工业通风课程设计 说明书Word文档下载推荐.docx
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内部气候条件如下:
(1)温度:
冬季14~18℃
夏季不高于夏季室外通风计算温度
(2)湿度:
冬季湿作业部分取Ψ=65%,一般部分取50%
夏季不规定
建筑资料
(1)墙---普通红撞墙;
墙内有20mm厚的1:
25水泥砂浆抹面,外刷耐酸漆两边
(2)屋顶---带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶
(3)窗---钢框玻璃,尺寸为×
(4)外门---木质,尺寸为×
,带上亮子
其他有关数据
(1)厂区热源参数:
70℃~130℃蒸汽,工作压力为3个大气压的蒸汽,热力管道在北墙外敷设
(2)建筑方位如附图所示
(3)材料的进出时间,每班不超过15分钟
二、车间各工部室内计算参数的确定及热负荷的计算
建筑物热负荷计算
查《实用供热空调设计手册》
采用供暖体积热指标法:
Qh=a·
qN,v·
v(tn,p-tw)
qN,v--3
v—房间体积,m3
tn,p--室内平均计算空气温度,℃
tw—供暖室外计算空气温度,℃
以喷砂室为例做详细计算:
v(tn,p-tw)=2×
×
[16-()]=
建筑物采暖热负荷
建筑物采暖热负荷计算(白天)
编号
工部名称
房间体积
qN,v
tn,p
Tw
a
Qh
(M3)
(℃)
(W)
Ⅰ
厕所和更衣室
16
2
Ⅱ
喷砂室
14
Ⅲ
抛光室
Ⅳ
发电机部
10
Ⅴ
准备工部
Ⅵ
仓库
8
Ⅶ
办公室
Ⅷ
电镀部
Ⅸ
溶液配制室
本设计所用值为
qN,v--
本设计中所用值为m3
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;
以办公室为例做详细计算:
Qh=a·
=2×
[16-()]
=
其他给工部计算结果见下表:
建筑物采暖热负荷计算(夜晚)
tw
Qf
5
通风负荷的计算
通风负荷Q=总热负荷Qh-采暖热负荷Qf-设备的散热量Qf
以抛光室为例做详细计算Q=其他各工部的计算见下表
总热负荷Qh
采暖热负荷
设备散热量
通风热负荷
400
10800
25
三、车间各工部电动设备、热槽散热量的计算
查《使用供热与空调设计手册》
电动设备散热量Q
Q=1000nN=1000×
=200W
式中:
n—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
不与其它设备在一起的直流发电机散热量
Q=
=×
=
发电机部有两台发动机Q=×
2=
其他各工部的计算见下表
设备编号
设备名称
设备功率
设备工部总散热量
3,4
抛光机
5,6
电发动机
9
7
去毛滚筒
热水槽表面散热量计算
查《简明通风设计手册》
(1)热水槽内部散热量Q=(+)(t1-t2)F
式中:
Q—散热量,W;
v—水面上空气流量,m/s;
t1—热水温度,℃;
t2—周围空气温度,℃;
F—热水槽底面积,㎡
(2)热水槽外部散热量Q=аF(tb-tn)
а=+7v;
v=~s
Tb=40℃
tn=室内计算温度,℃
F—热水槽四周面积,㎡
其他各槽的散热量计算如下表:
散热量的计算
工部
名称
设备
散热表面温度
℃
V
m/s
а
单个槽散热量
总散热量
准备
10,14
热水槽
50
17
*13
化学去油槽
80
18,40,32
*20,21
电解
除油槽
70
*26
镀铬槽
*27
苏打槽
*28
磷化槽
*30
皂液槽
90
31
油槽
120
*41
镀锡槽
四、车间各工部机械排风量的计算
喷砂部
喷砂室排风的作用有两个:
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=πr2h+πr2/3=×
+×
/3=<
1m3,因此换气次数n=1500次/时。
故Ⅱ喷砂部总排风量L=n×
Vf×
数量=1500×
2=s
抛光部
采用布质光轮时,排风量按每毫米轮径计算。
因此Ⅲ抛光部的总排风量L=
槽边排风罩
槽边排风罩份为单侧和双侧两种,双侧适用于500mm≤B≤800mm时,根据国家标准设计,条式槽边排风罩的断面尺寸(E×
F)共有三种,250mm×
200mm,250mm×
250mm,200mm×
200mm。
本设计均选用200mm×
以9有色金属腐蚀槽为例做详细计算:
控制风速Vx=
总排风量L=
每一侧的排风量L=
局部排风的排风量计算
控制
风速
A×
B
形式
总排风量
一侧排风量
*9
有色金属腐蚀槽
1500×
800
双侧
*12
黑色金属
腐蚀槽
*17,23
酸洗槽
1000×
600
电解除油槽
215
回收槽
800×
600×
500
*34
镀镍槽
*35
镀铜槽
36
中和槽
*38
镀锌槽
*15
溶液配置槽
*16
五、车间热风平衡及送风小室的计算
进风温度计算
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排风量的10%~90%考虑,本设计中假设取45%,根据风量平衡:
Gjp=Gzj+Gjj,则自然通风量为总排风量的45%。
热平衡方程式的形式为:
ΣQh+cGptn=ΣQf+cGjjtjj+cGzjtzj
ΣQh—围护结构、材料吸收的总热量,W
ΣQf—生产设备、产品及采暖散热设备的总热量,W
Gp—机械排风量,Kg/s
Gjj—机械进风量,Kg/s
tn—室内排除空气温度,℃
tjj—机械进风温度,℃
tzj—自然进风温度,℃
因为在有害气体及含尘气体的车间,全面通风换气量是以控制有害物浓度在卫生标准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,本次设计中计算通风量采取的温度为室外计算采暖温度。
根据风量平衡:
Gjp=Gzj+Gjj
热量平衡:
ΣQh+cGptn=ΣQf+cGjjtjj+cGzjtzj
得:
tjj=ΣQh-ΣQf+cGptn-cGzjtzj/cGjj
进风温度的计算
总排风量L
tn
ρn
机械进风量
自然进风量
tjj
18
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标准,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
(1)
ΣQh+cGptn=ΣQf+cGjjtjj+cGzjtzj
(2)
由
(1)、
(2)两式得
Gjj=ΣQh-ΣQf+cGptn-cGptw/c(tjj-tw)
总排风量Gp
通风热负荷Qn
溶液
配制室
空气加热器的计算
空气加热所需的热量:
Q=Gcp(t2-t1)
Q—热量,KW
Cp—空气比热,取kg·
G—被加热的空气量,kg/s
t1—加热前空气温度,℃
t2—加热后空气温度,℃
被加热的空气量G为各工部机械进风量之和,即
G=++++=kg/s
查《采暖通风设计手册》P317表8—6,可选两台SRZ10×
5D的加热器并联共4台,每台有效面积为㎡,加热面积为㎡。
则根据有效面积可算出实际的Vp为:
Vp=G/A=(2×
=(Kg/(㎡s);
该加热器的传热系数K:
查《采暖通风设计手册》P315表8—5得SRZ10×
5D的传热系数公式为:
K=(Vp)^=()^=(㎡.k)。
则需要加热的加热量Q=GCp(t2-t1)=×
1010+3)=;
则需要的加热器串联共4台:
N=×
2)=台;
取两台串联共4台加热器总面积为×
4=㎡;
因此,检查安全系数为:
查《采暖通风设计手册》P314,安全系数K为~.所以选的加热器是合适的。
计算水侧的压力损失:
查《采暖通风设计手册》P315表8—5:
△P=^=×
^=.
六、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。
七、车间各工部散热器热量、型号及数量的选择计算
本设计是电镀车间内的通风与供暖系统设计,根据设计手册中的规范,生产辅助建筑物散热器的选择宜采用外形美观,易于清扫的散热器。
生产车间内环境湿度大不宜采用钢制散热器。
钢制散热器的钢串片散热器的优点换热效率高,散热面积大,承压高,质量轻,耐腐蚀,钢串片散热器缺点是串片与钢管连接不紧密,因而有时串片松动,又因其空隙间容易积灰,影响热工性能。
综合考虑选择光面管散热器,多用于工业厂房,其优点是卫生条件好,管面光滑细腻,便于清理,抗腐蚀,承压高,散热量大,适用热水供暖系统。
由《机械工业采暖通风与空调设计手册》P60根据图2-10及表2-30给出的不同外形尺寸、不同管径、不同热媒及室温下不同规格多排安装时查出每米管长的散热量。
此次课设的热媒为130-70℃的热水所以采用B型光管散热器。
本次课设取L为2000mm,H为328mm,管径为D76×
的光面管散热器.
查表2-30取5℃,18℃时光管散热器单位长度散热量q分别为238W,204W,所以所需散热器组数n=采暖热负荷Qh/(单位长度散热量q*排数*规格L)
以厕所和更衣室为例做详细计算:
n=Qh/(q*L*3)=(204*2*4)=,
所以取2组。
电镀车间内,房间内非保温管道明装时考虑管道的散热量,散热器数量可折减。
散热器安装在放粉尘的车间散热面积应该增加。
综合考虑各种因素,实际散热器的数量设计见下表。
其他工部详细计算见下表:
采暖热负荷QhW
tnp温度℃
单位长度散热量qW
排数
规格Lm
散热器组数
实际散热器组数
204
4
238
3
电镀工部
22
.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,以夏季室外通风来校核的原则是风量保持不变,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℃。
查《工业通风》第三版P16:
消除余热的公式
Gp=
=400/1010×
=㎏∕s<㎏∕s(总的排风量)。
因此满足校核标准。
其他各工部的计算结果见下表:
夏季室内工作温度校核
cJ∕㎏·
Tp℃
tw℃
计算排风量㎏∕s
总排风量㎏∕s
1010
35
32
均满足
8,09
0.00
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。
、水力计算
喷砂室除尘系统的水力计算:
根据喷砂室的排风量查《简明通风风设计手册》P395表8—30.选DSM低压喷吹脉冲袋式除尘器,DSM—1型24型号:
采用圆形风管。
对管段标号:
如图:
.由于管段对称,则1—3—除尘器—4—5或2—3除尘器—4—5均可作为最不利环路。
.根据各管段的风量及选定的流速,确定最不利环路各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
底风速v=15m/s,考虑到除尘器及风管的漏风,风管4和5的计算风量为:
=m3/s.
管段1:
根据L1=s,V=13m/s,由《工业通风》第三版P229附录6查管径和单位长度摩擦阻力,所选管径尽量符合附录8的通风管道统一的规格:
D1=140mm;
Rm1=m;
同理可查管段2,3,4,5的管径及比摩阻,具体见下表:
喷砂室的水力计算
管段号
流量m3/s
长度m
管径mm
流速m/s
动压Pd/Pa
局部阻力系数
局部阻力Z
比摩阻Rm
摩擦阻力Rm1
管段阻力
1
140
15
135
1.36
200
40
220
13
12
144
.查附录7确定各管段的局部阻力系数:
例如:
管段1:
设备密闭罩:
ε=;
90°
弯头一个:
圆形合流三通:
ε=.∑ε
=++
=.
其他管段的局部阻力系数见下表:
附件
阻力系数ε
∑ε
密闭罩
弯头一个
圆形合流三通
0.17
天圆地方(圆形变矩形)
0.33
天圆地方(矩形变圆形)
风机入处渐括管
风机出口处渐缩
伞形风帽
.计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力,计算结果见下表;
.计算系统的阻力:
△P=∑(Rm1+Z)
=+++900
.选择风机:
风机风量:
Lf=*=s
=h
风机风压:
Pf=*
查《简明通风风设计手册》P298表7—11
选4—离心通风机:
Lf=3984m3/h;
全压:
Pf=2110Pa;
风机转速:
n=2900r/min
喷砂室风机参数
型号
风量m3/h
风压Pa
转速n/min
离心通风机
3984
2110
2900
配用电动机
Y112M--2
准备工部槽边罩排风系统
本设计的排风罩均采用矩形风管。
.各槽的排风量的计算及槽边罩的选择详见说明书P,此处对对镀铜槽35的排风系统水利详细计算:
35的排风量L=s,每一侧排风量L′=s;
假设条缝口风速V0=10m/s;
(一般取7—10m/s)
采用楔形条缝,条缝面积:
f=L′/V0=㎡;
条缝口高度:
h=f/A=㎡;
f′/F=㎡>
㎡;
条缝式槽边排风口的阻力损失△P=εv2/2ρ=×
100×
2=142Pa;
.系统划分和管道布置:
系统划分如图:
管道布置:
槽由相应的风管支管连接。
然后接到干管上,由干管输送到净化设备;
.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6m/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
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