通风设计-吴祥.docx

设计计算1概算车间的建筑耗热量 （1）室外气象参数 查文献2，北京的冬季通风室外计算温度为-5，冬季采暖室外计算温度为-9,室外冬季平均风速为2.8m/s。 （2）室内气象参数 查文献1，木工车间的室内平均计算空气温度为16 （3）建筑耗热量的计算 查文献1式4.1-13采用体积指标法： ： 修正系数，查文献(1)表4.1-18，本车间a=1.494 ： 体积热指标，查文献(1)表4.1-17本车间体积指标为 ： 车间体积，由车间建筑中心线尺寸可确定，长为30m，宽 为15m，高为5m，。 ：室内平均计算空气温度 ：室外通风（冬）计算温度 本车间的建筑耗热量 2加热木材耗热量 查文献3，木材及运输设备吸热量（自室外运入木材的吸热量）按下列公式计算： （kw） 式中 ：每小时运入木材的质量（kg/h); :木材的比热容，一般为2.72kJ/(kgK) :室内采暖设计温度 :运入木材的温度，采取高于室外采暖设计温度，即，为室外采暖设计温度（） :根据材料性质及在车间内存留的时间而确定的吸热强度系数：第一小时：；第二小时，；第三小时，。 本车间的加热木材耗热量： 由设计条件可知=250kg/h，取0.5 3大门开启冷风侵入耗热量 查文献1可知，每班开启时间大于15min的外门，按下列经验公式确定大门开启侵入冷风量G(kg/s): 式中 ：侵入冷风量，kg/s; 、:系数，查文献1表4.1-15 :常数，当大门尺寸为33时，N=0.25; 当大门尺寸为44时，N=0.2; 当大门尺寸为4.75.6时，N=0.15; ：冬季室外平均风速，m/s :车间上部可能是开启的排气窗或排气孔的面积，m2。 本车间的大门开启侵入冷风量： 查文献1表4.1-15，本车间的a=1.05,A=11.58,N=0.2。北京的冬季室外平均风速 =2.8 m/s，车间的F为0 kg/s 将分配到单位时间（本车间3分钟/小时） 本车间的大门开启冷风侵入耗热量： 4 局部排风量的确定 查文献4,得出各木工机床的性能参数如下：机床名称型号吸 尘 罩总功率KW安装位置管内最小风速（m/s）排风量（m3/h）接管直径（mm）局部阻力（Pa）手动进料木工圆锯机MJ104由下面接157601301.53万能木工圆锯机MJ224由侧面接1510201501.23.2截头锯机MJ225由下面接1510201501.84.5吊截锯机MJ234由下面接158001301.53.2木工单面刨床MJ256由下侧面接1510201501.14.5压刨机MB106A由上面接1712001501.34木工双面刨床MB1010由上面接1714001501.313双面木工刨床MB206由工作台上面接1712001501.319木工平刨床MB503由下侧面接178001301.04.5立式单轴木工铣床MX518由侧面接168001301.54.5由上表得各设备局部排风量L=760+1020+1020+800+1020+1200+1400+1200+800+8002=10820m3/h总功率:N=3+3.2+4.5+3.2+4.5+4+13+19+4.5+4.52=67.9kw5 局部排风耗热量计算 6 车间得热量计算 1).电灯发热、人散热、一般不计入工业厂房。 2).电热设备散热量 查文献1式11.4-18，电热设备散热量 T:热源投入使用的时刻，点钟； :从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，h. :时间设备、器具散热的冷负荷系数，见文献1表11.4-19:本车间取0.9. ;热源的实际散热量，W 查文献1式11.4-19，车间的实际散热量： ：同时使用系数，一般可取0.5-1.0，本车间取1.0； ：利用系数，一般可取0.7-0.9，本车间取0.9； :小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右； ;通风保温系数，见文献1表11.4-21，本车间取0.5. :设备的总安装功率，KW 车间得热量计算为： 7 计算值班采暖散热量 值班采暖散热量只需满足存在的建筑耗热量，为保持车间值班采暖室内温度，因此值班采暖散热量为： 8 确定车间的采暖通风系统方案,画出系统布置图 散热器值班采暖，上班时加送热风。热风为室外空气加热后送入室内。对车间产尘设备应进行排风，以使含尘气流不污染室内空气。除尘设备一般放置室外。除尘风管布置应尽量短，弯头尽量少。 （1）送风系统 按均匀送风设计方法设计，即各送风口风速相等，送风干管主管主要铺设在工人活动区域，设8个送风口，各送口间距6m,具体定位尺寸见系统图，系统大致布置图如下： （2） 除尘系统 本车间采用一套除尘系统，除尘系统直接连接各产尘点，设置吸气罩，通过各支管连入两干管，再由风机送入除尘设备，其系统大致布置图如下： 9 车间空气平衡与热平衡计算 (1)空气平衡进气量=排气量: 一般说来，在有机械排风的车间: ，因此 其中 取 则 （2） 热平衡 热平衡方程： 得热量=失热量值班采暖的散热器散热量+机械进风热量+自然进风热量+电机散热量=排风耗热量+围护结构耗热量+材料吸热量 值班采暖的散热器散热量： 机械进风热量： 自然进风热量： 电机散热量: 排风耗热量: 围护结构耗热量: 材料吸热量: 则： 满足 和40。 因此：进风温度为 机械进风量10送、排风系统的水力计算 （1）空气加热器选择计算 1）初选加热器的型号 求所需要加热器的有效截面面积A 为空气质量流量，一般左右，为机械进风量。假定，则所需要加热器的有效截面面积： 查文献4表8-6可选一台SRZ105Z型加热器,加热面积17.26m2。根据实际有效面积可算出实际为 2)求加热器的传热系数 由文献4表8-5可查得SRZ105Z型加热器的传热系数公式为 3)计算加热面积及台数 查文献4可知加热空气所需热量： 式中 热量，kw; 被加热的空气量，kg/s; 空气比热，1.01kj/kg；加热后的空气温度；加热前的空气温度。 需要的加热面积： 需要的加热器串联台数为： 取两台加热器串联，总加热面积为17.262=34.52m2。4） 检查安全系数 即安全系数为1.05，说明所选的加热器合适。5） 计算空气侧压力损失，由文献4表8-5得 综上，选取的SRZ105Z型空气加热器2台串联，该加热器规格性能表为型号散热面积通风净截面积热介质通过截面积管排数螺旋翅片管根数连接管AA1A2SRZ105Z17.260.3060.004332332497542562BB1B2nNmM重量1001104110675500990081 （2） 送风系统计算 1）.均匀送风管道计算 本车间的送风系统总送风量为2.2kg/s,即7920m3/h,两支路设计均匀图形送风管道，各支路的风量均为3960m3/h，送风温度为45.4，送风的空气密度为1.109kg/m3,个支路设有4个等面积送风口，孔间距为6m。 1).根据室内送风速度的要求，拟定孔口平均流速V0,从而计算出静压速度V1和孔口面积。 设孔口的平均出流速度，则孔口面积： 侧孔静压流速 侧孔应有的静压 2)）.按的设定，求出第一侧孔前管道断面1处直径D。设断面1处内空气流速，则，出口角。 断面1动压 断面1直径 断面1全压 3).计算管段1-2的压损,再求出断面2处的全压 管段1-2的摩擦压损： 已知管段1-2风量为2970m3/h,管径应取断面1.2的平均直径，但D2未知，近似以D1=592mm作为平均直径。查文献2图6-3得 因此： 管段1-2的局部损失： 空气流过侧孔直通部分的局部阻力系数由文献2表6-23查得,当时，用中插法得 因此: 管段1-2的压损: 断面2的全压 4).根据得到的，从而算出断面2处的直径。 管道中各断面的静压相等（均为），故断面2的动压为 断面2的流速 断面2的直径 5).按照3)）.4)）同理计算其他断面的参数，如下表所示风量静压Pj平均比摩阻Rm摩擦压损局部阻力系数局部压损全压Pq动压Pd断面直径断面流速m3/hPaPa/mPaPaPaPamm/s断面1396031.1940.062 8.872 0.592 4.00 断面2297031.190.150.90.015 0.133 39.029 7.839 0.529 3.76 断面3198031.19000.017 0.133 38.896 7.706 0.434 3.73 断面499031.19000.070 0.539 38.356 7.166 0.312 3.59 最后把各断面连接起来，成为一条锥形风管。 2).送风风管总阻力计算 系统图如下： 1).管段阻力计算： 设管段管速为8m/s,则干管管径为 由L=7960m3/h,查文献2图6-4 管段的摩擦阻力为： 管段局部阻力： 90弯头（R/D=1）一个， 管段的总阻力 2).管段阻力计算 设、管段管速为4m/s,则干管管径为 由L=3960m3/h,查文献2图6-4 管段的摩擦阻力 管段局部阻力： 90弯头（R/D=1）一个， 直流三通，查文献5附录5 管段的总阻力 3).风管总阻力计算 本送风系统两支管各参数均相等，故风管的总阻力为、管段的总阻力加均匀送风管段所需的全压 （3） 选择风机 送风凤机一般选4-68或T4-72，4-72，由风量风压定，查文献2可知 风量： 风压： 式中 ：选择机号时用的风量、风压 ：系统计算时用的风量、风压 :风量附加安全系数，一般送、排风系统取1.1，除尘系统取1.1-1.15，气力输送系统取1.15。 :风压附加安全系数，一般送、排风系统取1.1-1.15，除尘系统取1.15-1.2，气力输送系统取1.2。 1）.通风机风量计算 选择的通风机风量为： 2）.通风机风压计算 总阻力=百叶窗进风口阻力+加热器阻力+风管阻力 百叶窗进风口阻力： 阻力系数，进口风速取2m/s 加热器阻力: 风管阻力: 总阻力： 通风机风压: 根据通风机多需的风量和风压查文献2表7-11，选取的离心通风机型号为 T4-68No.6.3C右90，参数如下： 主轴转速全压流量内效率内功率所需功率电动机r/minPam3/h%kwkw型号功率（kw）900360916281.31.11.51Y90L-41.5（4） 除尘（排风）系统 系统布置图： A 除尘器的选择 除尘系统风机所需的排风量为 根据文献4选取一台XM-8X型木工旋风除尘器，风速：16m/s ,阻力：220Pa，风量为11310m3/h。B除尘器的位置 在车间东外墙专修一间设备房，安装除尘器、及存灰。C除尘风机选择 本系统除尘器正压运行，风机位于除尘器前端。D除尘系统水力计算 系统简图： 1.对各管段编号，标出管段长度和各排风点的排风量 2.选定最不利环路，本系统为1-2-3-4-5-6-7-风机-8-除尘器-9为最不利环路 3.根据各管段的风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据文献5表8-5，输送木屑纤维粉尘的气体时，风管内最小风速为:垂直管12m/s,水平管14m/s。 管段1： 根据，求出管径。 所选管径应尽量符合通风管道的统一规格。 管径取整，令，由文献5附录4查得单位长度摩擦阻力为： 实际流速为： 同理可查得管段2、3、4、5、6、7和8的管径，实际流速及Rm,见除尘系统水力计算表。4. 计算各管段的摩擦阻力和局部阻力 管段1： 摩擦阻力 局部阻力 吸尘罩， 90弯头（R/D=1）4个， 直流三通(1-2) 当时， 根据 , 查文献5附录5得 管内动压 管段1的总阻力 同理可查得管段的局部阻力系数，局部阻力及总阻力,列入除尘系统水力计算表和各管段局部阻力系数汇总表。各管段局部阻力系数汇总表1234567891011吸尘罩1.51.21.81.5直流三通0.250.45-0.06-0.05-0.06-0.090.650.20.6变径管0.14弯头10.50.250.50.750.752.750.45-0.06-0.05-0.06-0.090.50.392.352.752.851213141516171819202122吸尘罩1.51.11.31.51.511.3直流三通0.30.40.510.070.130.110.530.45-0.070.290.14变径管弯头0.750.250.50.50.50.750.252.551.750.510.070.130.112.332.451.932.041.69 5.校核节点处各支管的阻力平衡 节点： 为使管段1、9达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力 根据文献5式8-20，改变管段9管径： 根据通风管道统一规格，取。根据，查文献5附录4查得管内实际流速和平均比摩阻分别为：16m3/h,27Pa/m。 摩擦阻力 局部阻力 直流三通(1-2) 吸尘罩， 90弯头（R/D=1）2个， 当时， 根据 , 查文献5附录5得三通局部阻力系数大致不变，其余管件的局部阻力亦不变，则 管内动压 管段1的总阻力 重新校核阻力平衡 此时认为节点已处于平衡状态。在有些时候，如果调节管径仍达不到支路平衡的要求，可以通过调节风管上设置的阀门和调节风管长度等手段调节管内气流阻力。 同理计算其他节点，列入下各支管的阻力平衡数据表，并将需要更改管径后管段的实际数据重新列入除尘系统水力计算表。阻力平衡率调节管径后的平衡率节点126.87%2.15%节点230.43%7.27%节点331.47%6.11%节点433.91%10.41%节点552.41%22.03%（需阀门调节）节点69.08%节点729.54%8.17%节点825.00%-3.35%节点934.34%9.42%节点1026.01%-1.62% 除尘系统水力计算表管段号流量流量长度计算管径管径流速动压局部阻力系数局部阻力单位长度摩擦阻力摩擦阻力管段阻力备注最不利环路17600.2110.5138.614013.7114.92.75316.017178.5494.5217800.493212.121014.3124.50.4556.0133995.0328000.785266.026014.6131.1-0.06-7.9105042.1436001.005301.630014.1122.3-0.05-6.184033.9546201.283341.634014.1122.1-0.06-7.36.118.311.0660201.674390.038014.7132.8-0.09-12.05.220.88.87110203.063527.650015.6148.50.574.351589.38108203.014489.148016.6168.60.3965.75.52287.7支管910200.284.25160.516014.1121.32.35285.11876.5361.6阻力不平衡1010200.284.25160.516014.1121.32.75333.71876.5410.2阻力不平衡118000.223.5142.214014.4127.32.85362.92070432.9阻力不平衡1210200.287.25160.516014.1121.32.55309.418130.5439.9阻力不平衡1314000.394.25188.118015.3142.71.75249.71772.25322.0阻力不平衡1450001.394.25355.434015.3143.00.5172.9834106.91542001.172.5325.730016.5166.50.0711.79.523.7535.41634000.942.5293.128015.3143.70.1318.7922.541.21726000.722256.324016.0155.70.1117.1112239.11812000.335.5174.117014.7131.82.33307.01793.5400.5198000.223.5142.214014.4127.32.45312.02070382.0阻力不平衡208000.223.5142.214014.4127.31.93245.82070315.8阻力不平衡218000.223.5142.214014.4127.32.04259.82070329.8阻力不平衡2212000.333.5174.117014.7131.81.69222.71759.5282.2阻力不平衡阻力平衡需调节管段的实际数据910200.284.2515016.0157.12.35369.127114.75483.91010200.284.2515016.0157.12.75432.027114.75546.7118000.223.513016.7171.32.85488.130105593.11210200.287.2515016.0157.12.55400.627195.75596.31314000.394.2516019.3228.61.75400.030127.5527.5需加阀门2212000.333.516016.6167.91.69283.82484367.8218000.223.513016.7171.32.04349.430105454.4208000.223.513016.7171.31.93330.630105435.6198000.223.513016.7171.32.45419.630105524.6除尘器220.06. 计算系统的总阻力 根据除尘系统水力计算表核定最不利环路1-2-3-4-5-6-7-风机-8-