抽風(fēng)管路設(shè)計(jì)

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1、某車(chē)間抽風(fēng)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)一．前言焊接煙氣是一種有毒有害的氣體，內(nèi)含有錳、鉻、鎳、硅、氟等化合物，氧化氮和臭氧等。焊接車(chē)間如不采取有效的通風(fēng)措施，焊接工人的身心健康將受到嚴(yán)重的損害，可能引發(fā)塵肺，錳中毒，金屬煙熱等疾病。為了有效改善焊接車(chē)間的空氣狀況，使工作區(qū)達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，減少職業(yè)病患病率，必須對(duì)其進(jìn)行通風(fēng)換氣，排除和稀釋有害物。針對(duì)某焊接車(chē)間的特點(diǎn)，我們特地對(duì)其進(jìn)行以下通風(fēng)管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二．設(shè)計(jì)的已知條件與要求]該車(chē)間長(zhǎng)×寬×高=50×20×6，在長(zhǎng)邊一側(cè)設(shè)置若干個(gè)抽風(fēng)點(diǎn)。抽風(fēng)點(diǎn)為上吸氣罩，罩口離地1.5米，離墻2米，吸風(fēng)總個(gè)數(shù)為（6～12）個(gè)。每個(gè)吸風(fēng)罩吸風(fēng)量相等，各個(gè)吸風(fēng)口由總管匯總

2、至車(chē)間外引風(fēng)機(jī)，經(jīng)30米高煙囪排入周?chē)諝庵?。要求確定每個(gè)吸風(fēng)口吸風(fēng)量及總吸風(fēng)量，各段管路的尺寸，管件尺寸，全系統(tǒng)的壓力損失并選擇風(fēng)機(jī)。三．設(shè)計(jì)方法本設(shè)計(jì)采用局部通風(fēng)方式對(duì)車(chē)間進(jìn)行通風(fēng)換氣。為防止設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害物對(duì)車(chē)間空氣產(chǎn)生污染，往往通過(guò)排氣罩或吸風(fēng)口就地將有害物加以捕集，并用管道輸送到凈化設(shè)備進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，再回用或排入大氣。這就是設(shè)備的局部排風(fēng)。當(dāng)生產(chǎn)中有多臺(tái)這樣的設(shè)備，且每臺(tái)的局部排風(fēng)量不需很大，出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，往往用管道將它們聯(lián)成整體，組成局部排風(fēng)系統(tǒng)，整求的局部排風(fēng)量排風(fēng)。而做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵在于管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一個(gè)系統(tǒng)共用一臺(tái)凈化設(shè)備和風(fēng)機(jī)。在局部排風(fēng)系

3、統(tǒng)中，為了達(dá)到對(duì)有害物的捕集效果目的，要求局部排風(fēng)系統(tǒng)能按各設(shè)備要各設(shè)備局部排風(fēng)量相等即為均勻吸風(fēng)管道系統(tǒng)?？紤]到一般情況，各設(shè)備的局部排風(fēng)量不等時(shí)稱為定量吸風(fēng)管道系統(tǒng)。均勻吸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)過(guò)去采用干管的等速設(shè)計(jì)法或降速梯形設(shè)計(jì)法，對(duì)定量吸風(fēng)管道則采用匯流三通的阻力平衡法，這些方法對(duì)問(wèn)題的分析過(guò)于粗糙，運(yùn)行后風(fēng)量偏差較大，已不適應(yīng)人們對(duì)環(huán)境的要求。本文的局部排風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)方法，對(duì)排風(fēng)管道內(nèi)氣流的能量關(guān)系作了更詳細(xì)的分析，并可進(jìn)行更精確的計(jì)算。運(yùn)行后設(shè)備的排風(fēng)量與設(shè)計(jì)值偏差很小。一．設(shè)計(jì)原理局部排風(fēng)系統(tǒng)的吸風(fēng)支管一端是機(jī)上吸口，另一端在匯流三通處與干管相接，支管氣流與干管氣流在匯流三通處具

4、有公共點(diǎn)稱為兩股氣流的匯合點(diǎn)（如圖1），兩股氣流在匯合點(diǎn)匯合，一般動(dòng)壓是不等的，但其靜壓相等。干管氣流到達(dá)匯合點(diǎn)的靜壓稱為剩余靜壓，它是匯合點(diǎn)的實(shí)際靜壓。吸口與匯合點(diǎn)的靜壓差是支管吸風(fēng)的動(dòng)力。對(duì)于形狀和尺寸給定的支管，只要吸口狀態(tài)和匯流三通匯合點(diǎn)處的靜壓一定，支管的吸風(fēng)量就一定。支管吸口的狀態(tài)以及支管的形狀和尺寸確定之后，根據(jù)風(fēng)量或風(fēng)速，就可求得支管在匯流三通處的靜壓，稱為該支管的計(jì)算靜壓。對(duì)于第I根支管，只要列出吸口斷面與匯流三通匯合點(diǎn)斷面之間的柏努利方程，就可求出它的計(jì)算靜壓。五．設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要考慮捕集裝置和管道系統(tǒng)這兩部分的設(shè)計(jì)。1.捕集裝置的設(shè)計(jì)污染物的捕集裝置通常稱為集氣罩

5、。集氣罩是通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。⑴.集氣罩的基本類(lèi)型確定：根據(jù)車(chē)間氣流流動(dòng)的特點(diǎn)和煙氣特性，本設(shè)計(jì)采用外部采氣罩的上吸型圓形集氣罩。⑵.集氣罩風(fēng)量的確定：根據(jù)集氣罩的經(jīng)驗(yàn)值1200～3000m3/h，本設(shè)計(jì)采用的每個(gè)吸風(fēng)口的吸風(fēng)量為2800m3/h，設(shè)6個(gè)集氣罩，則管道的總風(fēng)量Q總=6Q=6×2800=16800m3/h⑶.罩口面積的確定：根據(jù)工藝設(shè)備及操作要求和吸風(fēng)量，確定罩口的平均吸氣控制速度為1m/s,則罩口面積為：A=Q/V=2800/（1×3600）=0.78m2Φ=（4A/3.14）1/2=（4×0.78/3.14）1/2=1m⑷.擴(kuò)張角確定：為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)

6、張角不宜太大，本設(shè)計(jì)中的集氣罩的擴(kuò)張角為60o。2.管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括管道布置，管道內(nèi)氣體流速確定、管徑選擇、壓力損失計(jì)算，壓力損失平衡計(jì)算，全壓損失匯總以及通風(fēng)機(jī)選擇等內(nèi)容。下面主要給出管徑選擇、壓力損失計(jì)算，壓力損失平衡計(jì)算，全壓損失匯總以及通風(fēng)機(jī)等相關(guān)的計(jì)算。⑴.各管道的管徑和壓力損失的計(jì)算：①管段1～2：據(jù)Q=2800m3/h，v=10.0m/s，查“計(jì)算表”得：d=320mm,λ/d=0.0586實(shí)際流速為v=4Q/3.14d2=4×2800/3.14×(0.32)2×3600=9.7m/s動(dòng)壓=ρν2/2=1.3×（9.7）2/2=61.1Pa則摩擦壓力損失為Δ

7、PL=l×λ/d×ρν2/2=8×0.0586×61.1=28.6Pa各管件局部壓損系數(shù)（查手冊(cè)）為：集氣罩（擴(kuò)張角為60o）：ζ=0.10；90o彎頭（R/d=1.5）2個(gè)：ζ=0.15；90o合流三通：ζ=0.9；調(diào)節(jié)閥：ζ=0.32；∑ζ=0.10+2×0.15+0.9+0.32=1.62則局部壓損ΔPm=∑ζ×ρν2/2=1.62×61.1=99.0Pa該管段的總壓損ΔP=ΔPL+ΔPm=28.6+99.0=127.6Pa根