通风除尘与气力输送系统的设计Word格式.docx

1、有些设备为了吸尘、降温、风选等工艺目的，常装有吸风装置。其吸风量的大小取决于工艺要求和设备形式。在确定时要考虑：1）在生产过程中所产生的灰尘、热量和水汽能被吸风带走或保证不向机器外扩散。2）吸风量应满足物料风选分离的要求。3）在完成上述任务的前提下，要求吸风量达到最少。因此，首先要求设备具有合理的风道结构和罩盖，并尽量做到密闭。粮食加工厂常见设备的吸风量可参见表1。定型设备的风量和空气阻力通常由设备生产厂家提供，阻力也可在机器的吸风管上测量全压来求得。在设备的结构形式一定时，阻力与风量有如下的关系：式中：H机设备的阻力，mmH2O阻力系数，见表Q 风量，m3/s表1 粮食加工厂常见设备或装置的

2、吸风量和阻力名称吸风量Qm3/h阻力H机kg/m2阻力系数备注下粮坑吸尘罩220038吸尘罩宽度1500mm，入口风速35m/s（粉料入口风速s）。振动筛3600-4500152415筛面宽1000mm，其它宽度的风量按比例推算。吸式比重去石机220034004050砻谷机200030005胶辊长356毫米，风选谷壳米机吸糠300溜筛、圆筛、升运机底座、螺旋输送机、胶带输送机、荞子抛车进口30048024碟片精选机60063027片金钢砂打麦机24002660铁皮圆筒打麦机120025220立式刷麸机4003 通风除尘网路主要设备的计算和选择 除尘器除尘器是使含尘空气净化的设备。空气的除尘净化

3、一般有粗净化、中净化和精净化三种等级要求。食品加工厂常见空气除尘净化的方法、设备和效果见表2。表2 食品加工厂常见空气除尘净化的方法、设备和效果净化等级临界粒径dpc m设备工作原理净化后粉尘在空气中的含量mg/m3粗净化降尘室重力沉降-中净化5，dpc50=12旋风分离器离心沉降1000mm时，其除尘效率较低，此时应考虑多个旋风分离器并联使用。当沙克龙串联使用时，所能处理的风量为单个沙克龙所能处理的风量，而阻力为所有沙克龙阻力之和。例如两个直径D=500mm的沙克龙串联使用，当进口风速为12m/s时，所能处理的风量为1231m3/h，而阻力为240=80kg/m2。沙克龙在串联使用时，其除尘

4、效果一般提高不多，而阻力却成倍增加，所以沙克龙一般不采用串联形式。对于经沙克龙初步除尘后的空气，如需要进一步净化，应采用其它类型的除尘器（如布筒过滤器）。除个别特殊情况外，阻力通常不要超过100kg/m2。 旋风分离器的选择目前，旋风分离器都有定型产品，其大小均以外圆筒直径为基准，其它部分尺寸均按比例变化。食品加工厂中常用旋风分离器的型号规格见附录3。在选型时，先根据物料或含尘空气的特性确定旋风分离器的型号，按后根据风量大小确定其规格。例如，设所需处理的含尘空气量为1800m3/h。附录-，可选用直径D=525mm的下旋60型沙克龙。因为当进口风速为进=16m/s时，可处理1809m3/h的风

5、量，与所要求的风量1800m3/h相近。此时的阻力H71kg/m2。另外也可选用D=600mm的，进口风速约为12m/s13m/s，此时阻力H4047kg/m2。还可以选用两只直径较小的沙克龙并联起来使用，例如选两只直径D=400mm的，此时每只沙克龙应该处理的风景为900m3/h。与表中当风速的14m/s的处理风量为 917m3/h相接近。其阻力为H54kg/m2。 袋过滤器布袋过滤器是利用多孔织物对粉尘的截留过滤作用，使含尘气体中的尘粒被截留在滤布表面上，气体则穿过滤布纤维间的孔隙，从而使空气净化的设备。布袋过滤器在使用一定时间后，就要对过滤介质的表面进行清理，以减小过滤阻力，新的过滤介质

6、由于尘粒没有建立“架桥”结构，一些细小尘粒不能被截留，因而效果较差。目前，市场上已有多种带自动清理机构的布袋除尘器，详细情况可查阅有关手册和设备使用说明书，常见的布袋除尘器的型号、规格见附录4。 除尘器的组合为了能有效分离含尘气体中不同大小的尘粒，一般由重力降尘室、旋风分离器及袋滤器组成除尘系统。含尘气体先在重力降尘室中除去较大的尘粒、然后在旋风分离器中除去大部分的尘粒，最后在袋滤器中除去较小的尘粒。可根据尘粒的粒度分布及除尘的目的要求，省去其中某个除尘设备。除尘器的组合使用见图4。含尘气体 净化空气 重力沉降 离心沉降 布袋过滤 图4 除尘器的组合离心风机3.2.1风机的工作点除尘风网路常采

7、用离心风机作风源，离心风机风量与压力的关系如下：H=KQ2式中K值取决于风网的组合形式、几何形状和管道内表面的粗糙度等因素。将风网特性曲线和所选用的通风机在某一转速下的性能曲线绘在同一个图中，如图6所示，这两根曲线的交点就是通风机在这个风网中的工作点。 工作点风网特性曲线风机性能曲线图5 离心风机的工作点K值须通过试验才能求得，因此在进行风网设计时，并不描绘出该风网的特性曲线，而只是计算出在某一风量下风网的阻力，确定能提供这一风量和克服该阻力的风机规格。风机在该风网中工作时的工作点，肯定就是所要求的工作点。如果风机性能曲线较陡峭，则当风网阻力变化而使通风机工作点偏移所引起的风量变化就较小。反之

8、，如果通风机的性能曲线较平坦，则当风网阻力变化而使通风机工作点偏移时所引起的风量变化就较大。因此对于风压的变动较频繁的风网应选用性能曲线较陡的风机或把工作点选在曲线高效区的陡峭部分。对于风量变化频繁的风网则应选用性能曲线较平坦的风机。 离心风机的选择应根据以下原则选择风机：1）根据被输送气体的性质和系统的阻力确定风机的型式：压力的大小取决于风网的阻力，由此决定采用中、低压风机还是高压风机。空气的性质，主要是指含尘粒的情况。通常对于输送清洁空气或含尘屑不超过150mg/m3的空气，可选用一般的通风机。输送粉尘含量较多的空气，则选用叶片数量较少的排尘通风机。2）风机的规格（风量的压力）：其依据是通

9、风机所能产生的风量和压力，能否与风网的阻力和风量相适应。选择通风机的大小，实质就是选择一台在所要求的风量和压力下具有较高工作效率的通风机。我国市场上已有许多型号规格的风机的定型产品，具体情况可查阅有关手册和设备的使用说明书。食品加工厂通风除尘网路一般采用低中压离心通风机。比较适合的型号有4-72、6-30等。常用除尘风机的型号规格见附录5。4 通风网路的水力计算管道风速的确定含尘空气在风管中流动时，应保持一定的速度，以免在水平风管中产生沉淀而逐渐堵塞风管。风速过大则会产生较大的摩擦阻力，风速一般在u=1014m/s的范围内。直径小于100mm的小风管应取较小的风速，u=10m/s。直径在150

10、mm左右的管子，可取12m/s的风速；直径在200mm以上的较大风管，可取1314m/s的较高风速。临近风机的总风管，其风速应该是风网中最高的。另外，对于较长的水平风管中的风速，应该偏高一些。个别支管为了平衡阻力而提高风速，则不受上述范围的限制。 管道尺寸的确定可用下式计算风管的尺寸：式中，D风管直径，mmQ风量，m3/hu风速，m/s计算出D后，还应对其圆整。通风管道的直径通常以10mm为单位进位，如100mm，110mm，120mm，500mm，550mm等。材料常用的镀锌钢板等。对于非圆管，则D应采用当量直径D当：圆整后的风管，还应计算其实际风速： 阻力的计算4.3.1 单独风网的阻力计

11、算单独风网只对一台设备或吸点吸风，其阻力就是这条管道上各种阻力的总和。如图6所示的单独风网，空气从振动筛吸入，经吸气管道进入风机，然后经压气管道和沙克龙，再由布袋除尘器净化后排出。风网阻力等于：振动筛的阻力+10米直长管道的阻力+3个弯头的阻力+沙克龙的阻力+布袋除尘器的阻力。在进行风网的阻力计算时，应先根据设备和管道的布置绘制网路示意图，将风管和其它设备之间的相互关系表示清楚。如图6所示，这种图大致按比例绘制即可。图上的通风机、设备和除尘器等均用简单的符号表示。管道用单线表示，并用短线画出管件的位置。对于每一段直径不变而又连续的管道，作为一个管段，并编上号码。在号码旁边注明该管段的长度l、直

12、径D和风速。在管件旁边注明管件的名称和规格。设备的旁边写上名称、规格及所需的风量、产生的阻力。在除尘器旁边写上除尘器的规格和数量。风机在计算确定后，也要在旁边注明风量、压力、型号和转速，以及配用电动机的功率和规格。图6 单独风网示意图阻力分直管阻力（沿程阻力）和局部阻力因分别进行计算。4.3.1.1 沿程阻力圆直管的阻力计算如下：H直沿程阻力，kg/m2l直管长度，m 沿程阻力系数，通常是雷诺数Re和绝对粗糙度 的函数，可用表11中的公式计算。其中，雷诺数。在进行新系统的设计时，常采用轻微锈蚀状态下的 。不同材料的绝对粗糙度 见表12。D风管直径，m。对于非圆管，应采用当量直径D当。 空气比重

13、，在标准状态下， =1.2kg/m3。表11 沿程阻力系数 的计算公式流态Re主力区沿程阻力系数 层流2300层流区紊流2320Re4000临界区4000（d/ ）8/7水力光滑区（d/ ）8/7水力粗糙区沿程阻力系数 也可通过雷诺数Re和相对粗糙度 /D查表获得。表12 一些材料的绝对粗糙度材料管制内壁状况绝对粗糙度 ，mm黄铜、铜、铝、塑料、玻璃新的、光滑的钢新的冷拔无缝钢管新的热拉无缝钢管新的扎制无缝钢管新的纵缝焊接钢管新的螺旋焊接钢管轻微锈蚀的锈蚀的长硬皮的严重起皮的新的、涂沥青的一般的、涂沥青的度锌的0200202铸铁新的起皮的新的涂沥青的木材光滑混凝土新的、抹光的新的、不抹光的4.

14、3.1.2 局部阻力通风管道的局部阻力主要有弯头、三通、收缩管、扩散管等管件产生。局部阻力的常用计算方法有阻力系数法和当量长度法。阻力系数法采用公式： 局部阻力系数。不同管件的局部阻力系数见附录2-1。弯头的阻力系数也可用下式计算：弯曲角；R曲率半径，m；通常R=（12）D。汇集管的阻力可用下式计算：lD=D图7 汇集管当量长度法采用公式：计算式中，l当管件的当量长度，不同管件的当量长度见附录2-2。风网的总阻力等于沿程阻力、局部阻力和设备阻力之和。即： 或下面以图6为例，进行单独风网的水力计算，并将计算结果填入表14中。1）选管子设振动筛用于二道小麦除杂，筛面宽为1000mm。查表1得其风量

15、为Q=3600m3/h，阻力H振=15kg/m2。对于吸气段，初选管道风速为14m/s，则有圆整：D=300mm。则实际风速为：所以风管直径为 300mm，采用厚的镀锌钢板制作。风管中的实际风速为s，动压为：雷诺数：绝对粗糙度为： =，相对粗糙度为 /D=。用公式计算沿程阻力系数2）阻力计算直管阻力（沿程阻力）吸入管和压送管采用相同速度的气流和相同直径的管道，则管段、和的阻力可以同时计算。局部阻力该系统的局部阻力由3个90弯头产生。如果压气段和吸气段的风速或管径不同，则应分别计算其沿程阻力。设备阻力该系统的设备阻力由一台旋风分离器、一台布袋除尘器和振动筛产生。其中，旋风分离器选用下旋60型，其

16、阻力查附录，根据其风量、进口风速和组合形式（两台并联），查得H沙=54kg/m2。根据风量，由附录，查得布袋过滤器的阻力H袋=1000Pa。则设备阻力：H设= H沙=+H袋+ H振=53+100+15=168kg/m2。则系统的总阻力：3）风机的选择通风机应提供的压力为风网阻力加上15%的附加量，即：H风机=H总（1+）=（kg/m2）通风机应提供的风量为风网所需风量加上10%的漏风量，即：Q风机=3600（1+）= 3960（m3/h）查附录5，可选用6-30离心通风机，其性能参数为：风量4000 全压230 转速为2520转/分，效率78%。表14 风网阻力计算表机器名称或管段编号风量Q风

17、速m/s动压H动管径Dmm管长Lm沿程阻力H直kg/m2局部阻力H局kg/m2沿程阻力系数局部阻力系数或当量长度 （l当）设备阻力H设说明146791011133600管段+3+5+2弯头3个：90，下旋60型沙克龙96053D=600,两只并联布袋除尘器50总阻力180.86kg/m24.3.2 集中风网的阻力计算集中风网的空气从多个不同的设备或吸点同时吸入，在总管汇集后进入通风机。集中风网相当于有多段管路并联。在进行并联管路的阻力计算时，应采用适当的方法使每段并联管路的阻力相等，以保证每段风管的风量达到设计要求。管道阻力平衡的方法有两种。一种是把需要提高阻力的管道的直径适当缩小，这种方法主要用于并联阻力相差较大的情况。另一种办法是在管道中装设阀门，通过调节阀门的开度来改变局部阻力的大小。在实际生产中，可按下式计算平衡后的管径：式中，D1、D2平衡前后的管径H1、H2平衡前后的风管阻力并联管的阻力差在10%的范围内，就可以满足工程精度。集中风网的设计举例：某面粉厂清理间的除尘风网如图8所示。试对该风网