畢業(yè)設(shè)計(jì)-某金屬冶煉車間除塵系統(tǒng)中的集氣罩設(shè)計(jì)

1、目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 1緒論2 HYPERLINK l bookmark10 設(shè)計(jì)背景2 HYPERLINK l bookmark12 設(shè)計(jì)目的2 HYPERLINK l bookmark14 設(shè)計(jì)內(nèi)容3集氣罩的吸氣機(jī)理3集氣罩的類型4密閉罩4 HYPERLINK l bookmark16 接受式排氣罩5 HYPERLINK l bookmark18 外部吸（集、排）氣罩5 HYPERLINK l bookmark20 排氣柜6集氣罩的設(shè)計(jì)原則75.集氣罩的設(shè)計(jì)和計(jì)算7 HYPERLINK l bookmark22 集氣罩的原始設(shè)計(jì)資料7上

2、部傘形罩的外形尺寸的確定9 HYPERLINK l bookmark24 污染源控制點(diǎn)控制速度Vx10 HYPERLINK l bookmark28 控制速度10 HYPERLINK l bookmark26 控制速度選擇原則:11確定控制速度11 HYPERLINK l bookmark30 排風(fēng)量的計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark32 壓力損失的計(jì)算126.課程設(shè)計(jì)小結(jié)12參考文獻(xiàn)13某金屬冶煉車間除塵系統(tǒng)中的集氣罩設(shè)計(jì)1緒論設(shè)計(jì)背景局部排氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括污染物的捕集裝置、凈化設(shè)備、管道系統(tǒng)及排氣管道設(shè)計(jì)四個(gè)部分。局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖1.集氣草；2.風(fēng)管；3

3、.凈化設(shè)備；4.風(fēng)機(jī)；5.煙囪污染物的捕集裝置通常稱為集氣罩。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括集氣罩結(jié)構(gòu)形式、安裝位置以及性能參數(shù)確定內(nèi)容。空氣污染物在車間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流運(yùn)動而擴(kuò)散的。對于生產(chǎn)過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內(nèi)二次氣流的運(yùn)動，就可以控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。這就是采用局部拍其他分方法控制空氣污染物擴(kuò)散的依據(jù)?？刂瓶諝馕廴疚镌谲囬g內(nèi)外擴(kuò)散的局部通風(fēng)方法，簡單地說，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，把污染空氣搜集起來并經(jīng)凈化后排至室外，這是生產(chǎn)車間控制污染的最有效、最常用的方法。設(shè)計(jì)目的（1）課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深課程理論知識，并

4、能結(jié)合實(shí)踐，學(xué)以致用。（2）工程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用。（3）基本計(jì)算方法及繪圖能力的訓(xùn)練。（4）綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)課程的理論知識解決本工程中的實(shí)際問題。（5）熟悉、貫徹國家環(huán)境保護(hù)法規(guī)及其它有關(guān)政策。設(shè)計(jì)內(nèi)容集氣罩的設(shè)計(jì)；控制點(diǎn)控制速度Vx的確定；集氣罩排風(fēng)量、尺寸和壓損的確定；按照工程制圖要求繪制一張集氣罩和系統(tǒng)A3圖。2.集氣罩的吸氣機(jī)理集氣罩罩口氣流運(yùn)動方式有吸入和吹出流動兩種，了解其規(guī)律是設(shè)計(jì)集氣罩的關(guān)鍵吸入機(jī)理：吸氣口吸氣時(shí)，在吸氣口附近形成負(fù)壓，周圍的空氣從四面八方流向吸氣口，形成吸入氣流或匯流.%Qy%QbD3c61%Qy%QbD3c61周有邊圓形吸分布

5、圖以抵抗側(cè)風(fēng)和側(cè)壓能力大，動力消耗小綜合評價(jià)，C圖流動形式好。3.集氣罩的類型由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同，集氣罩的形式是多種多樣的。按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式;按集氣罩與污染源的相對位置及適用范圍，吸氣式集氣罩分為：密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等3.1密閉罩密閉罩：將污染源的局部或整體密閉起來，在罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，可防止污染物的任意擴(kuò)散。所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)氣流干擾，設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。結(jié)構(gòu)形式：局部密閉罩、整體密閉罩、大容積密閉罩。（1）局部密閉罩特點(diǎn)：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便；適用：產(chǎn)塵點(diǎn)固定、產(chǎn)塵氣流速度較小且連續(xù)產(chǎn)塵的地點(diǎn)

6、（2）整體密閉罩特點(diǎn)：容積大，密閉性好。適用：多點(diǎn)塵源、攜氣流速大或有振動的產(chǎn)塵設(shè)備。大容積密閉罩特點(diǎn)：容積大，可緩沖產(chǎn)塵氣流，減少局部正壓，設(shè)備檢修可在罩內(nèi)進(jìn)行。適用：多點(diǎn)源、陣發(fā)性、氣流速度大的設(shè)備和污染源圖3.1.1局部密閉罩圖圖3.1.1局部密閉罩圖3.1.2整體密閉罩圖3.2圖3.2接受式排氣罩圖3.1.3大容積密閉罩3.2接受式排氣罩接受由生產(chǎn)過程（如熱過程、機(jī)械運(yùn)動過程）中產(chǎn)生或誘導(dǎo)出來的污染氣流的一種排氣罩.特點(diǎn):罩口外的氣流運(yùn)動不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生產(chǎn)本身過程產(chǎn)生。類型：a.低懸罩（罩口高度1.5A1/2）b.高懸罩（罩口高度1.5A1/2）3.3外部吸（集、排）

7、氣罩外部集氣罩通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；但所需排風(fēng)量較大，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見形式：頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩。圖13-14外部集氣罩氛上部集氣罩;b.F部集氣罩;圖13-14外部集氣罩氛上部集氣罩;b.F部集氣罩;c.測吸罩加.槽邊集氣罩3.4排氣柜排氣柜也稱箱式集氣罩。操作時(shí)，通過孔口吸入的氣流來控制污染物外逸。其捕集機(jī)理和密閉罩相似，即將有害氣體發(fā)生源圍擋在柜狀空間內(nèi)，可視為開有較大孔口的密閉罩。其特點(diǎn)是控制效果好，排風(fēng)量比密閉罩大，而小于其他形式集氣罩。排氣柜可使產(chǎn)生有害煙塵的操作在柜內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)形

8、式：a、排氣口在操作口對面，操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。b、排氣口設(shè)在柜頂，操作口上部形成較大進(jìn)氣流速，而下部進(jìn)氣流速較小，氣柜內(nèi)易形成渦流，可能造成有害氣體外逸c、在對面和頂部同時(shí)設(shè)置排氣口積與排風(fēng)管面積之比最大可為16：1，喇叭形側(cè)吸罩的長度應(yīng)為管道直徑的3倍，以保證側(cè)吸罩吸風(fēng)均勻（2）側(cè)吸罩的罩口一般均應(yīng)有邊，以防止罩口背后的氣流形成渦流，從而減少罩口有效面積；邊寬應(yīng)與罩口直徑或邊長相等，但不應(yīng)超過150mm。（有邊罩口的排風(fēng)量可較無邊罩口減少20%30）（3）在保證氣流分布均勻和不妨礙操作的情況下，側(cè)吸罩的罩口面積應(yīng)盡量加大，以降低罩口速度和壓力損失，擴(kuò)大排風(fēng)罩的吸

9、氣區(qū)域；（4）為保證排風(fēng)罩的排風(fēng)均勻，可以采用多個(gè)吸風(fēng)口、加擋板、加條縫、加分層板、采用條縫口等措施。（5）傘形罩的截面和形狀應(yīng)盡可能與有害物擴(kuò)散區(qū)的水平投影相似；（6）傘形罩的開口角度宜等于或小于90,最大不應(yīng)大于120。為減小傘形罩的高度，對邊長較長的矩形傘形罩，可將長邊分段設(shè)置，使其分割成多個(gè)小罩；（7）傘形罩應(yīng)設(shè)罩裙（垂直邊），罩裙高度為：h20.25#（8）排除熱氣體或潮濕性氣體時(shí)，應(yīng)在傘形罩罩裙內(nèi)部設(shè)置檐溝，并設(shè)置有連接排水管的接口5.集氣罩的設(shè)計(jì)和計(jì)算5.1集氣罩的原始設(shè)計(jì)資料題目：一、某車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)原始資料車間面積與兩臺產(chǎn)生污染設(shè)備的位置（見圖1）。此圖僅給出方柱及

10、污染源相對位置，門、窗位置及墻厚由設(shè)計(jì)定；產(chǎn)生污染源設(shè)備的情況污染源：立方體長X寬X高=1200X600X1000操作條件：20C101.3KPa污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。在該污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)兩個(gè)傘形集氣罩，罩口邊須距離污染源上平面H=600mm時(shí)才操作正常。管道和集氣罩均用鋼板制作鋼管相對粗糙度K=0.15排氣筒口離地面高度12m有關(guān)尺寸墻厚240mm方塊柱300X300車間大門可取2010X20103010X30102550X24104010X4010窗臺到地面距離：民房900700mm工業(yè)用房1.02.0m倉庫1.52.0m5.2上部傘形罩的外形尺寸的確定

11、h2：罩口邊：h20.25jAhl：由角度和L確定，圓錐夾角一般60L:罩口長：L=a+(2X0.4)hB:罩口寬：B=b+(2X0.4)ha、b為產(chǎn)塵源的長和寬-oh.-oh.由題設(shè)條件可知，罩口邊須距離污染源上h=0.6m。由于氣體只能從側(cè)面流入罩內(nèi)，為避免橫向氣流干擾，要求H盡可能W0.3L。題設(shè)已知a=1.2m;b=0.6m為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角a不應(yīng)大于60，本設(shè)計(jì)中取a為60。以上計(jì)算可確定得出：L=1.2+0.48=l1B=0.6+0.48=1.08mB=0.6+0.A=1.08X1.681.8144h2=0.25X、1.814

12、40.34mhl1.45m污染源控制點(diǎn)控制速度Vx5.3.1控制速度：罩口前污染物擴(kuò)散方向的任意點(diǎn)上，均能使污染物隨吸入氣流流入罩內(nèi)，并將其捕集所必須的最小吸氣速度。VX飛揚(yáng)速度控制風(fēng)速污染源實(shí)際吸入速度VX飛揚(yáng)速度控制風(fēng)速污染源實(shí)際吸入速度5.3.2控制速度選擇原則:按有害物散發(fā)條件選擇控制速度按周圍氣流情況及有害氣體的危害性選擇控制速度對于某些特定作業(yè)的吸入速度按有害物危害性及排氣罩形式選擇控制速度因外界干擾氣流影響對控制速度增加修正確定控制速度按有害物散發(fā)條件選擇控制速度污染物產(chǎn)生狀況舉例控制速度/ms-1以輕微的速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中蒸汽的蒸發(fā)，氣體或煙從敞口容器中外逸0.250.

13、5以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中噴漆室內(nèi)噴漆，斷續(xù)的傾倒有塵屑的干物料到容器中，焊接0.51.0以相當(dāng)大的速度放散出來，或放散到空氣運(yùn)動迅速的區(qū)域翻砂、脫模、咼速皮帶運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、混合、裝袋或裝箱1.02.5以高速放散出來，或放散到空氣運(yùn)動迅速的區(qū)域磨床，重破碎機(jī)，在巖石表面工作，砂輪機(jī)，噴砂,熱落砂機(jī)2.510由原始資料可知：污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。因此，此處控制速度應(yīng)在0.51.0ms-1,所以本設(shè)計(jì)取為Vx=0.8ms-1.5.4排風(fēng)量的計(jì)算集氣罩的排風(fēng)量Q=kPhVx(m3/s)P：罩口周長，mh：罩口至污染源距離，mVx:污染源控制速度，m/sK

14、考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取1.4。因此，本次設(shè)計(jì)中集氣罩的排風(fēng)量為Q=1.4X0.6X3.12X0.8=2.09664m3/s本次設(shè)計(jì)中需要兩個(gè)相同的集氣罩，所以總的排風(fēng)量為2Q=2.09664X2=4.19328m3/s5.5壓力損失的計(jì)算于集氣罩罩口處于大氣中，所以該處的全壓等于零。因而集氣罩的壓力損失亦可寫為：AP=0P=(Pd+Ps)=IPs|-Pd,Pd=986.5PaP=1013-986.5=26.5Pa，總共兩個(gè)集氣罩所以總壓損P=26.5X2=53.0Pa6課程設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過兩周的設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出兩個(gè)規(guī)格相同的傘形集氣罩，其規(guī)格如下：罩寬B=0.78m，長度L=0

15、.78m,擴(kuò)張角a=60，單個(gè)排風(fēng)量為2.09664m3/s，控制速度為0.8m/s.課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，我終于勉強(qiáng)拿出了自己的成果，看著這些經(jīng)過查資料、討論、反反復(fù)復(fù)確定下來的方案，心里面還是有點(diǎn)小小的欣喜，看著這些頁文檔，回想起兩周前的己，剛接觸課程設(shè)計(jì)時(shí)的茫然和無頭緒，查資料時(shí)的迷茫，回想起自己在課程設(shè)計(jì)中的努力。首先查資料就遇到了不小的難題，我打開互聯(lián)網(wǎng)，迅速瀏覽著網(wǎng)上的參考文獻(xiàn)資料，可是我發(fā)愁了，內(nèi)容太多太雜，不知該如何篩選，讓我犯了難，我就不停整理不停搜索，尋找適合自己設(shè)計(jì)的資料。充實(shí)的生活總是過得這么快，不知不覺第一周就緊亂糟糟的過去了，看著手中大大小小很多的自己親手篩選的參考資料，高興又犯愁。高興的是，一個(gè)周的努力終于有了收獲，犯愁的是離設(shè)計(jì)完成還有一堆工作呢。轉(zhuǎn)眼來到第二個(gè)周，開始正式的著手了，我總覺得在宿舍安靜不下來，就去了電子閱覽室，借鑒了以前學(xué)長學(xué)姐的設(shè)計(jì)，才有了一些頭緒，在經(jīng)過了5個(gè)小時(shí)的努力之后，我終于把設(shè)計(jì)大體