【焊接房環(huán)保系統(tǒng)設(shè)計（論文）16000字】

––摘要焊接是機(jī)械加工業(yè)中必不可少的一種方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的制造，焊接房是用于焊接工作的專用環(huán)境的設(shè)備，廣泛用于機(jī)械工業(yè)的制造，目前我國機(jī)械焊接車間中使用最普通的一種焊接技術(shù)是電弧焊，在進(jìn)行焊接工序中產(chǎn)生的污染物物比較多，焊接房內(nèi)的煙塵對工作人員的影響很大，為了降低其焊接煙塵所帶來的影響，因此本論文主要對焊接房的環(huán)保裝置進(jìn)行了設(shè)計。在掌握和了解我國環(huán)境保護(hù)設(shè)備及裝置以后，對本次系統(tǒng)設(shè)計提供了一定的基礎(chǔ)和方法。首先通過集氣罩對工作臺煙塵進(jìn)行收集，在抽風(fēng)機(jī)的作用下，將煙氣吸收到除塵器，除塵器對煙塵處理以后，通風(fēng)機(jī)將干凈的氣體通過管道排放。對焊接煙塵的特點進(jìn)行了解和分析，對除塵器的類型和使用范圍進(jìn)行查詢，確定本次使用的除塵器為袋式除塵器。對風(fēng)機(jī)的類型及特點進(jìn)行學(xué)習(xí)和查詢，確定通風(fēng)機(jī)為離心通風(fēng)機(jī)。根據(jù)所傳遞的載荷的大小，對電動機(jī)的類型、額定轉(zhuǎn)速及功率進(jìn)行選擇，對所用電動機(jī)主軸強(qiáng)度和剛度分析，確定電動機(jī)的類型。本次設(shè)計采用局部通風(fēng)的方式對焊接房中的煙塵進(jìn)行處理，本次設(shè)計為一個完整的除塵通風(fēng)系統(tǒng)。該焊接房通過將上述的環(huán)境保護(hù)設(shè)備進(jìn)行連接和裝配，實現(xiàn)了焊接房環(huán)保系統(tǒng)的設(shè)計。工作穩(wěn)定，效率比較高，凈化后的焊接房煙塵符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)。從而改善焊接房作業(yè)環(huán)境、提高作業(yè)效率，降低了對焊接房的工作人員的健康危害。關(guān)鍵詞：焊接房；環(huán)保裝置；除塵凈化；通風(fēng)系統(tǒng)摘要 I目錄 III1緒論 11.1課題背景及研究意義 11.2國內(nèi)外研究及發(fā)展 11.3課題研究內(nèi)容及章節(jié)安排 22系統(tǒng)方案設(shè)計 42.1系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及要求 42.2設(shè)計思路 42.3系統(tǒng)方案確定 52.4本章小節(jié) 53.集氣罩的設(shè)計 63.1集氣罩的分類 63.2集氣罩的設(shè)計 73.2.1設(shè)計外部集氣罩時候應(yīng)該注意的問題 73.2.2集氣罩工作臺的高度及尺寸的設(shè)計 73.3風(fēng)量的計算 73.4本章小節(jié) 84除塵器的分析比較及選用 94.1除塵器主要功能及除塵方式 94.2除塵器的選用及確定 94.2.1除塵的類型及特點 94.2.2除塵器的性能指標(biāo) 94.2.3焊接煙塵的分析 114.2.4除塵器方案的選擇及確定 124.3袋式除塵器 134.3.1袋式除塵器的工作原理及分類 134.3.2袋式除塵器的特點 144.3.2袋式除塵器的主要技術(shù)參數(shù) 144.3.3袋式除塵器的主要性能設(shè)計 154.4本章小節(jié) 155風(fēng)機(jī)的選用 165.1通風(fēng)機(jī)的類型以及選用 165.2離心式通風(fēng)機(jī)的參數(shù)計算 175.3離心式通風(fēng)機(jī)的功能分析 196通風(fēng)管道的設(shè)計 246.1管道的布置及其材料和斷面形狀的選擇 246.1.1管道的布置 246.1.1管道的材料和斷面形狀的選擇 246.2管道的設(shè)計計算 246.2本章小節(jié) 27結(jié)論 28致謝 29參考文獻(xiàn) 301緒論1.1課題背景及研究意義焊接是機(jī)械行業(yè)中不可缺少的工業(yè)技術(shù)方法，對于整個工業(yè)生產(chǎn)的順利展開有著很重要的作用。焊接的工作間在進(jìn)行大量焊接工作的同時，所產(chǎn)生的環(huán)境污染物種類多，危害性特別大，會讓工作人員產(chǎn)生疾病。焊接煙塵一直是除塵和通風(fēng)領(lǐng)域一個重要難題。同時環(huán)保問題也引起了人們的重視，在我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展下，環(huán)保裝備在我國工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，焊接技術(shù)涉及多個領(lǐng)域。它既延續(xù)了我國能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，又體現(xiàn)了工業(yè)的安全健康經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。焊接技術(shù)已經(jīng)從之前的人力焊接發(fā)展到現(xiàn)在的激光焊接、機(jī)器人的焊接等。由于我國一直是工業(yè)生產(chǎn)焊接的重要發(fā)源地之一，焊接的工藝技術(shù)已經(jīng)有著幾千年的發(fā)展歷史，隨著對金屬工藝的廣泛應(yīng)用出現(xiàn)，大量的歷史時間證明我國的勞動人民在古代的焊接工作是非常輝煌的。古代的焊接工藝主要由鑄焊、釬焊，這些工藝已經(jīng)從發(fā)達(dá)的時代進(jìn)入現(xiàn)代，被大量采用的工業(yè)生產(chǎn)制造過程中，加入一些惰性氣體可以有效阻止周圍空氣中對于電焊不利物質(zhì)進(jìn)入焊接區(qū)。我國的焊接煙氣治理研究起步較晚，發(fā)展較快，但充分利用了國外的相關(guān)產(chǎn)品和研究成果。廣泛應(yīng)用于航天技術(shù)、汽車橋梁，高層建筑、以及海洋鉆探等重要的工作領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做了非常重大的貢獻(xiàn)。其中產(chǎn)生的氣體對焊接作業(yè)污染非常厲害。到21世紀(jì)以后，我國采取促進(jìn)“科技進(jìn)步、努力發(fā)展環(huán)保行業(yè)”的環(huán)保政策。并對環(huán)境保護(hù)進(jìn)行了長期評價。因此我們應(yīng)該重視焊接房的保護(hù)措施，我們需要設(shè)計出一種整體的焊接房環(huán)保裝置，有效的解決焊接房的煙塵等因素，再經(jīng)過合適的排氣管路，將整個焊接房內(nèi)的除塵氣體進(jìn)行排放。根據(jù)合適的焊接情況選擇合適的焊接方法進(jìn)行焊接，這樣可確保焊接根部的質(zhì)量。我們需要一種適應(yīng)于焊接房的整體除塵設(shè)備和通風(fēng)排放設(shè)備。這樣，會避免管路堵塞，提高效率和工作可靠性。提高焊接房的清潔度，保證焊接房內(nèi)的工作人員健康。1.2國內(nèi)外研究及發(fā)展國外焊接煙塵的治理凈化裝置向組合化發(fā)展，并大力倡導(dǎo)以局部通風(fēng)為主。焊接技術(shù)迅速發(fā)展，焊接技術(shù)從以前的手工焊接到自動化焊接，提高了生產(chǎn)效率，降低了人類的工作強(qiáng)度。另一方面，也可以保護(hù)工作人員的健康。國外對焊接煙塵治理的研究比我國早，處理技術(shù)相對先進(jìn)、成熟。焊接煙塵的治理從單一性、固定式、大型化，向成套性、組合性、可移動性、小型化以及資源低耗方向發(fā)展。對焊接煙塵的處理采用局部通風(fēng)為主、全面通風(fēng)為輔助的手段，以此改善作業(yè)環(huán)境的污染REF_Ref70932071\r\h[15]。目前我國針對焊接煙塵防治的科學(xué)技術(shù)雖然起步比較遲，但是卻取得了一定的進(jìn)步。相對于國外的焊接技術(shù)而言，我國的焊接技術(shù)依然存在缺陷。在日常焊接作業(yè)中，手工焊接自動化程度均低于自動焊接，手工焊接時，焊接時間比較長，電弧容易造成眼睛受傷，產(chǎn)生的有害氣體，會對人造成一定的危害。電焊產(chǎn)生的顆粒物會刺激人的呼吸系統(tǒng)，造成人的呼吸困難，對車間和環(huán)境也會產(chǎn)生很大的影響。同時這樣也會使得我國工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程變慢。所以，應(yīng)該盡快向著自動化焊接的方向邁進(jìn)。同時，我國的焊接技術(shù)有許多挑戰(zhàn)。近些年來，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，各項技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，這些為焊接技術(shù)的發(fā)展打牢了基礎(chǔ)。材料不僅能用于金屬材料的連接還能用于非金屬材料的連接，可以使用不同的需求。我國提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，體現(xiàn)在焊接技術(shù)的環(huán)保方面，其中我們生產(chǎn)環(huán)保設(shè)備的主要產(chǎn)品，我國研究出了第一臺除塵器，在市場上占有很重要的地位，產(chǎn)生了很深的影響，我國在引進(jìn)新的技術(shù)來用于環(huán)保工作的需要，對我國遏制環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境起到了很好的作用。同時，我國的環(huán)保設(shè)備的發(fā)展還存在很多的問題，比如結(jié)構(gòu)設(shè)備不合理，所以應(yīng)該加快環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快交流與合作，提高環(huán)保產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。1.3課題研究內(nèi)容及章節(jié)安排本次設(shè)計對相關(guān)材料調(diào)研，在綜合國內(nèi)和國外環(huán)保裝置研究的基礎(chǔ)上，以綜合性、有效性、實用性和可靠性為前提，進(jìn)一步改善焊接房的環(huán)保問題。本次設(shè)計的焊接房環(huán)保裝置為一套綜合性以袋式除塵器為主要除塵設(shè)備的焊接煙塵凈化裝置。用于在小型焊接工作房時的焊接有害因素的處理工作。本次課題的主要內(nèi)容包括：（1）通過對相關(guān)的焊接環(huán)保類型知識的學(xué)習(xí)，經(jīng)過查詢和學(xué)習(xí)一些環(huán)境保護(hù)的手冊，對焊接的因素進(jìn)行分析的條件下，找到合適的方法。具體的工作有：對焊接煙塵的粒徑進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合各類除塵器的優(yōu)缺點和使用范圍，從而選擇適合該粒徑的焊接煙塵的除塵器，通過進(jìn)行比對，選擇適合本次設(shè)計的除塵器。（2）對風(fēng)機(jī)的工作原理、主要類型、結(jié)構(gòu)部件和主要形式進(jìn)行一定的了解，掌握風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。分析其工作時的能量損失，并對其工作時的性能參數(shù)進(jìn)行分析，確定本次設(shè)計的風(fēng)機(jī)。熟悉電動機(jī)的類型以及性能特點，根據(jù)負(fù)載的大小，選擇電動機(jī)的額定參數(shù)，最終選用一種電動機(jī)。（3）對整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了方案的設(shè)計，包括除塵過濾系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、灰塵處理系統(tǒng)以及整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。同時，在SolidWorks軟件中繪制出各個設(shè)備的零件圖、子裝配圖、整體裝配圖。（4）在繪制零件圖的過程中，對于一些非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行工程圖的繪制，并進(jìn)行尺寸標(biāo)注，從而將整個零件的結(jié)果表達(dá)清楚。（5）對焊接房的環(huán)保裝置的各個設(shè)備進(jìn)行計算，包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計算，排風(fēng)量的計算及其電動機(jī)功率的計算。研究的內(nèi)容總結(jié)如下：處理焊接室內(nèi)有毒氣體在焊接固層中的有害顆粒，通風(fēng)，保證焊接件的加工質(zhì)量，避免不必要的損傷，煙塵是不可避免的。只要我們選擇合適的環(huán)保設(shè)備，就可以保護(hù)我們的設(shè)備，保證零件的焊接質(zhì)量，從其生產(chǎn)方式和煙塵的規(guī)律來看，環(huán)保系統(tǒng)在焊接室內(nèi)發(fā)揮著先進(jìn)的作用。本次課題的章節(jié)安排包括：（1）第一章主要對焊接的背景和研究意義進(jìn)行分析，以及國內(nèi)外對焊接環(huán)保設(shè)備的研究和環(huán)保設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行描寫。（2）第二章主要對焊接房除塵系統(tǒng)方案的設(shè)計進(jìn)行分析。（3）第三章主要對集氣罩的設(shè)計進(jìn)行描寫。（4）第四章主要對除塵器進(jìn)行分析比較和選用，主要對除塵器的主要功能以及除塵方式進(jìn)行了分析，對除塵器進(jìn)行了選用和確定。（5）第五章主要對風(fēng)機(jī)的選用進(jìn)行設(shè)計，包括通風(fēng)機(jī)的類型以及選用，離心式通風(fēng)機(jī)的參數(shù)設(shè)計和離心式通風(fēng)機(jī)的功能分析。2系統(tǒng)方案設(shè)計2.1系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)：（1）在查閱文獻(xiàn)、理解設(shè)計任務(wù)和了解現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，撰寫開題報告；（2）完善焊接房的環(huán)保裝置設(shè)計方案；（3）設(shè)計焊接房的環(huán)保裝置，得到裝配圖和零件圖，以及實體造型；（4）完成前面的設(shè)計內(nèi)容，在時間允許的情況下完成動作演示；本次設(shè)計的焊接房的環(huán)保裝置需要滿足一定的設(shè)計要求，才能滿足我們的生產(chǎn)生活實際，才能夠解決焊接房在環(huán)保方面所面臨的一些問題。下面是焊接房環(huán)保裝置的設(shè)計要求：（1）可以滿足一定的生產(chǎn)綱領(lǐng)，能夠與我們的焊接房生產(chǎn)實際相結(jié)合；（2）在本次設(shè)計的過程中，能夠通過一些相關(guān)資料的相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，掌握本次設(shè)計的要點結(jié)構(gòu)；（3）能在了解目前的焊接房環(huán)保裝置的發(fā)展方面及面臨的問題，從而進(jìn)一步改進(jìn)它的設(shè)計方案；最后使得焊接房的空氣潔凈度達(dá)到3.5/m3。（4）根據(jù)本次的設(shè)計方案，用SolidWorks繪制出相關(guān)的零件圖、裝配圖2.2設(shè)計思路解決焊接煙氣污染是各國面臨的主要問題，由于是一種勞動密集型的工作，因此，營造良好的焊接環(huán)境對提高勞動率起著決定性的作用。焊接環(huán)境的改善一直受到各國的重視，并根據(jù)不同的情況加以管理。結(jié)合對相關(guān)調(diào)研資料的學(xué)習(xí)相關(guān)參考文獻(xiàn)的查閱，以及在第三章、第四章和第五章對集氣罩、除塵器和通風(fēng)機(jī)的對比選用，得出了下列的設(shè)計方案：焊接房中的工作臺上產(chǎn)生的焊接煙塵，集氣罩將焊接煙塵進(jìn)行收集，抽風(fēng)機(jī)將焊接煙塵吸入到袋式除塵器，這時候，除塵器開始工作，粉塵粒子被阻擋在濾袋表面。在離心式通風(fēng)機(jī)的作用下，管道將氣體排出。設(shè)計方案如圖2.1所示：圖2.1設(shè)計方案2.3系統(tǒng)方案確定此系統(tǒng)為整個的一個除塵凈化氣體的系統(tǒng)，不但可以對焊接產(chǎn)生的氣體顆粒進(jìn)行濾除，還可以對焊接產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行凈化。主要部件有集塵罩、抽風(fēng)機(jī)、袋式除塵器、離心式通風(fēng)機(jī)、管道。焊接房的尺寸為10m×5m,焊接房常用的材料是鈑金件，鈑金件是將金屬材料進(jìn)行加工而形成所需的尺寸的一種材料。最常用的材料是各種合金鋼。對于集塵罩是如何選擇的，像焊接車間的話，通常采用上吸罩，焊接的過程中方便一點，尺寸為0.74m×0.54m。抽風(fēng)機(jī)是提高氣體的壓力，抽風(fēng)機(jī)的用途廣泛，將管道內(nèi)的焊接煙塵通入到袋式除塵器中。在除塵器的選擇上我查閱了很多的文獻(xiàn)，經(jīng)過對許多除塵器的比較選擇袋式除塵器，因為袋式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，相對于其他除塵器來說的話，價格是比較低的。對于風(fēng)機(jī)的選用，主要由離心式風(fēng)機(jī)的軸流式風(fēng)機(jī)兩種，綜合第四章的分析我選擇了離心式通風(fēng)機(jī)，離心式通風(fēng)機(jī)安全可靠，節(jié)能降噪，調(diào)節(jié)性能好。2.4本章小節(jié)本章主要對除塵器的總體方案進(jìn)行了確定，設(shè)計了由集氣罩、抽風(fēng)機(jī)、袋式除塵器、離心通風(fēng)機(jī)、管道組成的一個焊接房通風(fēng)除塵系統(tǒng)。然后又對系統(tǒng)方案是怎么確定的，考慮了哪些因素，為何選擇這些設(shè)備，進(jìn)行了分析。3.集氣罩的設(shè)計3.1集氣罩的分類集氣罩可以分為以下幾種：密閉罩、上吸罩、排氣柜、接受式集氣罩、呼吸式集氣罩。封閉集氣罩封閉集氣罩可以將集氣罩內(nèi)的污染物封閉到一個很小的空間。優(yōu)點：對污染的擴(kuò)散問題，有一定的作用，不受到氣流的影響。缺點：設(shè)備維護(hù)受到影響，看不到罩子內(nèi)的工作狀態(tài)（2）外部集氣罩外部集氣罩：由于工作條件的限制，當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備不能密封時，可將集氣罩放在靠近污染物的地方，這種排氣罩被稱為外集氣罩，它通過吸氣罩的吸力使空氣在污染物處發(fā)生一定的運(yùn)動，并將污染物吸入罩內(nèi)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。缺點：受污染空氣的吸入方向和流動方向往往不同，通常需要較高的排氣流量來控制空氣擴(kuò)散，容易干擾室內(nèi)的橫向流動。（3）接受集氣罩受氣罩是由生產(chǎn)過程本身產(chǎn)生或誘發(fā)的空氣運(yùn)動驅(qū)動的，它共同驅(qū)動污染物的運(yùn)動，面罩外的空氣運(yùn)動不是由于面罩的吸入，而是由于生產(chǎn)過程本身。（4）儲氣柜儲氣柜是安裝在氣密殼體中的排氣裝置，處理產(chǎn)生的有害物質(zhì)的過程完全是在殼體的重量上進(jìn)行的，因此殼體的重量上有一個大的處理孔，通過這個孔，吸入的空氣逸出。（5）呼吸式排氣罩當(dāng)集氣罩裝置與污染源之間的間距特別大時，一般不能采用集氣罩來控制焊接顆粒的擴(kuò)散。此時，可以采用射流作為驅(qū)動力，將污染物送至排氣罩去除或堵塞，以控制污染物的擴(kuò)散。因為焊接煙塵的顆粒非常小，本設(shè)計主要用于焊接房的除塵，所以我們選擇固定式上吸罩。3.2集氣罩的設(shè)計3.2.1設(shè)計外部集氣罩時候注意的問題1.為了可以有效地對粉塵進(jìn)行收集，使集塵罩盡可能的靠接污染源。2.受污染的氣流不在人員操作區(qū)域，不得干擾氣流。應(yīng)盡快將受污染的氣流吸入集風(fēng)罩中，盡量減少受污染的氣流。3.為了保證一定的風(fēng)速，增強(qiáng)吸塵的效率。4.充分了解工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)機(jī)械的運(yùn)行特點，使設(shè)計的外部排氣罩不受生產(chǎn)運(yùn)行的影響，便于設(shè)備的維護(hù)、檢修和拆卸。3.2.2集氣罩工作臺的高度及尺寸的設(shè)計1.焊接房長度10m,設(shè)計工作面的長度為2m,寬度為0.7m。焊接工人的工作地點比較小，一般長為0.5m，寬為0.3m。取罩子口到工作面的距離為0.4m。2.集氣罩尺寸的設(shè)計A=a+2×0.4×HB=b+2×0.4×H (3.1)式中：A—集氣罩長邊長度，m;B—集氣罩短邊長度，m；a—工作臺長度，m；b—工作臺寬度，m；根據(jù)上式的公式計算長邊：A=0.5+0.4×0.3×2=0.74短邊：B=0.3+0.4×0.3×2=0.54圖3.1集氣罩的設(shè)計3.3風(fēng)量的計算（1）邊緣控制點的控制風(fēng)速外部罩的風(fēng)量的計算方法是：對焊接煙塵進(jìn)行實際觀察和分析，確定罩型、煙口尺寸及其控制端至煙口的距離，然后按照風(fēng)機(jī)類型來計算外部煙塵的排放量。根據(jù)公式可以看出計算外部吸氣罩時，首先要確定控制風(fēng)速，由于沒有條件進(jìn)行現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)。通過查詢表《控制點的風(fēng)速》和《選擇控制點的風(fēng)速應(yīng)該考慮的問題》，可確定控制風(fēng)速VX=1（2）集氣罩風(fēng)量的計算集氣罩風(fēng)量： L=KPHVX式中P——排風(fēng)罩的周長，m；H——罩口至污染源的距離，m；VX——控制點的控制風(fēng)速，mK——高速速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取k=1.4罩口周長為P=2×（A+B）根據(jù)式罩口周長：P=2×（0.74+0.54）=2.56m根據(jù)表3-1和表3-2，取VX=1m根據(jù)式可得，排風(fēng)量為L=KPHVX=1.4×2.56×0.4=總分量： L總=n式中n——集氣罩?jǐn)?shù)量根據(jù)上述（3.4）可得總風(fēng)量L=1×1.075=1.436m3/s=5170m3/h3.4本章小節(jié)本章主要對集塵罩進(jìn)行設(shè)計，主要包括集塵罩的分類，經(jīng)過對比以后，最后選擇了固定上吸罩。還有設(shè)計集氣罩應(yīng)該注意什么問題，集氣罩工作臺的高度以及尺寸的確定。最后對集氣罩的風(fēng)量進(jìn)行了計算，得到了總風(fēng)量為5170m3/h4除塵器的分析比較及選用4.1除塵器主要功能及除塵方式本次課題選用的除塵器的功能是把焊接房在工作的過程中產(chǎn)生的有毒氣體和焊接煙塵產(chǎn)生的顆粒物分開。（1）重力：對于粒徑比較重的焊接煙塵，主要是通過重力進(jìn)行除塵的。氣流的分離取決于重力沉降。（2）離心力：當(dāng)塵埃繞氣流繞圓周運(yùn)動時，塵埃顆粒在離心力的作用下發(fā)生運(yùn)動。讓顆粒分離。（3）慣性碰撞：當(dāng)大量塵埃顆粒氣流在高速運(yùn)送的過程中遭到障礙物侵襲時，氣流必須通過改變方式來干擾大量氣流，小型塵埃顆?？梢噪S著氣流的速度而移動。（4）接觸阻流：靠近物體，粉塵顆粒與物體有一定的觸碰，這種現(xiàn)象可以稱之為接觸阻留。（5）擴(kuò)散：超過1μm的微小顆粒在被外力撞擊時直接起到對于氣體分子的吸附作用，如果這些塵埃顆粒在高速運(yùn)動的過程中與其他物體的表面發(fā)生了接觸，就會與氣流分離，這種機(jī)制稱為擴(kuò)散。（6）電力捕集：在空氣中漂浮的煙塵顆粒在帶有電流的時候，可以在靜電的作用下從氣流中分出來。4.2除塵器的選用及確定4.2.1除塵的類型及特點（1）重力沉降室適用于粒徑大于50μm、效率小于50%，阻力在50~130Pa。（3）旋風(fēng)除塵器適用于粒徑在5~15μm，效率在60~90%，阻力在800~1500Pa。（4）電除塵器適用于粒徑在0.5~1μm，效率在90~98%，阻力在50~130Pa。（5）袋式除塵器用在粒徑在0.5~1μm，效率在95~99%，阻力在1000~1500Pa.4.2.2除塵器的性能指標(biāo)除塵器的的效率是以下幾種組成的。1.全效率（1）質(zhì)量法除塵器全效率計算為： η=G式中—除塵器的全效率%G1—進(jìn)入除塵器的粉塵量，g/sG2—除塵器除下的粉塵量，g/s（2）濃度法除塵器的全效率 η=L式中L1—除塵器入口分量,m3/y1—除塵器入口濃度,g/m3L2—除塵器出口風(fēng)量,m3/sY2—除塵器出口濃度g/m3。2.除塵器的分級效率除塵器的分級效率與粉塵粒徑有直接關(guān)系，按照質(zhì)量法和濃度法進(jìn)行表示。 ηdc=1?ΔG 當(dāng)L1=L2時，ηdc=1?y式中d?1d分級效率: ηdc=ΔG3.多級除塵器的除塵效率為了提高除塵器的效率，一般把兩個除塵器串在一起用，總效率為： η=η1式中ηη2同一個除塵器，當(dāng)用來收集顆粒比較大的粉塵的時候，除塵效率比較高。用來收集小顆粒的粉塵時候，效率是非常低的。當(dāng)兩者串聯(lián)起來使用時候，效率是不一樣的。對于有n臺除塵器串聯(lián)的除塵系統(tǒng)，其總效率為： η=1?4.2.3焊接煙塵的分析（1）焊接煙塵的特點表3.1焊接煙塵的特點粒徑大小/特點焊接灰塵>10靜止環(huán)境下，沉積速度快，不擴(kuò)散焊接粉塵10~0.1靜止環(huán)境下，沉積速度一定，不容易擴(kuò)散焊接蒸汽0.2~0.001靜止環(huán)境下，沉積困難，易擴(kuò)散（2）焊接煙塵的分散規(guī)律由傅里葉定律中一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的計算得： (4.8)在X方向上的qx跟成正比關(guān)系，qx方向跟是相反方向。式中，qx—熱流密度(J/m2s)；D—熱導(dǎo)率(W/mk)；T—熱力學(xué)溫度(K)；dx—熱量沿X方向傳遞。同理：可以把焊接煙塵的分散理解為氣體沿著空間內(nèi)的方向進(jìn)行擴(kuò)散，從而可以得到焊接煙塵在焊接房內(nèi)分散時的特點： (4.9)FF其中，D—煙塵在空間內(nèi)運(yùn)動的分散系數(shù)；Fx,Fy,Fz—焊接房中焊煙沿著方向的運(yùn)動量；通過以上對焊煙的特點分析以后，對后續(xù)除塵器的選用提供了有利條件。4.2.4除塵器方案的選擇及確定選擇除塵器應(yīng)考慮的因素：1.必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的排放濃度2.顆粒物的性質(zhì)以及粒徑分布3.氣體的含塵濃度4.氣體的溫和性質(zhì)5選擇除塵器時，還應(yīng)該考慮除塵器下方的顆粒處理。綜合考慮以上焊接房工作時的特點和焊接煙塵的特點，采用袋式除塵器的以下幾點：1.袋式除塵器可以有效的去除顆粒物，大大減少工業(yè)煙塵排放。袋式除塵技術(shù)完全可以滿足更嚴(yán)格的空氣污染標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低排放限值。相比于其他除塵器，袋式除塵器可以通過更換超細(xì)面層的濾料，在減少細(xì)微顆粒物排放方面發(fā)揮了決定性作用。2.袋式除塵器在工業(yè)污染控制系統(tǒng)中也發(fā)揮著特殊的作用，在去除汞、二惡英等有毒氣體方面發(fā)揮著重要的作用，袋式除塵器的效率達(dá)到99.99%以上，PM10的收集效率達(dá)99%以上。35%袋式除塵器在控制顆粒物排放方面具有明顯的優(yōu)勢，是控制PM2.5最有效的措施，濾袋采用聚脂針刺氈制成。工作效率高一點，并且耐熱，防腐，在收集粉塵的時候具有良好的作用，在維護(hù)起來比較方便。袋式除塵器比電除塵器價格低一些。最后選用袋式除塵器，如下圖所示：圖4.1袋式除塵器4.3袋式除塵器4.3.1袋式除塵器的工作原理及分類袋式除塵器主要由袋室、濾袋、框架、清灰裝置等幾部分組成。它的除塵過程是由著濾袋來進(jìn)行完成的，濾袋一般為圓柱形。袋式除塵器根據(jù)清灰方式主要由以下幾種方式組成：（1）機(jī)械清灰是振動將焊接塵粒排除的過程，讓袋子產(chǎn)生一定的振動，讓顆粒物能得到一定的處理。因此，只能采用較低的除塵模式。（2）脈沖清灰主要是在一段時間內(nèi)將除塵器附近的氣流引到袋子內(nèi)部，讓袋子有一個振動的現(xiàn)象，可以讓焊接煙塵顆粒物得到很好的消除，是當(dāng)前流行的清灰方式。（3）逆氣流除塵室利用外部空氣或與含塵氣體相反方向的空氣通過濾袋將粉塵降到灰斗中，在這種除塵方式下，一方面方向的除塵氣流對粉塵塊有直接影響；在空氣的流動發(fā)生變化的時候，會使得塵粒下降。在對以上的方式進(jìn)行仔細(xì)的分析以后，確定了清灰方式為脈沖清灰。4.3.2袋式除塵器的特點袋式除塵器的優(yōu)點：1.袋式除塵器對特別細(xì)微的顆粒物的除塵手段很高，效率可以達(dá)到很高。2.不因粉塵顆粒的種類、粉塵濃度的高低影響除塵效率。 3.袋式除塵器運(yùn)行時非常好的，對風(fēng)量的處理是非常大的。4.3.2袋式除塵器的主要技術(shù)參數(shù)表3LCPM96-6-2700側(cè)噴脈沖除塵器性能參數(shù)除塵器性能參數(shù)濾袋長度/mm2700濾袋數(shù)/條96分室數(shù)/個6過濾面積/m.min-196處理風(fēng)速/m.min-11-3處理風(fēng)量/m3.h-15760-17280設(shè)備阻力/kpa0.6-1.2除塵率/%≥99.5耗氣量/m30.15電動機(jī)功率/kw1.5外形尺寸/長×寬×高/mm2519×2042×4399設(shè)備重/kg4320脈沖噴吹除塵器效率校驗除塵器效率為99.5%根據(jù)除塵器效率公式： η=Ly式中：L—除塵器處理的空氣量，m3/sy1—除塵器進(jìn)口的空氣濃度，g/y2—除塵器出口的空氣濃度，g/根據(jù)已知，進(jìn)口濃度為0.7g/s,處理風(fēng)量為1.075m3/s根據(jù)式4-1計算，0.995=（1.075×0.7—1.075×y2）/（1.075×0.7所以y2=0.035g/m3=3.5g/經(jīng)過一定的計算以后，該除塵器符合大氣污染標(biāo)準(zhǔn)，所以脈沖噴吹清灰符合標(biāo)準(zhǔn)。4.3.3袋式除塵器的主要性能設(shè)計1.濾袋的排列和間距濾袋的排列方式分為三角形排列和正方形排列兩種。其中，三角形的排列的話占地不是很大，但是三角形排布往往會使得除塵器內(nèi)部的空氣流通不好而且給檢修帶來不便，本次采用正方形排布圖4.1濾袋的排列2.確定除塵單元與分室數(shù)目濾袋式除塵的數(shù)量直接影響到除塵器的運(yùn)行效果，如果隔室數(shù)量太多，則在除塵過程中其他隔室的過濾負(fù)荷會增加太多，過多的隔室會導(dǎo)致控制閥和其他部件增加。這將降低除塵器的運(yùn)行可靠性，增加維護(hù)工作量。3.確定除塵器的過濾方式我們一般可以吧袋式除塵器分為內(nèi)濾式和外濾式兩種類型。。在本設(shè)計中我們主要選擇為內(nèi)濾式，當(dāng)含有粉塵的氣流從袋子內(nèi)部向外部流時，粉塵積攢在了袋子的內(nèi)表面，優(yōu)點是濾袋的外表面是干凈的氣體，方便與維護(hù)和更換濾袋。4.進(jìn)氣方式在本次設(shè)計中主要采用的是下進(jìn)風(fēng)式袋濾塵器，下進(jìn)風(fēng)式比上進(jìn)風(fēng)更合理，而且設(shè)備的安裝及維護(hù)檢修較方便。4.4本章小節(jié)本章主要對除塵器進(jìn)行了分析比較和選用，經(jīng)過對除塵器的性能指標(biāo)和焊接煙塵的分析，對除塵器的方案進(jìn)行了確定，選擇了袋式除塵器。然后又對袋式除塵器進(jìn)行了詳細(xì)的分析。5風(fēng)機(jī)的選用5.1通風(fēng)機(jī)的類型以及選用風(fēng)機(jī)是通風(fēng)除塵系統(tǒng)的動力，它推動含塵空氣沿著一定的方向運(yùn)動，是通風(fēng)除塵的重要組成部分。葉片式風(fēng)機(jī)在通風(fēng)工程中應(yīng)用較為廣泛，這類風(fēng)機(jī)依靠工作葉輪和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將能量傳給流體，增加流體的能量。主要的通風(fēng)機(jī)是下列幾類：離心式通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)主要是通過電動機(jī)為其提供機(jī)械能，從而帶動葉輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)入通風(fēng)機(jī)內(nèi)部的焊煙的壓力和速度都會進(jìn)行改變，并在葉片繞軸轉(zhuǎn)動的離心作用下將氣體排到風(fēng)機(jī)的外面，主要結(jié)構(gòu)如4.1所示圖4.1離心式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)把葉輪放在外殼里面，將進(jìn)入到筒內(nèi)的氣體進(jìn)行作用后輸出。它的安裝比較簡單，一般是安裝在墻上或者連接風(fēng)管，它的排風(fēng)方向是順著軸的方向直排，排風(fēng)方向是垂直進(jìn)入風(fēng)口的。如下圖所示：圖4.2軸流風(fēng)機(jī)通過對上面兩種通風(fēng)機(jī)的對比選用，最后總結(jié)出離心式通風(fēng)機(jī)的特點：（1）在離心的作用下，它的工作效率比較高。（2）工作時候的隔音比較好，抵抗沖擊和振動的能力比較強(qiáng)。（3）應(yīng)用場合比較多，應(yīng)用廣泛，對很多場合都能夠應(yīng)用。（4）使用時間很長，葉輪裝在殼體里面。受雜質(zhì)影響較少，不容易實效。（5）綜合以上特點選用離心式通風(fēng)機(jī)，以下是離心式通風(fēng)機(jī)圖4.3離心通風(fēng)機(jī)裝配圖5.2離心式通風(fēng)機(jī)的參數(shù)計算離心式通風(fēng)機(jī)的主要性能有以下幾種：1.風(fēng)量風(fēng)量是氣體通過風(fēng)口的體積流量大小，以符號q表示，單位為m3/s或者2.風(fēng)壓風(fēng)壓是指在一定單位體積內(nèi)的氣流經(jīng)獲得的能量，以HT表示，單位為J/m3=由于它的壓力比較低下，可得出風(fēng)機(jī)的壓力為： HT=Z為使用上的方便，習(xí)慣上以1m2 HT=ρ上式中ρg（Z2?Z HT=p3.軸功率與效率離心式通風(fēng)機(jī)的軸功率 N=HT式中N—軸功率，Kw；q—風(fēng)量，m3HT—風(fēng)壓或全風(fēng)壓，N/mη—效率，因按全風(fēng)壓定出，故又稱全壓效率。用上式計算軸功率時，式中的q與HT風(fēng)機(jī)的軸功率與輸送的密度有關(guān)，若輸送的氣體不同，可按照下式計算： N，=N式中N，N—氣體密度為1.2kg/m3時的軸功率，Kw因此，風(fēng)機(jī)的全壓效率符合下列關(guān)系，即 η=HT與離心通風(fēng)機(jī)相匹配的電動機(jī)的功率計算： (5.9)由焊接房的工作條件可得，要使離心式風(fēng)機(jī)正常能夠轉(zhuǎn)動，要被袋式除塵器能夠正常的工作，具有較高的工作效率，電動機(jī)的傳遞功率不能低于0.228KW,而且電動機(jī)要穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為了讓焊接房正常的工作，所以本次選用的電動機(jī)功率為0.75KW的交流異步電動機(jī)，為了避免工作時產(chǎn)生設(shè)備的振動，導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，所以在電動機(jī)裝了架子，在通風(fēng)機(jī)底部也裝了架子，來保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。該電動機(jī)運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，可以保證系統(tǒng)能夠正常的工作。電動機(jī)在選用的時候，首先應(yīng)能夠配合所選用的離心式電動機(jī)。離心式電動機(jī)與直流的電動機(jī)比較，工作的效率高一點，結(jié)構(gòu)也比較簡單、可靠牢固，體積很小，質(zhì)量比較輕，相對的來說成本比較低。5.3離心式通風(fēng)機(jī)的功能分析 本次系統(tǒng)中的離心通風(fēng)機(jī)，主要結(jié)構(gòu)是由主軸、鎖緊母、擋油圈、軸承端蓋、葉輪、外殼、集流器、連軸器組成，以下是具體的各部分：集流器：集流器是以一定的氣流大小進(jìn)入葉輪的，進(jìn)氣的管道主要是下列幾種類型。如圖4.3所示：圖4.3集流器形式（a）圓柱形（b）圓錐形（c）弧形（d）錐柱形（e）弧筒形（f）錐弧形機(jī)殼：主要是為通風(fēng)機(jī)的外殼，截面為矩形。殼體出口的氣流速度仍然很高，為了有效地利用氣流能量，在渦輪出口安裝了擴(kuò)散器。由于殼體出口在慣性作用下向后輪轉(zhuǎn)動方向傾斜，所以通常使擴(kuò)散器沿偏轉(zhuǎn)方向延伸。流經(jīng)離心風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的流量。一般情況下，袋螺旋舌的風(fēng)機(jī)效率高，壓力越大，即可橫截面越呈方形和圓形，可以滿足不同的工作要求。主軸：它是離心式通風(fēng)機(jī)中傳遞轉(zhuǎn)矩的部分，用來傳遞運(yùn)動和動力，支撐它所連接起來的回轉(zhuǎn)部件。在本次設(shè)計中，它的主要作用是把風(fēng)機(jī)的底座部分和葉片連接起來，在離心式通風(fēng)機(jī)里面主軸是不一樣的，所以在加工的，機(jī)床提高一定的高度，而且在離心式通風(fēng)機(jī)工作的過程中，主軸既有軸向移動，又有徑向移動。一般情況下，軸肩和軸環(huán)可以對軸向位移進(jìn)行固定，軸肩和軸環(huán)的計算為：

第二種是采用擋圈和固定螺釘。而對于周向固定，可以采用鍵連接、過盈配合連接、銷釘鏈接等。對于軸的材料的選取也十分重要，有碳素35、45等。采用淬火加高溫回火處理。軸的設(shè)計計算公式為：(5.8)其中，[τ]—許用剪切應(yīng)力(MPa)；d—軸徑(mm)；p—軸傳遞的功率(kw)；n—軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；c—軸在承受彎矩時的因數(shù)。最后，要對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中得，軸的強(qiáng)度校核式為：(5.9)其中，M—軸所承受的彎矩；如下圖4.3所示為離心式通風(fēng)機(jī)的主軸。圖4.4離心通風(fēng)機(jī)的主軸鎖緊螺母：它是一種鎖緊裝置，用于防止松動場合，在本次設(shè)計中，主要用來防止松動，在離心通風(fēng)機(jī)中，主要是為了電動機(jī)帶動它轉(zhuǎn)動時發(fā)生松動。本次課題所采用的鎖緊螺母如下圖4.5所示。圖4.5鎖緊螺母葉輪部裝：本次設(shè)計的焊接房環(huán)保裝置主要能起到環(huán)保作用，離不開離心式通風(fēng)機(jī)，而離心通風(fēng)機(jī)能夠進(jìn)行升壓和通風(fēng)，都是葉輪的作用。葉輪是離心式通風(fēng)機(jī)的心臟部分，直接將能量傳輸給氣體，它的尺寸和形狀直接影響著通風(fēng)機(jī)的性能。但葉輪的制造工藝特別簡單，工藝性質(zhì)不是太難。圖4.5葉輪部裝殼體：殼體的任務(wù)是將渦輪流出的氣體導(dǎo)入殼體出口，并將氣體的部分動能轉(zhuǎn)換為靜壓。為了便于制造，風(fēng)機(jī)的截面一般是矩形。機(jī)殼是由進(jìn)風(fēng)口部和蝸牛形的外殼及口部組成。是一種可以傳遞葉輪部裝部分進(jìn)來的氣體，還能把他們送到出風(fēng)口。其中，殼體口部的主要作用是防止流體在型腔內(nèi)反復(fù)流動，它的結(jié)構(gòu)對整個風(fēng)機(jī)組的性能影響非常大。在設(shè)計和加工的時候，時刻注意精度要求。殼體如下圖4.6所示壓力可以計算為：(5.10)式中：p1，p2—風(fēng)機(jī)殼體部分的進(jìn)入的輸出的氣體的壓力(pa);v1、v2—分別是進(jìn)入和輸出的氣體的流速(m/s);圖4.6機(jī)殼皮帶輪：皮帶輪主要用于兩軸之間的連接，可以使用尺子向兩者之間的間距進(jìn)行靠近，如果兩個輪子的間距相等，說明兩個輪子之間的距離相等，說明了兩個輪子之間完成了對正，如果沒有對正，則需要對兩輪之間的角度進(jìn)行修正，以下圖4.7是皮帶輪的設(shè)計：圖4.7皮帶輪為了對離心式通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)進(jìn)行固定，避免在工作時產(chǎn)生機(jī)械振動，導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，引起系統(tǒng)不能正常工作。因此，在離心式通風(fēng)機(jī)和電機(jī)的下部設(shè)置支架。使的離心式通風(fēng)機(jī)在工作的時候能保持穩(wěn)定。如下圖所示。由于底部支架的存在，使得系統(tǒng)在工作的時候具有一定抵抗沖擊和抵抗振動的作用，能夠穩(wěn)定整個系統(tǒng)，保證焊接房環(huán)保系統(tǒng)穩(wěn)定工作。底部的支架由四塊槽鋼拼合而成，可以使離心式風(fēng)機(jī)更加穩(wěn)定，牢固可靠。本節(jié)內(nèi)容主要根據(jù)袋式除塵器的特點，最終選定為離心式通風(fēng)機(jī)，并且選定與本次風(fēng)機(jī)匹配的電動機(jī)。離心式通風(fēng)機(jī)安裝應(yīng)該注意的問題：1.離心式通風(fēng)機(jī)的振動故障離心式通風(fēng)機(jī)在工作過程中振動是一種很平常的故障，主要是風(fēng)機(jī)葉輪不平衡、軸承中心調(diào)整的不到位，大多數(shù)情況下通風(fēng)機(jī)的振動都是由于機(jī)身不平衡造成的。2.發(fā)熱故障離心式風(fēng)機(jī)在工作的時候，很有可能的是軸承缺少潤滑油，潤滑油的質(zhì)量不是太好，內(nèi)部有殘留的物質(zhì)，通風(fēng)機(jī)的軸與電動機(jī)的軸對正不正確，以上的原因是大概率產(chǎn)生通風(fēng)機(jī)發(fā)熱的主要原因。3.離心式通風(fēng)機(jī)的皮帶跳動離心式通風(fēng)機(jī)在工作一段時間以后，皮帶產(chǎn)生的最可能的原因是皮帶的距離不是斷了就是長了，對于皮帶跳動的原因可以對皮帶進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喍袒蛘邔ζУ拈g距進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，這樣就能有效的改善皮帶跳動的問題。6通風(fēng)管道的設(shè)計6.1管道的布置及其材料和斷面形狀的選擇6.1.1管道的布置管道的布置是除塵通風(fēng)系統(tǒng)最重要的部分，管道的布置應(yīng)該從系統(tǒng)的布置出發(fā)，考慮到整個車間，要進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，力求簡單一點，盡量縮短管道，減少占地面積，節(jié)約資金，方便與安裝，有問題的時候可以進(jìn)行一定的調(diào)整。管道布置的一般原則：1.管道的布置盡量要求簡單，管道的布置應(yīng)該劃分成一個完整的系統(tǒng)，不能按照自己的考慮進(jìn)行隨意的安裝，少占用空間，方便與安裝和檢修。2.管道的安裝應(yīng)清晰，盡量進(jìn)入人的視線，管道之間盡量不要交叉。3.管道支撐的原則：管道、閥門不應(yīng)直接支撐在設(shè)備上，應(yīng)設(shè)置單獨的支吊架，支架上應(yīng)設(shè)置管道支架；管道焊縫的布置應(yīng)便于施工和減少應(yīng)力，焊縫不得位于支架上。4.管道聯(lián)接的原則。易于維護(hù)、安裝和連接的管道提供足夠數(shù)量的法蘭，主要由焊工進(jìn)行；應(yīng)為主要采用螺栓連接的管道提供足夠數(shù)量的撓性接頭。5.吸塵的點位不能太多，這樣的話有利于各個管件之間的阻力平衡。6.管道的直徑一般小一些，這樣的可以防止風(fēng)管堵住。除塵管道除了上述的原則外，還應(yīng)該滿足以下的要求：1.管道最好焊接行成垂直或者傾斜一定的角度進(jìn)行放置。2.為了減少風(fēng)機(jī)的磨損，當(dāng)氣體中的粉塵濃度特別高時，3.支管與水平管或傾斜的干管連接時，應(yīng)從上方或側(cè)面連接，三角形管之間的夾角一般不大于30°。6.1.1管道的材料和斷面形狀的選擇除塵系統(tǒng)管道的材料主要是由普通一點的材料和經(jīng)受住磨損的材料。在風(fēng)機(jī)的吸入口裝上凈化系統(tǒng)。（1）除塵管道最常用的材料是鋼材，穩(wěn)定，可靠，價格特別低，方便安裝。（2）耐磨材料主要包括鋼材，合金材料、硅化材料，因為在管道的磨損為磨粒磨損，材料和本身堅硬程度的大小有一定的關(guān)系。因此，在本次設(shè)計中對于鋼材的選擇，我們主要選擇Q235鋼板。對于不同的管道形狀，可以按照需要進(jìn)行選擇，選擇適合本次的管道材料來進(jìn)行設(shè)計。斷面形狀的選擇：管道的橫截面形狀為圓形和矩形。圓形壓力損失較小，在同一截面內(nèi)節(jié)省材料，小直徑圓管易于制造，易與絕緣，但圓形管系統(tǒng)管件的調(diào)整和矩形管的加工比較困難，布置不易協(xié)調(diào)。管道的斷面形狀又圓形和矩形兩種。兩者相比，在相同的斷面積時圓形管道的壓損小些，材料節(jié)省些。圓形管道直徑較小時比較容易制作，更容易保溫。但圓形管道系統(tǒng)管件的放樣、加工較矩形管道有點困難。布置時候不易于建筑協(xié)調(diào)，明裝時不易布置得美觀。矩形管道不僅有些面積小，而且其四角的渦流是造成壓力損失、噪聲、振動的原因。當(dāng)管徑較小，流速較高時，大都采用圓形管道，比如除塵器，輸送高溫?zé)煔獾臅r候，矩形管道要比圓形管道高。而且，當(dāng)管道斷面尺寸大時，為了利用好焊接房的空間，通常采用矩形管道REF_Ref72015769\r\h[19]。經(jīng)過對比以后，本次設(shè)計采用矩形管道。6.2管道的設(shè)計計算（1）繪制通風(fēng)除塵系統(tǒng)的軸側(cè)圖，對各段進(jìn)行標(biāo)號，標(biāo)注各段的長度和風(fēng)量。圖6.1通風(fēng)除塵系統(tǒng)軸測圖（2）確定合理的空氣流速風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速對系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能影響很大，流速高，風(fēng)道截面小，材料消耗低，施工成本低；但該系統(tǒng)阻力大，功耗高，運(yùn)行成本高。對除塵系統(tǒng)會增加設(shè)備的管道的損耗。流速低，阻力小，動力消耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費用都要增加。對除塵系統(tǒng)，流速過低會使粉塵沉積堵塞管道。因此，合理的確定空氣流速是很重要的，因此焊接廠產(chǎn)生的電焊接煙塵主要為金屬氧化物REF_Ref71481987\r\h[18]，所以通過下表：表6.1和表6.2表6.1一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速風(fēng)管部位生產(chǎn)廠房機(jī)械通風(fēng)民用及輔助建筑物鋼板及塑料風(fēng)管磚及混凝土風(fēng)道自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)干管6-144-120.5-1.05-8支管2-82-60.5-0.72-5表6.2除塵通風(fēng)的最低空氣流速粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉裝的粘土和砂1113鐵和剛（屑）1923耐火泥1417灰土、沙塵1618重礦物粉塵1416鋸屑、刨屑1214輕礦物粉塵1214大塊干木屑1415干型砂1113干微塵810煤灰1012燃料微塵14-1616-18濕土1518大塊濕木屑1820鐵和剛（塵末）1315谷物粉塵1012棉絮810麻（短纖維粉塵、雜志）812水泥粉塵8-1218-22由表1和表2可得出管道的最小風(fēng)速為15m/sREF_Ref71481987\r\h。計算管道的直徑和壓力損失管段1-2：根據(jù)流量Q1=3870m3/h,v=13m/s,查《全國通用通風(fēng)計算表》（下稱《計算表》）第67頁表7得d1?2=300mm,λ/d=0.0613,實際流速為v=15.5m/s,動壓頭w為?P1?2=L?管段2-3：根據(jù)流量和Q1一樣是3870m3/h，v=15m/s,查《計算表》第67頁表7得出d2?3=300，λ/d=0.0613,實際流速為v=15.5m/s,動壓頭w為144Pa?P管段3-4：和以上的氣流量一樣?P管段5-6、7-8中的氣流量和管段3-4中的氣流量相同，選擇d5?6，d6?7均為300mm,λ/d=0.0613,?P5?6?P（4）局部壓損計算管段1-2集氣罩ξ=0.12插板閥全開啟ξ=0彎頭：α=90°R/d=1.5查《供暖通風(fēng)設(shè)計手冊》（下稱“手冊”）。ξ=0.18直流三通：α=30°F1+F2≈F3查手冊得局部壓損系數(shù)：Q2Q1=38703870ξ1=0.33Δ管段2-3彎頭2個，α=90°，R/d=1.2,查“手冊”得ξ=0.16ΔP管段5-6彎頭2個，α=90°，R/d=1.5,查“手冊”得ξ=0.18?P管段7-8漸擴(kuò)管選F1/F0=1.5,α=30°,查手冊，得ξ0=0.13（對應(yīng)F0的動壓），把ξξ1風(fēng)帽選h/D0=0.5,查“手冊”，得ξ=?P6.2本章小節(jié)本章主要對通風(fēng)管道進(jìn)行了設(shè)計，對管道的布置進(jìn)行了說明，然后又對斷面形狀進(jìn)行了選擇，還有繪制出了管道的軸側(cè)圖，對管道的各個部分進(jìn)行了設(shè)計計算，確定了合理的空氣流速，計