 P）3220 163.37 0.225315.07190mm欢迎下载精品学习资源符合风管统一规格，其对应的阻力为：欢迎下载精品学习资源P3163.37220 1 0 .225190313.23Pa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源PP1 -3315.07313.230.58%10%欢迎下载精品学习资
20、源P1315.07此时处于平稳状态；（8） 运算系统的总阻力P（RmlZ）=315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源管风量段（ m3/h号1240047200575606756022400324003除尘器编）表 5抛光间管道水力运算表长度L（ m）管径D（）流速v m/s动压Pd（ Pa）局部阻力系数 局部阻力 Z（ Pa）比摩阻 R摩擦阻力 Pm管段阻力 Pa822018194.40.88171.0718144315.07838018194.40.36570.969.576146.9644801286.40.4
21、1335.683.212.848.489.54801286.40.651.843.230.482.24822018194.40.88171.0718144315.07422018194.40.4791.371872163.3719029313.231200备注m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（9） 挑选风机阻力不平稳欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源风机风量L f1.15L1.1575608694m3 / h欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源风机风压pf1.15 P1.151792.752061.67Pa欢迎下载精品学习资源选用 C4-73-11No.4.5 型风机3L
22、f8900m / h Pf2844Pa风机转速 n=3150r/min 皮带传动配用 Y160M1-2型电动机，电动机功率N=11kW4.2 高温炉通风管道水力运算高温炉排风量的运算：H=0.6m ，热源截面积1 1m ，罩口尺寸1.3 1.3m；Z=H+1.26B=0.6+1.26 1=1.86m欢迎下载精品学习资源QFt1A t 3F t4AFt 34欢迎下载精品学习资源1.711450020 3欢迎下载精品学习资源1.7480 36389 J / s6.39kJ / s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源z收缩断面热射流流量 Lz0.04Q1 3 Z 3 20.046.391 31.
23、863 20.19m3 / s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以总风量 LLv F 0.190.51.3210.535m3 / s1926m3 / h欢迎下载精品学习资源用假定流速法进行通风管道的水力运算如下:（1） 绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排风量；（2） 选定最不利环路，本系统挑选1-3-除尘器 -4-风机-5 为最不利环路；（3） 依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；由表3 可知输送含有煤尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管为 11m/s、水平风管为 13m/s；旋风除尘器要求气密性特别高，所以可以
24、不用考虑除尘器的漏风；管段 1 依据 L1=1926 m3/h（ 0.535 m3/s）、v1=13m/s，由图 3 查出管径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；即D1=240mmRm1=9Pa/m；对比摩阻进行温度修正：欢迎下载精品学习资源RmK t KB Rm027327320500 0.82594.04Pa / m欢迎下载精品学习资源同理可查的管道 3、4、5 的管径及进行温度修正后的比摩阻，结果见水力运算表 7；（4） 确定管段 2 的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力运算表7；（5） 查表确定各管段的局部阻力系数；1） 管段 1矩形伞形罩 =60o， =0.169
25、0弯头（ R/D=1.5）两个， =0.172=0.34圆形三通（ 1-3）：如图 5；图 5圆形三通由 L3/L=0.5 查得， =0.03所以=0.16+0.34+0.03=0.532） 管段 3欢迎下载精品学习资源90弯头（ R/D=1.5）两个， =0.172=0.34除尘器进口渐缩管：进口尺寸 140 400mm欢迎下载精品学习资源Ft1404000.45， =0.32欢迎下载精品学习资源F 340024=0.34+0.32=0.663） 管段 4除尘器出口渐扩管：出口直径 320mm，变径管长 150mm欢迎下载精品学习资源tg14503200.43欢迎下载精品学习资源2150=2
26、3.5o=0.625 90弯头（ R/D=1.5）三个， =0.173=0.51风机进口渐扩管：先近似选出一台风机，风机进口直径为550mm，变径管长度 100mm；欢迎下载精品学习资源tg15504500.5 ，=26.5o欢迎下载精品学习资源2tF5502F45021001.49 ， 0.12欢迎下载精品学习资源4=0.625+0.51+0.12=1.2554） 管段 5风机出口渐缩管：出口尺寸 385440mmF50.94 ， =0.045Ft欢迎下载精品学习资源带扩散管的伞形风帽（h / D00.5 ）， =0.60欢迎下载精品学习资源=0.045+0.6=0.6455） 管段 2管段
27、 2 与管段 1 一样，故 =0.53（6） 运算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力；运算结果见表7； 常温下（ 20）空气密度为 1.2kg/m3，高温炉内（ 500）空气密度按下式运算：欢迎下载精品学习资源20500T500 T20欢迎下载精品学习资源比摩摩擦阻管段阻阻 Rm力 Pm力Pa号）s）119269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.9343385254001338.0250.6625.0972.1110.5535.654385254501127.2251.25534.171.356.7540.92538529.54501127.2250.645
28、17.561.3512.82530.385219269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.934除尘器700所以高温炉内空气密度35000.45kg / m ；管段编风量（ m3/h）长度L（m管径（）表 7 高温炉通风管道水力运算流速局部阻V（m/动压 Pd（ Pa）力系数 局部阻力 Z（Pa）（7） 对并联管路进行阻力平稳圆形三通汇合点：由于管段 1 和管段 2 管路对称，风量相同，故两者阻力平稳；（8） 运算系统的总阻力P（RmlZ）=58.934+35.65+40.92+30.385+700=865.889Pa（9）挑选风机风机风量L f1.15L1.
29、1538524429.8m / h3风机风压Pf1.15 P1.15865.214994.996Pa选用 C4-73-11No.4.5 型风机，此型号风机可耐高温，L f4700m / h Pf31226Pa风机转速 n=2000r/min 皮带传动配用 Y100L-2 型电动机，电动机功率 N=3kW ；5 终止语通过本次课程设计我们明白了简洁风机风管的布置, 学会了自主设计一套合欢迎下载精品学习资源理的通风除尘系统 , 知道了一个简洁除尘系统中应当如何去选取合适的除尘器、风机型号和电机的功率等内容；也使我们熟悉到工业通风与除尘及相关学科在 解决工业卫生方面实际问题的重要性；由于对专业学习中
30、相关学问把握的不够，在设计过程中遇到许多困难，计算的过程中也存在肯定的误差和必要的修正没有得到较好的解决, 课题也仍有进一步加深的空间；但是通过这次课程设计，我对这门课程有了更深的熟悉，实际动手操作的才能也得以提高；最终感谢老师和同学们在这次课程设计中赐予的帮忙；欢迎下载精品学习资源参考文献1 孙一坚.工业通风 M.中国建筑工业出版社（第三版）, 19942 孙一坚.简明通风设计手册 M.中国建筑工业出版社 , 20063 中国有色工程设计讨论总院 . 采暖通风与空气调剂设计规范GB50019- 2003 S.中国方案出版社 , 20044 中华人民共和国建设部 .暖通空调制图标准 GB50114-2001 S.中国方案出版社 , 20025 中华人民共和国建设部 .通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243- 2002 S.中国方案出版社 , 2002附图附图 1 某企业加工车间除尘系统平面图附图 2 某企业加工车间除尘系统轴测图欢迎下载