集气罩的设计.docx

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集气罩的设计

课程设计

题目

学院

专业

姓名

学号

指导教师

二O年月日

设计总论

（1）设计目的....................................5

（2）设计原则....................................5

（3）设计要求....................................5

（4）设计机理....................................7

二、设计原始资料................................7

三、型号确定

（1）集气罩的类型................................9

（2）集气罩的选择................................9

（3）罩口尺寸的确定..............................11

（4）与罩口连接处直管尺确定......................11

四、设计计算

（1）集气罩排风量的计算...........................

（2）集气罩压力降的计算...........................

（3）集气罩的排风速度算............................

五、课程设计小结..................................

六、参考文献.......................................

设计总论

设计目的

①控制空气污染物在车间内外扩散

②设计局部通风方法，把污染空气捕集起来经净化后排至室外

③对集气罩的结构性能的充分掌握

④理论与实际相结合，增强实践能力

⑤对除尘系统深入了解，提高空间思维能力

（2）设计原则

改善有害物质甲苯对工艺和环境污染，尽量减少甲苯排放及危害

集气罩尽量靠近污染源并将其吸收起来

决定集气罩的安装位置和排气方向

决定开口周围的环境条件

防止集气罩周围的紊流

决定控制风速

（3）设计要求

①尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内

②罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸

③罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统

④设计应实现原材料、费用最节俭

（4）设计机理

综述：

集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。

集气罩口气流流动方式有两种:

一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。

（1）、吸入气流

吸入机理：

吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。

吸气流断面的速度分布和特点：

吹吸气流比较

吹气气流呈锥形且流量随距离增加，而吸气流呈椭球面，通过各等速面流量相等，且等于吸入口流量

吹气速度与离吹口距离呈反比，吸气与距离平方呈反比

吹气作用范围大，吸气作用范围小且能量衰减较快。

、吹吸气罩的气流特点

二、设计原始资料

甲苯浓度500mg/m3,允许的排风速度最大s；车间有3个，相距5m。

车间平均温度：

25℃

允许罩内最大负压：

25Pa；

允许压力损失：

1000pa

按中国（GB16297-1996）大气污染物综合排放标准最高允许浓度排放

环境温度：

-9℃

当地气压：

100KPa

净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内

三、型号的确定

（1）集气罩类型

①局部密闭罩

②接受式集气罩

③整体密闭罩

④外部集气罩

还有吹吸式集气罩等类型。

（2）集气罩的选择

总述：

集气罩是用以捕集污染气流的。

其性能对净化系统的技术经济指标是有直接影响的。

由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同，集气罩的形式是多种多样的。

按罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：

吸气式集气罩和吹吸式集气罩。

利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。

本设计中采用吸气式集气罩中的外部集气罩来收集污染气体。

由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的侧集气罩。

对于外部集气罩排风量的确定多采用控制速度法。

（3）集气罩罩口尺寸确定

控制点控制速度Vx的确定

本设计中，污染源产生于甲苯，从轻微速度发散到上述相当平静的空气中，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2或表1可得，取0.5~s之间。

本设计选用vx=s。

表1外部集气罩控制风速vx

有害散发情况

vx

实例

在相当平静的状态下产生极低的扩散速度

某些化学槽的液面蒸发，如去油槽等

在较稳定的状态下，产生较低的扩散速度

低速输料机，如检选胶带机；粉料装袋；摩擦压砖机压砖喷漆箱；焊接台；电镀槽及酸洗槽等

在空气快速流动的状态下，大量产生有害物

破碎机；高速胶带运输的转运点；物料混合；粉料装卸等

在空气流动很快的状态下，有害物以很高的惯性速度扩散

磨床、砂轮机、磨砖、切砖机、喷砂、喷漆等

由于气体只能从侧面流入罩内，我们选用侧吸罩。

为避免横向气流干扰，要求H尽可能≤，可设题中H=，因此，L≥，取L=。

吸气流易受横向气流的影响，所以靠墙布置。

设墙厚260mm，设污染源中心距离墙中心660mm，因此污染源距墙边B=660-260/2=530mm，由此可知集气罩宽2B=1060mm=。

为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角α不应大于60°，本设计中取α为60°。

（4）与罩口连接处直管尺确定

本设计中，污染源产生甲苯，属于染料粉尘，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-4可得，水平管速度应在16-18m/s.所以，选择的水平管道断面为长0.5m,宽0.4m的方形管道。

四、设计计算

（1）集气罩排风量的计算

冷过程上部集气罩

对于外部集气罩的计算，常用的方法是控制风速法。

即有害物扩散时会产生一定的扩散速度，为捕捉、控制有害物，集气罩就必须在有害物扩散地点造成一个吸入速度（控制风速），根据这一速度计算出所需的排风量。

控制风速的大小与工艺过程及其位置有关。

气流从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，要求H≤0.3L（罩口长边尺寸）

P——罩口敞开面周长；H——罩口至污染源距离m；

K——考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，取K=

由题意可知：

K=P=2*（1+）=9m

H=1mVx=1m/s

一个车间排风量：

L1=KPHVx=*m*m/s

三个车间总排风量：

L2=KPHVx*3=*m*m/s

（2）集气罩压力降的计算

压力降计算

由题意可得：

ρ=500/1000000Kg/m3

ξ=

v=（*）=1.293m/s

ξ——集气罩局部阻力系数，一般取=

ρ——污染气流的气体密度，Kg/m3

v——通过罩口的气流速度，m/s

（3）集气罩的排风速度算

课程设计小结

这次课程设计对我来说真是受益匪浅的。

从设计的过程中，我看到了自己的很多不足。

比如上网搜索资料这方面，比如文档排版这方面。

所以以后这些方面我一定要好好加强。

同时我也认识到了理论联系实践的重要性，没有理论知识是不行的，光有理论知识也是不行的。

还有特别重要的一点就是，团结就是力量，这话说的很对，单凭个人的力量要完成一个课程设计时很难的，如果同学们一起收集资料，一起讨论研究，什么困难都能克服。

然后，就是从这次课程设计的过程中，我们看到了大气污染时多么的严重，因此我们一定要保护环境，保护我们唯一的家园，同样的政府相关部门也应该制定相关制度保护大气环境。

在这里也特别感谢老师能给我们这样一个学习锻炼的机会，让我们学着成长!

六、参考文献

工业防尘专业委员会．工业防尘手册[M]．北京，劳动人事出版社：

1987

何争光．大气污染控制工程及应用实例[M]．北京，化学工业出版社：

2004

郝吉明，马广大．大气污染控制工程[M]．北京，高等教育出版社：

2008.

刘伟，祝凌云．AutoCAD2007中文版自学手册[M]．人民邮电出版社：

2007

[5]艾华.电炉炼钢车间除尘系统方案设计分析[J].西安重型机械研究所报,2005,09（00）:

98-02.