课程设计.docx

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课程设计

1绪论

课程设计的目的

课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。

本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：

1、工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用；

2、基本计算方法和绘图能力的训练；

3、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题；

4、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。

课程设计的任务

学生在有限的时间内，必须在老师的指导下独立、全面地完成此规定的设计。

其内容包括：

1、设计说明书和计算书各一份；

2、平面布置图一份；

3、立面布置图一份；

4、轴侧图一份。

设计的内容

1、罩的设计

控制点速度Vx的确定；

集气罩排风量、尺寸的确定。

2、道的初步设计

管内流速的确定；

管道直径的确定；

弯头设计；

直管长的确定；

三通的设计计算。

3、损平衡计算

分段计算；

压力校核。

4、压损计算

5、风机、校核

6、机选择、校核

7、有关说明

设计课题与有关数据

1、设计题目：

车间除尘系统设计；

2、课题已知条件；

a车间面积与两台产生污染设备的位置，见附图。

b产生污染源设备的情况

污染源：

立方体长×宽×高=1200×650×950

操作条件：

20℃KPa

污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。

c在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面H=600mm时才操作正常。

d管道和集气罩均用钢板制作

钢管相对粗糙度K=

排气筒口离地面高度12m

e所用除尘器

LD14型布袋除尘器,

该除尘器阻力为980Pa；

长：

4503mm；宽：

2250mm；

除尘器进口高度：

3653mm；除尘器出口高度：

8890mm；

所用除尘草图见附图或者自行设计。

f有关尺寸

墙厚240mm方块柱300×300

车间大门可取2010×2010

3010×3010

2550×2410

4010×4010

窗台到地面距离:

民房900～700mm

工业用房～m

仓库～m

图

2集气罩的设计

集气罩

由于空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流而扩散的，由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的冷过程上部集气罩。

对于外部集气罩排风量的确定多采用控制速度法。

设计计算

根据集气罩草图进行计算。

如图所示：

图

控制点控制速度的确定

本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述平静的空气中，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2可得，取~m/s之间。

本设计选用vx=m/s。

控集气罩排风量、尺寸的确定

1、由于气体只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，要求H尽可能≤，由于题设中已给出H=m，因此，L≥2m，取L=2m。

2、由于吸气流易受横向气流的影响，所以靠墙布置。

由于墙厚240mm，污染源中心距离墙中心750mm，因此污染源距墙边B=750-240/2=6300mm，由此可知集气罩宽：

2B=2×630mm=1260mm=m。

3、为保证罩口吸气速度均匀，，本设计中取α为30°。

4、排风量按下式计算：

Q=KPHvx=×2×+××

=（m3/s）

式中：

P----罩口敞开面周长，m；

H----罩口至污染源距离，m；

vx-----控制速度，m/s；

K----考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取K=。

5、总排风量Qz：

Qz=2Q=（m3/s）

3管道、弯头及三通的设计

管道的设计

首先设计管道的布置位置，然后对各管段进行编号，按最大压损原则选择计算环路，如下图。

图

管道内最低速度的确定

在本设计中，污染物为轻矿粉，查《大气污染控制工程》表14-2，得水平管内最低流速为14m/s，垂直管为12m/s。

考虑要用到垂直管和水平管两部分，而用同一管径。

故取管内气速：

V1=14m/s

管径的计算与实际速度的确定

由Q=（πd2V）/4得到：

d=

1、则有d1=550mm，圆整取d1=530mm；

核算实际速度：

V1=4Q/（πd12）=m/s；

查计算表知：

动压为；当量阻力系数

。

2、三通管后的管径d2：

d2=774mm，圆整取d2=750mm；

核算实际速度：

V2=m/s；

查计算表知：

动压为；当量阻力系数

。

管段长度的确定

总体设计草图见图。

由除尘器进口高度：

3653mm，

故管段1的长度L1=2000+7385=9385mm

管段2的长度L2=2000mm

管段3的长度L3=1615+1267=2882mm

管段4的长度L4=3000+8890=11890mm

管段5的长度L5=1200mm

集气罩和弯头的确定

查《环境工程设计手册》：

1、对集气罩1，ξ=。

2、对集气罩2，ξ=。

3、采用90°弯头（R/d=阻力系数ξ=。

三通的确定

根据管径与流量查《环境工程设计手册》：

采用30°直流三通（如图）：

阻力系数ξ1=，阻力系数ξ2=。

图

4阻力平衡校核

设计说明

由图所示，根据图示计算。

管段①的阻力计算

摩擦压力损失为

局部阻力包括集气罩1、90°弯头（R/d=）和30°直流三通；

故∑ξ=++=

则局部压损为

管段②的阻力计算

摩擦压力损失为

局部阻力包括集气罩2、90°弯头（R/d=）和30°直流三通；

故∑ξ=++=

则局部压损为

管段③的阻力计算

摩擦压力损失为

局部阻力包括除尘器阻力、90°弯头（R/d=）和合流三通；

故局部压损为

管段④的阻力计算

摩擦压力损失为

局部阻力有两个90°弯头（R/d=）；

故局部压损为

管段⑤的阻力计算

摩擦压力损失为

改管段有90°弯头（R/d=）两个；伞形风帽压力损失ξ=；通风机出口压力损失ξ=。

故局部压损

并联管压力平衡

故有：

显然压力平衡，符合节点要求。

除尘器总压力损失计算

除尘系统总压损失为

5风机、电机选择及计算

风机的确定

1、选择通风机的计算风量：

Q0=Qz（1+K1）=×（1+

=25000（m3/h）

2、选择风机的计算风压：

△P0=△P（1+K2）=1292×（1+

=（Pa）

其中：

Q-----管道计算总风量，

；

-----管道计算总压损，Pa；

------考虑系统漏风所附加的安全系数，除尘管道取~；

-------考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数，除尘管道取~。

3、根据上述风量和风压，查《环境工程设计手册》：

选排尘离心通风机4-72型，机号8，传动方式C，转速2240r/min，全压2472-1844Pa，风量

，配套电动机为Y180M-2,22kW。

复核电动机功率：

故其配套电机满足要求。

管道计算总结

表一管道计算表

管段编号

流量Q/

m3s-1

管长l

/m

管径d/mm

流速v/

m-1

λ/d

/m-1

动压v2ρ/2

/Pa

摩擦损失△PL/

Pa

局部压损系数∑ξ

局部压损△Pm/Pa

管段总压损△P/Pa

管段压损累计∑△P/Pa

①

530

②

530

③

750

④

750

⑤

750

6厂房设计

大门及窗户的设计

本设计中，大门和窗户的位置选择要充分考虑气流对烟尘流动方向的影响，以确保除沉效果的稳定及有效。

因此大门和窗户应设在离污染物排放口较远的地方，尽量减少对流空气对污染物扩散方向的影响。

但同时也要综合考虑室内的通风状况良好，选择设置窗户的个数、尺寸及位置。

在本设计中，将大门设置在除尘器旁边，尺寸选择4010×4010mm。

窗户共设9个，以保证通风效果。

位置见平面图。

7设计小结

这次通过对车间除尘系统的设计，使我学习到了很多的课本上没有的知识，以及得到了一点设计经验，当然这与实际还有很大差别。

而在这次的课程设计，通过对集气罩、以及对应得管道进行的设计计算，使我对集气罩和管道的设计有了一定的了解。

这次设计中的难点是三通的选择和设计以及压力损失的计算，对这，我确实学到了一定的设计经验，通过查资料，然后计算以得到较为理想的结果。

而该设计的重点就是压力平衡的校核和风机的选择，通过对总风量的计算和对总压的计算，从而根据风量和总压选择合适的风机和配套的电机，最后校核电机功率。

设计的最后是对厂房的布置，这使我对总体布局有了一定的了解。

这个过程中，让我在设计、计算方面得到了充分锻炼，并相应的提高了自己在这方面的能力，同时也使所学专业知识得到了实际的运用。

总之，通过这次课程设计，使我对除尘设计有了一定的了解，以及学习到了很多在书本和课堂内学习不到的知识、经验，让我更加深刻的了解所学的知识；在很多方面的能力也得到相应的提高。

另一方面是得到了同学的帮助还有自己的一定努力。

最后，感谢在课程设计中给予我帮助和支持的老师和同学们。

参考文献

[1]郝吉明，马广大．大气污染控制工程．第二版．北京：

高等教育出版社

[2]金国淼．除尘社备．北京：

化学工业出版社

[3]周兴求．环保设备设计手册-大气污染控制工程．北京：

化学工业出版社

[4]魏先勋，马菊元，陈信常等．环境工程设计手册．长沙：

湖南科学技术出版社，2002

[5]孙颐．袋式除尘技术与应用．机械工业出版社