工业通风课设.docx
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工业通风课设
摘要
通风工程一方面起着改善居住建筑和生产车间的空间条件，保护人民健康，提高劳动生产率的重要作用；另一方面在许多工业部门有时保证生产正常进行，提高产品质量所不可缺少的一个组成部分。
通风工程在内容上基本上可分为工业通风和空气调节两部分。
工业通风的主要任务是，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。
本设计中，采暖方式对小型车间或毗邻大车间的工部应尽量采用散热器采暖，对于大型车间则可采用散热器与热风系统联合采暖。
车间通风在所有情况下，如果可能，应最大限度地采用最有效的局部排风。
在设备处就地排出有害物。
局部排风有：
槽边排风罩、带吹风的槽边排风罩、通风柜伞形罩、通风小室、吸尘罩等等
通过本次课设，基本掌握工业厂房通风供暖设计的内容、方法、步骤；初步了解收集设计原始资料（包括室内空气参数、室外气象资料、工艺和土建资料）地方法；了解、学会查找和应用本专业相关设计规范、标准、手册和相关参考书；学会正确应用所学理论解决一般通风工程问题地方法步骤，学会全面综合考虑通风供暖工程设计，同时提高设计计算和绘制工程图的能力。
一原始资料
二车间各工部室内计算参数的确定及热负荷的计算
三车间各工部电动设备、热槽散热量的计算
四车间各工部通风与供暖方案的确定
五车间各工部散热器散热量、型号及数量的选择计算
六车间各工部机械排风量的计算
七车间热风平衡、送风小室的计算及加热器的选择
八对夏季室内工作温度进行校核
九水力计算
十设备汇总表及散热器片数的附表
固原电机厂电镀车间通风与供暖系统设计
一、原始资料
1.1厂址：
固原市
1.2室外气象参数
室外计算温度℃
室外风速m/s
冬季
夏季
冬季平均
夏季平均
供暖
通风
通风
1.3工艺资料见任务书
1.4工作班制两班制
1.5建筑结构资料见任务书
1.6热源参数：
130—70℃热水。
二、车间各工部室内计算参数的确定及热负荷的计算
建筑物各工部的体积计算
Ⅰ厕所和更衣室：
6000×4750×3300＝m3
Ⅱ喷砂室：
6000×4750×3300＝m3
Ⅲ抛光室：
6000×4750×3300＝m3
Ⅳ发电机部6000×4750×3300＝m3：
Ⅵ仓库6000×4750×7000＝：
Ⅴ准备工部：
18000×4750×7000＝
Ⅶ办公室：
6000×4750×3300＝
Ⅷ电镀部：
27000×7250×7000＝
Ⅸ溶液配制室：
3000×4750×7000＝
查工具书
建筑名称
建筑物体积（1000m3）
供热比热特性指标
（qn,v）W/3·℃
通风比热特性指标
（qf,v）W/m3·℃
电镀部
2~5
~
~
供暖比热特性指标计算：
qn,v＝
×（）＝W/m3·℃
建筑物热负荷计算（查《实用供热空调设计手册》P130）
①采用供暖体积热指标法：
Qn＝αqn,yV（tn,p-tw）
式中qn,y—建筑物供暖热指标，本设计中其值为m3℃；
α—修正系数，查得值为1
tn,p—室内平均计算空气温度，℃；
tw—供暖室外计算空气温度，℃。
以喷砂室为例详细计算：
Qn＝αqn,yV（tn,p-tw）＝1×××（14-4）＝W
其它各工部计算结果见下表：
建筑物热负荷计算（白天）
编号
工部名称
房间体积m3
qn,vW/m3℃
tn,p℃
tw℃
α
QnW
Ⅰ
厕所和更衣室
12
4
1
Ⅱ
喷砂室
14
4
1
Ⅲ
抛光室
14
4
1
Ⅳ
发电机部
10
4
1
Ⅴ
准备工部
18
4
1
Ⅵ
仓库
8
4
1
Ⅶ
办公室
18
4
1
Ⅷ
电镀部
18
4
1
Ⅸ
溶液配制室
18
4
1
②采用供暖体积热指标法：
Qn＝αqn,yV（tn,p-tw）
式中qn,y—建筑物供暖热指标，本设计中其值为m3℃；
α—修正系数，查得值为1；
tn,p—室内平均计算空气温度，℃，车间在非工作期间为5℃，不设送风系统的情况下，取室内平均计算温度；
tw—供暖室外计算空气温度，℃。
以厕所和更衣室为例做详细计算：
Qn＝αqn,yV（tn,p-tw）＝1×××（12-4）＝
其它各工部计算结果见下表：
建筑物采暖热负荷计算（夜晚）
编号
工部名称
房间体积m3
qn,vW/m3℃
tn,p℃
tw℃
α
QfW
Ⅰ
厕所和更衣室
12
4
1
Ⅱ
喷砂室
5
4
1
Ⅲ
抛光室
5
4
1
Ⅳ
发电机部
5
4
1
Ⅴ
准备工部
5
4
1
Ⅵ
仓库
5
4
1
Ⅶ
办公室
18
4
1
Ⅷ
电镀部
5
4
1
Ⅸ
溶液配制室
5
-25
1
通风负荷计算
通风负荷Q＝总热负荷Qn-采暖热负荷Qf-设备散热量Qs
以抛光室为例做详算，Q＝－＝
其他工部详见如下表格：
编号
工部名称
总热负荷QnW
采暖热负荷QfW
设备散热量QsW
通风热负荷QW
Ⅰ
厕所和更衣室
0
0
Ⅱ
喷砂室
0
Ⅲ
抛光室
400
Ⅳ
发电机部
10800
Ⅴ
准备工部
Ⅵ
仓库
0
0
Ⅶ
办公室
0
0
Ⅷ
电镀部
Ⅸ
溶液配制室
0
注：
发电机室内直流发电机产生很大热量，散热量10800W，夏季应采用机械排风清除余热，且应保证室温不超过40℃（夏季室外平均温度为26℃）。
⑴通风量计算
两台直流发电机产热量Q＝10800W
设室温为40℃，又室外平均温度为26℃，则温差为Δt＝40-26＝14℃
则风量为G＝
＝
＝㎏/s＝m3/h。
⑵选定风机型号和配套电机
根据所需风量、风压及选定的通风机类型，确定通风机的机号。
在确定通风机的机号时，应修订风量。
风量：
L＇＝KL＝×＝m3/h
选定离心风机4-72-11№，相关性能参数见设备汇总表。
三、车间各工部电动设备、热槽散热量的计算
查《实用供热与空调设计手册》P955
电动设备散热量Q
Q＝1000nN＝1000××＝200W
n为综合系数，一般电动设备和不用乳化液的机械加工机床取，用乳化液的机床取~，本设计中取。
发电机散热量
直流发电机散热量Q＝
＝
＝5400W
发电机部有两台电动发电机Q＝2×5400＝10800W
编号
工部名称
设备编号
设备名称
设备功率NKW
工部设备总散热量QW
Ⅲ
抛光室
*3,4
抛光机
400
Ⅳ
发电机部
5,6
电动发电机
9
10800
Ⅴ
准备工部
7
去毛滚筒
25
各种槽表面散热量见《简明通风设计手册》P43
Q＝*（+）*（t2－t1）F
式中Q—散热量，W；v—水面上空气流速，m/s；
t1—热水温度，℃；
t2—周围空气温度，℃；
F—热水槽面积，㎡。
以准备工部热水槽为例作详算如下：
单个热水槽散热量Q＝×（+×）×（50－18）×＝W
因为准备工部有两个热水槽，故热水槽总的散热量Q＝2×＝W，
其它各槽的散热量计算如下：
编号
工部名称
设备编号
设备名称
散热表面温度℃
tn,p℃
控制风速vm/s
热水槽面积A㎡
单个槽散热量QW
总散热量QW
Ⅴ
准备工部
10,14
热水槽
50
18
*13
化学去油槽
80
18
Ⅷ
电镀部
18,40,32
热水槽
50
18
*20,21
电解除油槽
70
18
*26
镀铬槽
50
18
*27
苏打槽
70
18
*28
磷化槽
90
18
*30
皂液槽
70
18
31
油槽
120
18
*41
镀锡槽
70
18
四、车间各工部通风与供暖方案的确定
1.散热器的选用
概括起来，应根据对散热器所提出的热工、经济、卫生和美观等方面的要求来选择散热器，但要完全满足这些要求是很困难的。
为此，选择时应按房间用途，供暖系统中散热器的工作压力，散热器的安装条件等确定。
本设计中采用B型光面散热器，其外形尺寸见附录。
采暖方式：
对小型车间或毗邻大车间的工部应尽量采用散热器采暖，对于大型车间则可采用散热器与热风系统联合采暖。
考虑到设在大厂房内的办公室及其他卫生条件较高的工部如果其门窗冷风渗透量能满足设备排风要求，可以不设送风系统，而由散热器供暖，否则应采用散热器与热风系统联合采暖，以免由于排风量大于计算渗透风量，导致渗透风量增加，影响室内温度。
因此本设计方案中Ⅰ厕所和更衣室，Ⅵ仓库及办公室采用散热器供暖，其他车间部门均采用散热器与热风系统联合供暖。
五、车间各工部散热器热量、型号及数量的选择计算
选择光面散热器，具体性能参数见设备汇总表。
室内管道采用明装，支管与散热器连接方式为同侧连接，上进下出。
其他各工部计算结果见附表：
编号
工部名称
采暖热负荷
tn,℃
管径
排数
L
Ⅰ
厕所
12
D76×
3
2
Ⅱ
喷砂室
5
Ⅲ
抛光室
5
Ⅳ
发电室
5
Ⅴ
准备工部
5
D76×
3
2
Ⅵ
仓库
8
D76×
3
2
Ⅶ
办公室
18
D76×
3
3
Ⅷ
电镀部
5
D76×
3
3
Ⅸ
溶液配制室
5
D76×
3
2
六、车间各工部机械排风量的计算
、喷砂室排风的作用有二：
一是防止粉尘跑出，二是保证工作空间一定的可见性。
采用换气次数法，喷砂室的工作容积
Vf＝πR2h1＋
πR2h2＝××＋
×××＝＜1m3，因此取换气次数n＝1500次∕时。
故Ⅱ喷砂室部总排风量L＝n×Vf×数量＝1500××2＝2280m3∕h＝m3∕s。
、抛光部
采用布质光轮时，排风量按每毫米轮径6m3∕h计算。
因此Ⅲ抛光部的总排风量L＝200×6×2＝1200×2m3∕h＝3∕s。
、槽边排风罩
槽边排风罩分为单侧和双侧两种，槽宽B≦700㎜为单侧，B＞700㎜时为双侧。
根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共三种，250×200㎜、250×250㎜、200×200㎜。
本设计均选用200×200㎜。
所用公式为：
①低截面单侧排风
L＝3VxAB（
）3∕s
②低截面双侧排风
L＝3VxAB（
）3∕s
1）双侧的以9有色金属腐蚀槽为例作详细计算如下：
控制风速Vx＝∕s
总排风量L＝3VxAB（
）＝3××××（
）＝
3∕s
每一侧的排风量L＇＝
L＝
×＝m3∕s
2）单侧的以酸洗槽为例作详细计算如下：
控制风速Vx＝m∕s
单侧排风量L＝3VxAB（
）＝3××××（
）＝m3∕s。
其他各槽的计算见下表：
局部排风的排风量计算
设备编号
设备名称
控制风速
vm∕s
A*B
形式
总排风量
Lm3∕s
一侧排风量L＇m3∕s
*9
有色金属腐蚀槽
1500*800
双侧
*12
黑色金属腐蚀槽
1500*800
双侧
*13
化学去油槽
1500*800
双侧
*15
溶液配制槽
600*500
单侧
*16
溶液配制槽
600*500
单侧
*17
酸洗槽
1000*600
单侧
*20
电解除油槽
1000*600
单侧
*25
回收槽
800*600
单侧
*26
镀铬槽
1000*600
单侧
*27
苏打槽
600*500
单侧
*28
磷化槽
1000*800
双侧
*30
皂液槽
600*500
单侧
*34
镀镍槽
1000*800
双侧
*35
镀铜槽
1000*800
双侧
*36
中和槽
800*600
单侧
*38
镀锌槽
1000*800
双侧
*41
镀锡槽
1000*800
双侧
七、车间热风平衡及送风小室的计算
进风温度的计算
确定送风系统的风量时，考虑到窗子的渗透及运输工具和人员的出入，从门、窗必然会侵入室外空气，故机械送风量可按总风量的10％~90％考虑，本设计中假设取25％，根据风量平衡，Gp＝Gzj＋Gjj，则自然通风量为总排风量的75％。
热平衡方程式的形式为：
∑Qh＋cGptn＝∑Qf＋cGjjtjj＋cGzjtzj
式中∑Qh—维护结构、材料吸收的总热量，W；
∑Qf—生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，W；
Gp—机械排风量，㎏∕s；
Gjj—机械进风量，㎏∕s；
c—空气的质量比热，其值为1010J∕㎏·℃。
tn—室内排出空气温度，℃；
tjj—机械进风温度，℃；
tzj—自然进风温度，℃；
因为在含有有害气体及含尘气体的车间，全面通风量换气量是以控制有害物的浓度在卫生标准容许浓度以下所需的通风量；消除余热、余湿所需的通风量三者的最大值。
而实际在含有害物的车间所需的全面通风量均大于消除余热余湿所需的通风量。
因此在本设计中计算通风量采取的温度为室外计算采暖温度。
下面以喷砂室为例做详细计算：
tjj＝
＝
＝
＝℃。
其他各工部计算结果见下表：
进风温度的计算
编号
工部名称
总排风量Lm3∕s
tn℃
ρn㎏∕m3
机械进风量G㎏∕s
自然进风量G㎏∕s
tw℃
tjj℃
Ⅱ
喷砂室
14
058
4
Ⅲ
抛光室
14
4
Ⅴ
准备工部
18
4
Ⅷ
电镀部
18
4
Ⅸ
溶液配置室
18
4
计算的各工部机械进风温度在35~70℃之间，满足条件。
因此进风温度以电镀部为准，选用℃。
进风量的计算
此时进风温度为℃，下面以喷砂室为例做详细计算，
风量平衡公式：
Gzj＝Gp－Gjj
热量平衡公式：
∑Qh＋cGptn＝∑Qf＋cGjjtjj＋cGzjtzj
二者联立可得：
Gjj＝
＝
以喷砂室的详细计算为例，已知机械进风温度tjj＝℃，则机械进风量Gjj＝
＝
＝㎏∕s
自然进风量Gzj＝Gp－Gjj＝－＝㎏∕s。
其他各工部的计算结果见下表：
进风温度的计算
编号
工部名称
tjj℃
tn℃
tw℃
总排风量Lm3∕s
通风热负荷QnW
机械进风量G㎏∕s
自然进风量G㎏∕s
Ⅱ
喷砂室
14
4
Ⅲ
抛光室
14
4
Ⅴ
准备工部
18
4
Ⅷ
电镀部
18
4
Ⅸ
溶液配置室
18
4
空气加热器的选择
加热空气所需热量
Q＝Gc﹙t2－t1﹚
式中Q—热量，kw；
c—空气比热，c＝kJ／㎏·℃；
G—被加热空气量，㎏／s；
t1—加热前空气温度，℃；
t2—加热后空气温度，℃。
被加热空气量G为各工部机械进风量之和，即
G＝＋＋＋＋＝㎏／s
①假定Vp＇＝8㎏／m2·s，则需要的加热器的有效截面积为：
A＇＝
＝
＝㎡
查《实用供热与空调设计手册》中空气加热器技术数据表—5，可选1台SRZ10×6Z的加热器，具体性能参数见设备汇总表。
每台有效截面积为㎡,加热面积为㎡。
根据实际有效面积可算出实际的Vp为：
Vp=
＝
＝㎏／m2·s。
②该加热器的传热系数K＝（Vp）＝×﹙﹚＝／㎡·s
③需要加热的加热量Q＝Gc﹙t2－t1﹚＝×1010×﹙－4﹚﹚＝W
需要加热的面积A＝
＝
＝
＝㎡
需要的加热器串联的太数为：
N＝
＝台
取3台串联共3台加热器，总加热面积为×3＝㎡。
④检查安全系数为：
＝﹙此值在~之间﹚，故所选加热器合适。
计算水侧压力损失为：
Δp＝Kpa。
八、对夏季室内工作温度进行校核
校核的原则是风量保持不变，以夏季室外通风来消除室内的设备散热量，理论上校核的标准是计算的排风量不大于冬季的排风量。
以抛光室的详细计算为例，排风温度与进风温度之差不得大于3℃。
消除余热的公式Gp＝
＝400／1010×3＝㎏∕s＜㎏∕s。
因此满足校核标准。
其他各工部的计算结果见下表：
夏季室内工作温度的校核
编号
工部名称
设备散热量
cJ∕㎏·℃
tp℃
tw℃
计算排风量㎏∕s
总排风量㎏∕s
Ⅱ
喷砂室
0
1010
29
26
0
满足
Ⅲ
抛光室
400
1010
29
26
满足
Ⅴ
准备工部
1010
29
26
满足
Ⅷ
电镀部
1010
29
26
满足
Ⅸ
溶液配制室
0
1010
29
26
0
满足
经过计算校核，各工部的室内计算温度基本上都是满足校核标准的。
九．水力计算
抛光室除尘的水力计算
根据抛光室的排风量查《简明通风设计手册》选低压喷吹脉冲袋式除尘器，其主要尺寸及性能见设备汇总表，采用圆形风管。
1）对管段标号如图
2）由于管线对称，则1—3—4—5或2—3—4—5均可作为最不利环路。
3）根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路中各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
根据《工业通风》（第三版）孙一坚主编表6—4，对于金刚砂垂直管的最低风速v＝15m∕s，水平管的最低风速v＝19m∕s。
考虑到除尘器及风管漏风，管段4及5的计算风量为×＝∕s。
管段1
根据L1＝∕s、v1＝19m∕s由通风课本附录6查出管径和单位长度摩擦阻力。
所选管径应尽量符合附录8的通风管道统一规格。
D1＝140㎜Rm1＝40Pa∕m
同理可查管段2、3、4、5的管径及比摩阻，具体结果见下表。
4）查附录7确定各管段的局部阻力系数。
管段1设备密闭罩ζ＝（对应接管动压）
90°弯头（R∕D＝）一个ζ＝
合流三通（吸入R0∕D1＝2）ζ＝02
∑ζ＝＋＋＝
管段2同管段1Σζ＝
管段390°弯头（R∕D＝）一个ζ＝，
除尘器进口变径渐扩管ζ＝.
∑ζ＝＋＝
管段4除尘器出口段渐缩管ζ＝（估算）
90°弯头（R∕D＝）两个ζ＝×2＝
风机入口处变径管的局部压力损失不计ζ＝0
∑ζ＝＋＝
管段5风机出口ζ＝（估算）
伞形风帽（h∕D0＝）ζ＝
∑ζ＝＋＝
5）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，计算结果见下表。
两并联管路对称则阻力平衡。
6）计算系统的阻力
ΔP＝Σ（Rml＋Z）＝＋＋＋＋800＝
7）选择风机
风机风量Lf＝＝×＝m3∕s＝2898m3∕h
风机风压Pf＝ΔP＝×＝Pa
查《简明通风设计手册》选用4—离心通风机Lf＝3984m3∕h
Pf＝2110Pa
风机转速n＝2900r∕min
配用Y112M—2（JO232—2）电动机，电动机功率N＝4KW
喷砂室水力计算
管段编号
流量m3∕s
长度m
管径㎜
流速m∕s
动压PdPa
局部阻力系数
局部阻力ZPa
比摩阻RmPa
摩擦阻力Rm1Pa
管段阻力Rm1＋ZPa
1
3
140
19
40
120
2
3
140
19
40
120
3
3
220
19
4
2
250
15
135
5
9
250
15
135
108
除尘器
800
注：
抛光室除尘抛光过程中产生的纤维质粉尘可采用楔式网过滤或CZT除尘器净化。
准备工部槽边罩排风系统
本设计的排风系统均采用矩形风管。
1各槽的排风量的计算及槽边罩的选择见说明书前部分，此处对镀锌槽排风量进行详细的水力计算。
镀锌槽38的排风量L=s，每侧的排风量L’=。
假设条缝口风速V0=10m/s,（通常取7~10m/s,排风量大时可以适当提高）
采用楔形条缝，条缝口面积f=L’/V0=10=㎡
条缝口高度h0=f/A=1=
f/F1=×=>
为了保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设三个罩子，设俩根立管。
因此f’/F1=f/3F1=＜
阻力ΔP=ζρV02/2=×102÷2×=Pa
2系统划分，风管布置
系统划分：
根据图可得，由于电工部的镀铜槽和镀锌槽都成氰性，考虑到经济方便，安全等综合因素，故应联合设置。
风管布置：
镀锌槽由相应的风管支管连接，然后接到干管上，再接到风机输送净化设备，后经风管排出。
镀锌槽排风系统示意图如下：
3水力计算
首先系统的划分和风管布置，采用限定的流速干管14m/s，直观流速在8m/s,可以确定各管段的管径，长度，局部阻力系数，其中局部阻力系数是查《工业通风》附录7“局部阻力系数和”和《使用供热与空调设计手册》的管径是先根据条缝口风速计算，再查《工业通风》附录8“通风管道统一规格”的管长由风管布置确定。
对管段1
流量为m3/s，假定流速V0=10m/s，则算出风管面积f0=L/V=10=,查《工业通风》矩形风管规格尺寸表选用断面尺寸160×160的矩形风管，则实际流速=／×＝m/s，则矩形风管的流速当量直径
Dv=2ab／a+b=2×160×160／160＋160＝160mm.
查附录6查的Rmo=9pa／m,粗糙度修正系数KL=（KV）=×=
Rm=Rmo×KL=9×=／m
其他管段计算详见计算表。
4去顶各管段的局部阻力系数：
管段1：
锲形条缝ζ=
渐缩形罩ζ=
∑ζ+=`
管段2：
锲形条缝
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