工业通风课程设计说明书.docx

工业通风课程设计说明书专 业：建筑环境与设备工程指导教师： 史汝超 班 级： 11 - 01 姓 名： 区丁天 学 号： 311107000315 日 期： 2013年7月8日 21 目录 前言1基础资料1全面通风和局部通风方法的选择3通风系统的划分3冬季车间热负荷的计算4设备散热量的计算5局部排风量的计算6热气平衡的计算9风管的布置10 断面形状和风管材料的选择10进、排风口的布置11水力计算11总结13教材及参考资料13前言随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高，室内外空气污染物的控制技术不仅在改善民用建筑和生产车间的空气条件、保护人们身体健康、提高劳动生产率方面起着重要的作用，而且还在许多工业部门起着保证生产正常进行，提高产品质量起着重要的作用。工业通风的主要任务是，利用技术手段，合理组织气流，控制或消除生产过程中产生的粉尘、有害气体、余热和余湿，创造适宜的生产环境，达到保护工人身心健康和保护大气环境的目的。由于生产条件的限制、有害物源不固定等原因，不能采用局部通风，或者采用局部排风后，室内的有害物浓度仍超过卫生标准，在这种情况下采用全面通风。全面通风的效果与通风量以及通风气流组织有关。根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质搜集起来，经过净化处理，排至室外，分为进风和排风。为了维持室内一定的压力，一般采用机械通风。一基础资料（1）厂址：本厂建于某市，气象资料见供暖通风设计手册的表3-3；（2）车间组成及生产设备布置见附图1；（3）建筑结构（i）墙外墙为普通红砖墙，墙内有20毫米厚的1：25水泥砂浆抹面，外刷耐酸漆两遍；内墙为双面抹灰24砖墙；（ii）屋顶带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；（iii）窗钢框玻璃，尺寸为1.52.5米，含上亮；（iv）地面非保温水泥地坪；（v）外门木制，尺寸为1.52.5米，带上亮子；内门木制，尺寸为1.52.0米，无上亮。（vi）建筑结构的其他有关尺寸，如墙的厚度、屋顶保温层的厚度等，可参照工业通风课程设计参考资料（表面处理车间）中表1所推荐的值，结合所给题目所在地点的冬季室外采暖计算温度确定。（4）工作制度及内部气象条件车间为两班工作制，内部气象条件如下：（i）温度 冬季工作状态下为1418，值班状态下为5；夏季不高于夏季室外通风计算温度3。（ii）湿度 冬季湿作业部分取=65%，一般部分取=50%； 夏季不规定。 非车间的室内温度在值班状态和工作状态时均为5。（5）工艺过程（i）所有有厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先进行表面处理，其方法有两种：机械处理和化学处理。机械处理：体积较大的零件在喷砂室中去锈，体积较小的镀锌件在滚筒内用砂参石灰清除其上的毛刺和氧化皮（湿法处理）。化学处理：需要化学处理的零件，先在苛性碱溶液中去油，对氧化层很厚的零件，则需要在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。（ii）需要磷化处理的零件，经表面清理后用苏打水去油，在去油后进行磷化处理，处理后再在皂液和油中进行处理，以提高防腐力。（iii）零件经过表面处理后，在电镀前还要进行精细的电解去油和用淡的酸溶液去锈，然后进行电镀。镀锌：零件在氰化液槽中挂镀。镀镍：零件在酸性溶液中镀镍，在镀镍前需在氰化液中镀铜。镀锡：在碱性溶液中镀锡。镀铬：在铬液中镀铬，镀后在回收槽中洗去附在镀件上的电解液。（iv）电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗。（v）为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光。（vi）电解液的分析、配置和校正，均在溶液配置室内进行。（6）其他有关数据（i）厂区热源参数o：70130热水，工作压力为3个大气压的蒸汽，热力管道在北墙外敷设。（ii）建筑方位见附图。（iii） 材料的进出时间，每班不超过15分钟 二全面通风和局部通风方法的选择由于生产条件限制、有害物源不固定等原因不能采用局部通风，或者采用局部排风后，室内有害物浓度仍超过卫生标准，在这种情况下采用全面通风。全面通风的效果和通风量以及通风气流组织有关。根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质捕集起来，经过净化处理，排至室外。分为进风和排风，为了维持室内一定的压力，一般采用机械通风。由于本工程建筑面积比较大，且属于同一生产过程，工作人员分布在整个房间中，为了维持室内一定的负压，采用全面通风的机械送风。而污染物源都是一些电镀槽，污染物直接在工作过程中从电镀槽中释放，所以只需对各个电镀槽进行局部排风然后统一处理后排到室外。三、通风系统的划分当车间内有不同的送、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为了便于运行管理，常分设多个送、排风系统。划分的原则：1、空气处理要求相同时、室内参数要求相同的，可划为一个系统。2、同一生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。3、同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时，宜合为一个系统。4、有毒和无毒的生产区，宜分开设置通风系统和净化系统。若不要求回收，并且混合后不会爆炸或者混合后不会导致风管内结露的，可以合为一个系统。5、排风量大的排风电位于风机附近，不和远处排风量小的排风点和为同一个系统。此电镀车间的面积比较大，但是都是进行同一工作流程，所以整个排风系统划分为一个系统，但由于设备比较多，风量大，将排风系统分成三个小系统。送风系统是向整个房间进行。四. 冬季车间热负荷的计算 车间的热负荷包括外墙的耗热量，内墙的的耗热量，外门的耗热量，内门的耗热量，外窗的耗热量，顶棚的耗热量，地面的耗热量，设备的耗热量八项，现在以房间为例说明如下： 墙的传热系数：K=2.08（W/m*），内墙的传热数：K=1.72（W/m*）车间的温度为18，非间的室内温度为5，室外温度-6，朝向修正系数,北向为5，西为-5，南为-15，风向修正系数不计，高度修正系数不计。对于房间：有北墙有两窗，面积为：S=1.5*2.5*2=7.5m，西墙有一窗，面积为：S=1.5*2.5=3.75m ，内门的面积为：S=1.5*2.0=3.0m1. 外墙的耗热量：北外墙:Q=KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=2.08*24*（6*7-3.75*2）（1+0.05）=1808.36W西外墙：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=2.08*24*（4.75*7-3.75）*0.95=1399W2.内墙的耗热量：南内墙：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=2.08*13*39*0.85=896.38W3. 内门的耗热量： 南门：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=3*2.91*13*0.85=96.5W冷风侵入耗热量：Q =0.65*96.5=62.73W4. 外窗的耗热量：北外窗：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)= 7.5*5.82*24*1.05=1099.98W渗透耗热量：Q =0.278*V*w*Cp*（tn-tw）=0.278*1.2*16*6.7*24*=858.28w西外窗：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)= 3.75*5.82*24*0.95=493.63W渗透耗热量：Q =0.278*V*w*Cp*（tn-tw）=0.278*8*6.7*0.4*1.2*24=171.66W5. 顶棚的耗热量：屋顶：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=0.93*6*4.75*24*1=636.12W6.地面的耗热量：第一地面：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=0.47*24*（6*2+4.75*2）*2=242.52W第二地面：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=0.23*24*0.75*2=44.16W第三地面：Q =KS（tt-tw）(1+fch+ff)(1+fg)=0.12*24*（2*0.75）=4.32W7. 设备耗热量：无8. 外门耗热量：无其他房间的耗热量详见附录 五.设备散热量的计算工业槽散热量的计算：工业槽四周表面的散热量，计算公式为：式中： F设备外表面积，m2 对流系数，对于垂直面为2.55 x 10-3，对于水平面为3.24 x 10-3，kW/（m2K）； t设备外表面和室内空气温度差，； Cf设备表面的辐射系数，kw/（m2K4）； tb设备外表面的温度，； tb周围物体的表面温度，。 槽中液面散热量，计算公式为：式中： V液面上的空气流速，0.20.3m/s t1槽中液体温度， t2周围空气的温度， F槽中敞开液面表面积 现在以化学去油槽13为例，对工业槽散热量进行计算如下：室内工作点空气温度为18，则tb =33.溶液温度为80，液面上空气流速取0.3m/s。镀铬槽壁面的散热量为：Q1=（1.50.8+0.80.8）22.5510（-3）(80-15)-181.25+3.9010-3(273+65)410-4-(273+18)410-4=1.73kw镀铬槽液面的散热量为：Q2=1.1610-3（4.9+3.50.3）（80-18）1.50.8=0.514kw。则镀铬槽的散热量为：Q=Q1+Q2=2.244kw其余工业槽计算数据详见后面附录表格.计算发电机部散热量：Q=N(1-)=90.35=2.25KW计算抛光机的散热量如下：Q=N(1-)=0.80.8=0.64KW另外说明，对于工业槽来说，只有溶液温度比室内温度高，有温差的情况下才有散热量。 六. 局部排风风量的计算根据实际工艺，选择适当的局部排风设备，选择合适的控制风速，进行计算。不同的罩型应该分开计算。本工程为工厂车间，污染物源为各种工业槽，因此采用槽边排风罩进行局部排风。槽边排风罩分为单侧和双侧两种，当槽宽B700mm时要用单侧排风，当B700mm时采用双侧，当B1200mm时宜采用吹吸式排风罩。排风罩的形式有平口式、条缝式和倒置式。本工程采用条缝式排风罩。当H250mm的称为高截面，H250mm的称为低截面。高截面单侧排风风量的计算公式：L=2低截面单侧排风风量的计算公式：L=3高截面双侧排风风量的计算公式：L=2低截面双侧排风风量的计算公式：L=3其中=0.250.5m/s（1）、有色金属腐蚀槽9尺寸：1500X800X800，选用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.301.50.8（0.8/3.0）=0.554m/s（2）、热水槽10，14,18,40,32尺寸：800600700，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.80.6（0.6/0.8）=0.72 m/s（3）、黑色金属腐蚀槽12尺寸：1500800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.31.50.8（0.8/3）=0.554m/s（4）、化学去油槽13尺寸：1500800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.31.50.8（0.8/3）=0.554m/s（5）、溶液配制槽15，16尺寸600500700，选用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.60.5（0.5/0.6）=0.173m/s（6）、酸洗槽17,23尺寸1000600800，选用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.31.00.6（0.6/1.0）=0.325m/s（7）、电解除油槽20,21尺寸：1000600800，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.310.6（0.6/1）=0.325 m/s（8）、回收槽25尺寸：800600700，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.80.6（0.6/0.8）=0.272 m/s（9）、镀镉槽26尺寸：1000600800，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.31.00.6（0.6/1.0）=0.325 m/s（10）、苏打槽27尺寸：600500700，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.60.5（0.5/0.6）=0.173m/s（11）、磷化槽28尺寸：1000800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.3010.8（0.8/2）=0.40 m/s（12）、皂液槽30，油槽31尺寸：600500700，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.60.5（0.5/0.6）=0.173m/s（13）、镀镍槽34尺寸：1000800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.3010.8（0.8/2）=0.4 m/s（14）、镀铜槽35尺寸：1000800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.3010.8（0.8/2）=0.4 m/s（15）、中和槽36尺寸： 800600700，采用高截面单侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.30.80.6（0.6/0.8）=0.272 m/s（16）、镀锌槽尺寸：1000800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.3010.8（0.8/2）=0.4 m/s（17）、镀锡槽尺寸：1000800800，采用高截面双侧排风，排风量L的计算公式：L=2=20.3010.8（0.8/2）=0.4 m/s(18)对抛光机进行风量计算：排风量的计算一般按抛光轮的直径D计算： L=AD m3/h式中：A与轮子材料有关的系数（布轮：A=6m3/hmm）把一个抛光车间的粉尘捕集并排出室外，使之达到卫生标准所需要的最大风量为：L= AD=6200=1200 m3/h=0.33 m3总的排风量为：10.78m/s七.热气平衡计算冬季热平衡槽排风暖供风进护GEN516双.，污染物源为电 141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414Q围 + Q =Q +Q +Q本厂房采用机械送排风方式，机械送风量等于机械排风量。各工段运行时，冬季的热平衡为：； 式中：各工业槽槽边排风罩的排风量总和，=9.851 m3/s空气定压比热，kj/（kg.k）18,-6,-18和-6是的空气密度，kg/ m3再考虑工人的散热量，总共有十五人则：Q=qnn=0.235150.9=3.17KW根据以上计算结果统计:Q围护=62.60KW,Q槽=9.03kw,Lp=LJ=9.851m3/s即，60.74+9.851.011.218=10.781.011.2-6+9.03+3.17+Q供热得出：Q供热=340.1KW则，供暖系统需提供340.1KW的热负荷。八、风管的布置风管布置直接关系到通风、空调系统的总体布置，它与工艺、土建、电气、给排水等专业密切相关，应相互配合、协调一致。1、除尘系统的排风点不宜过多，以利于各支管间阻力平衡。2、除尘风管应尽可能垂直或者倾斜敷设，倾斜敷设时与水平夹角最好大于45度。如果必须水平敷设或倾角小于30度，应采取措施，如加大流速、设置清扫口等。3、输送含有蒸汽、雾滴的气体时，如表面处理车间的排风管道时，应由不小于0.005的坡度，以排除积液，并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管。4、在除尘系统中，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值：排送细小粉尘 80mm排送较粗粉尘 100mm排送粗粉尘 130mm排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。风管的布置力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。九、断面形状和风管材料的选择风管断面的形状有圆形和矩形两种。民用建筑空调系统，由于风管断面尺寸较大，为了充分利用建筑空间，通常采用矩形风管。一般，除尘系统合高速空调系统都采用圆形风管。风管材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、砖及混凝土等。风管材料的选择应根据适用要求和就地取材的原则。本课程设计的风管为圆形的镀锌钢板。十、进、排风口的布置进风口是通风、空调系统采集室外新鲜空气的入口。其位置应满足下列要求：1、应设在室外空气较为清洁的地点。2、应尽量设在排风口的上风侧，并且应该低于排风口。3、进风口的底部距室外地坪不宜低于2m，当布置在绿化地带时不宜低于1m。4、降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。排风口在一般情况下至少应高于屋面0.5m。通风排气中的有害物质必须经过大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区。十一、系统的水力计算计算过程如下：1）对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的风量。2）选定最不利环路，本系统选择30-风机-29-1-11及a-g为最不利环路。考虑到风机漏风及风管漏风，取5的漏风系数，管段29和30的计算风量为3771.05=39820m3/h3）根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力对管段11：有水平风管，初定流速为12m/s.根据L1=1188m3/h，.v=15.5m/s，所选管径统一规格调整为。D=200mm，实际风速v=10.5m/s，同理可查的管段1-11的管径及比摩阻，见下表。4.现在从暖通设计手册上查各管件的局部阻力系数。管段局部阻力系数管段号局部阻力个数190弯头 11*0.17=0.17直流三通11*0.24=0.24=0.412.3.5.6.7.8.9.10.11直流三通11*0.24=0.24=0.24490弯头 11*0.17=0.17=0.17abcdeon90弯头 11*0.17=0.17槽侧吸罩10.25=0.42gf90弯头 11*0.17=0.17密闭罩11*1.1.0=1.175.最不利环路干管及支管的管径及比摩阻如下风管水力计算表序号风量(m3/h)直径(mm)管长(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)29359709005.2516.5572.17311.4090.6164.18689.826101.235124320800112.8371.5631.5630.4198.69838.3339.8932226008001.512.4891.4862.2280.2493.41721.5223.7483219828001.2512.1481.4121.7650.2488.37819.86421.6294135406305.2512.0651.8499.7090.1787.18616.16625.875513540630412.0651.8497.3970.2487.18622.49529.8926109515601.212.3512.2192.6630.2491.35420.78123.44478956560210.1011.5363.0720.2461.10114.06617.138869624502.4512.162.7966.8510.2488.5521.25228.1039437040029.662.1144.2290.2455.88513.41217.64110237628014.3510.7193.91656.1880.2468.80716.51472.702111188200210.5045.65711.3140.2466.08215.8627.174n59016028.6075.1710.340.4244.36818.63428.974o59016028.6075.1710.340.4244.36818.63428.974a248032028.9462.4024.8040.4247.92620.12924.933b1980280292.8515.7020.4248.50919.76425.466c198032026.891.4972.9940.4228.43510.39813.392d253032028.9462.4024.8040.4247.92619.07323.877e210032026.891.4972.9940.4228.43511.13314.127f110022028.6813.5717.1421.1745.13550.65857.8g110022028.6813.5717.1421.1745.13550.65857.8小计182402703.8175. 对各管段进行阻力平衡。最不利环路为29-1-11其与29-1-n并联，p1=500.31 Pa，而p2=180.94 Pa，而风速已经最达到最大，管径不能更小，所以要加阀门或其他阻力部件，=（500.31-180.94）/44.368=7.2同理依次调整各出风口管路，先调整支路管径，若仍不平衡，就在之路上安装阀门或其他阻力部件，实现平衡。对29-1-2-o分析：p1=500.31 Pa，p2=205.72 Pa，p3=294.59 Pa，管径已经最小,所以要加阀门或其他阻力部件，=294.59/44.368=6.6对29-1-2-3-4-5-a分析：p1=500.31 Pa，p2=277.36 Pa，p3=222.95 Pa，风速达到送风要求极限,所以要加阀门或其他阻力部件，=222.95/47.926=4.65对29-6-b分析，p1=500.31 Pa，p2=303.1 Pa，p3=197.21 Pa，风速达到送风要求极限，所以要加阀门或其他阻力部件，=197.21/48.509=4.07对29-7-c分析，p1=500.31 Pa，p2=309.67 Pa，p3=190.64 Pa，风速达到送风要求极限,所以要加阀门或其他阻力部件，=190.6