集气罩的设计

课程设计题目学院专业姓名学号指导教师二O年月日目录一、设计总论（1）设计目的....................................5（2）设计原则....................................5（3）设计要求....................................5（4）设计机理....................................7二、设计原始资料................................7三、型号确定（1）集气罩的类型................................9（2）集气罩的选择................................9（3）罩口尺寸的确定..............................11（4）与罩口连接处直管尺确定......................11四、设计计算（1）集气罩排风量的计算...........................（2）集气罩压力降的计算...........................（3）集气罩的排风速度算............................五、课程设计小结..................................六、参考文献.......................................一、设计总论（1）设计目的①控制空气污染物在车间内外扩散②设计局部通风方法，把污染空气捕集起来经净化后排至室外③对集气罩的结构性能的充分掌握④理论与实际相结合，增强实践能力⑤对除尘系统深入了解，提高空间思维能力（2）设计原则①改善有害物质甲苯对工艺和环境污染，尽量减少甲苯排放及危害②集气罩尽量靠近污染源并将其吸收起来③决定集气罩的安装位置和排气方向④决定开口周围的环境条件⑤防止集气罩周围的紊流⑥决定控制风速（3）设计要求①尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内②罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸③罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统④设计应实现原材料、费用最节俭（4）设计机理综述：集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。集气罩口气流流动方式有两种:一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。（1）、吸入气流1.1吸入机理：吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。吸气流断面的速度分布和特点：四四周周加加挡挡板板1.2吹吸气流比较吹气气流呈锥形且流量随距离增加，而吸气流呈椭球面，通过各等速面流量相等，且等于吸入口流量吹气速度与离吹口距离呈反比，吸气与距离平方呈反比吹气作用范围大，吸气作用范围小且能量衰减较快。1.3、吹吸气罩的气流特点二、设计原始资料甲苯浓度500mg/m3,允许的排风速度最大1.5m/s；车间有3个，相距5m。车间平均温度：25℃允许罩内最大负压：25Pa；允许压力损失：1000pa按中国(GB16297-1996)大气污染物综合排放标准最高允许浓度排放环境温度：-9℃当地气压：100KPa净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内三、型号的确定（1）集气罩类型①局部密闭罩②接受式集气罩③整体密闭罩④外部集气罩还有吹吸式集气罩等类型。（2）集气罩的选择总述：集气罩是用以捕集污染气流的。其性能对净化系统的技术经济指标是有直接影响的。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同，集气罩的形式是多种多样的。按罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。本设计中采用吸气式集气罩中的外部集气罩来收集污染气体。由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的侧集气罩。对于外部集气罩排风量的确定多采用控制速度法。（3）集气罩罩口尺寸确定①控制点控制速度Vx的确定本设计中，污染源产生于甲苯，从轻微速度发散到上述相当平静的空气中，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2或表1可得，取0.5~1.0m/s之间。本设计选用vx=0.6m/s。表1外部集气罩控制风速vx有害散发情况vx实例在相当平静的状态下产生极低的扩散速度0.25-0.5某些化学槽的液面蒸发，如去油槽等在较稳定的状态下，产生较低的扩散速度0.5-1.0低速输料机，如检选胶带机；粉料装袋；摩擦压砖机压砖喷漆箱；焊接台；电镀槽及酸洗槽等在空气快速流动的状态下，大量产生有害物1.0-2.5破碎机；高速胶带运输的转运点；物料混合；粉料装卸等在空气流动很快的状态下，有害物以很高的惯性速度扩散2.5-10磨床、砂轮机、磨砖、切砖机、喷砂、喷漆等由于气体只能从侧面流入罩内，我们选用侧吸罩。为避免横向气流干扰，要求H尽可能≤0.3L，可设题中H=0.6m，因此，L≥2.0m，取L=2.4m。吸气流易受横向气流的影响，所以靠墙布置。设墙厚260mm，设污染源中心距离墙中心660mm，因此污染源距墙边B=660-260/2=530mm，由此可知集气罩宽2B=1060mm=1.06m。为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角α不应大于60°，本设计中取α为60°。（4）与罩口连接处直管尺确定本设计中，污染源产生甲苯，属于染料粉尘，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-4可得，水平管速度应在16-18m/s.所以，选择的水平管道断面为长0.5m,宽0.4m的方形管道。四、设计计算（1）集气罩排风量的计算冷过程上部集气罩对于外部集气罩的计算，常用的方法是控制风速法。即有害物扩散时会产生一定的扩散速度，为捕捉、控制有害物，集气罩就必须在有害物扩散地点造成一个吸入速度xv（控制风速），根据这一速度计算出所需的排风量。控制风速的大小与工艺过程及其位置有关。气流从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，要求H≤0.3L（罩口长边尺寸）P——罩口敞开面周长；H——罩口至污染源距离m；K——考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，取K=1.4由题意可知：K=1.4P=2*（1+3.5）=9mH=1mVx=1m/s一个车间排风量：L1=KPHVx=12.6m*m*m/s三个车间总排风量：L2=KPHVx*3=10.46m*m*m/s（2）集气罩压力降的计算压力降计算由题意可得：ρ=500/1000000Kg/m322vPPdξ=2.34v=3.488/（2.4*1.06）=1.293m/sξ——集气罩局部阻力系数，一般取=2.34ρ——污染气流的气体密度，Kg/m3v——通过罩口的气流速度，m/s（3）集气罩的排风速度算五、课程设计小结这次课程设计对我来说真是受益匪浅的。从设计的过程中，我看到了自己的很多不足。比如上网搜索资料这方面，比如文档排版这方面。所以以后这些方面我一定要好好加强。同时我也认识到了理论联系实践的重要性，没有理论知识是不行的，光有理论知识也是不行的。还有特别重要的一点就是，团结就是力量，这话说的很对，单凭个人的力量要完成一个课程设计时很难的，如果同学们一起收集资料，一起讨论研究，什么困难都能克服。然后，就是从这次课程设计的过程中，我们看到了大气污染时多么的严重，因此我们一定要保护环境，保护我们唯一的家园，同样的政府相关部门也应该制定相关制度保护大气环境。在这里也特别感谢老师能给我们这样一个学习锻炼的机会，让我们学着成长!六、参考文献[1].工业防尘专业委员会．工业防尘手册[M]．北京，劳动人事出版社：1987[2].何争光．大气污染控制工程及应用实例[M]．北京，化学工业出版社：2004[3].郝吉明，马广大．大气污染控制工程[M]．北京，高等教育出版社：2008.[4].刘伟，祝凌云．AutoCAD2007中文版自学手册[M]．人民邮电出版社：2007[5]艾华.电炉炼钢车间除尘系统方案设计分析[J].西安重型机械研究所报,2005,09(00):98-02.