大气课程设计
大气污染课程设计---设计计算书 （一）集气罩设计计算
集气罩设为天圆地方或圆台型，且都设为无边，则应满足下列条件： F ? 16f D ? 4d L ? 3d d / E > 0.2 , 1.0 < D/E < 2.0 , H / E < 0.7 , u / E ? 2.5 其中，d 代表风管的特征尺寸（圆形为直径，矩形为短边） 为集气罩的特征尺 ，D 寸（圆形为直径，矩形为短边） 为风管的横断面积，F 为罩口面积，E 为污染 ，f 源特征尺寸（圆形为直径，矩形为短边） 为集气罩的长度，H 为集气罩距离污 ，L 染源的垂直距离，u 为侧吸罩边至污染源的距离。 （参考书目： 《三废处理工程技 术手册之废气卷》 P578） 1、大白合金锅
a.集气罩的结构尺寸设计： 集气罩采用全密闭式，罩口设为圆形，风管截面设为圆形。 E 为 450mm，则根据上述应满足条件得：d>90mm , 450mm
a.集气罩的结构尺寸设计： 集气罩采用侧吸台上式，罩口设为矩形，风管截面设为圆形。 E 为 450mm，则根据上述应满足条件得：d>90mm , 450mm
X= D 短 ? 300
2
2
? 0.42 [m] (集气罩几何中心与控制点的距离)
Ｑmin=0.75 ? (10X2+F) ? Vx =0.75 ? (10 ? 0.422+0.45) ? 5 =8.30[m3/s] Ｑ设计=Ｑmin ? 1.1=9.133[m3/s ] （参考书目： 《三废处理工程技术手册之废气卷》P580 表 17-8）
3、预热炉
a.集气罩的结构尺寸设计： 集气罩采用上部伞形罩(热态低悬罩)，罩口设为方形，风管截面设为圆形。 E 为 400mm，则根据上述应满足条件得：d>80mm , 400mm
(f 为风管的横断面积, f=( ? /4) ? d2), 取 H=300mm
00mm b.流量计算： B= D 短边 +0.5H(罩口实际宽度)=0.75[m] W= D 长边 -0.5H(罩口实际长度)=0.75[m]
? t=（900-25）OC
（热源与周围温度差）
Ｑmin=221 ? B3/4 ? ( ? t)5/12 =[221 ? 0.753/4 ? (900-25)5/12]/3600 =0.85[ m3/s] Ｑ设计=Ｑmin ? 1.1=0.936[ m3/s] （参考书目： 《三废处理工程技术手册之废气卷》P581 表 17-8）
4、离心浇铸台
a.集气罩的结构尺寸设计： 集气罩采用侧吸式，罩口设为圆形，风管截面设为圆形。 E 为 90mm，则根据上述应满足条件得：d>18mm , 90mm
= (10 ? 0.152+0.00785) ? 5 =1.16[ m3/s] Ｑ设计=Ｑmin ? 1.1=1.28[ m3/s]
5、小白合金锅
a.集气罩的结构尺寸设计： 集气罩采用全密闭式，罩口设为方形，风管截面设为圆形。 E 为 250mm，则根据上述应满足条件得：d>50mm , 250mm
短 边
图 纸 号
1
大白合金 锅 第一浇注 工作台
全密闭式
5
0.196
0.9815
2
=600
mm 5 0.45 8.3
D
长 边
3
第二浇注 工作台
=750mm L=300mm Ｈ=0，u=0 d=250 mm , D 短边=600
4
预热炉
上部伞形 罩
--
0.049
0.85
mm , D 长边 =900mm ， L=400mm， u=0
2
离心浇注
侧吸式
5
0.00785
1.16
d=150 mm ,
机
D =100 mm ,L=250m m,Ｈ =50mm， u=50mm d=150 mm ,
6
小白合金 锅
D 短边=D 长边= 全密闭式 5 0.204 1.02 450mm , H=0, L=200mm
（二）管道的设计计算 管道的设计计算首先需要选择适当的流速， 在已知流速和流量 的条件下，就可以确定管道的断面尺寸，同时还应当计算出管道 的压力损失，管道内气体流动的压力损失有两种，一种是由于气 体本身的粘滞性及其与管壁摩擦而产生的压力损失称为摩擦压 力损失或沿程压力损失； 另一种是气体流经管道系统中某些局部 构建时，由于流苏大小和方向改变形成涡流而产生的压力损失， 称为局部压力损失。 摩擦压力损失和局部压力损失之和即为管道 系统总压力损失。
管道布置初步设计
（2）根据系统各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸。 已知上端管道高度为 3m，管道沿程阻力阻力系数为 0.02，弯管阻力系数为 0.1，管 道内气体密度为 2.28kg/m3 损失系数为 0.1
，
?P（风机） 10 *1*10^3 / 1000 * 9.8 ? 98 Pa ，集气罩压力 ?
d ?
4Q ?vg
式中， d 为管段内径，m
Q 为含尘气体流量，m3/s
vg 为管道内含尘气体流速，m/s
A.大白合金锅 d ?
4Q ? ?vg
4 x1.08 ? 0.525m 3.14x5 4Q ? ?vg 4 x 9.133 ? 1.525m 3.14 x 5
B.第一，二浇铸工作台 d ?
C.预热炉 d ?
4Q ? ?vg
4 x0.936 ? 0.488m 3.14x5 4 x1.28 ? 0.571m 、 3.14x5 4 x1.122 ? 0.535m 3.14 x 5
D.离心浇注机 d ?
4Q ? ?vg 4Q ? ?vg
E.小白合金锅 d ?
（3）确定管道的压力损失。压力损失计算应从最不利环路开始，压力损失包括含尘气 体和管壁摩擦而引起的摩擦压力损失，以及含尘气体在经过各种管道附件或遇到 某种障碍而引起的局部压力损失。
?p = ?pl + ?pm
式中， ?p 为管道的总摩擦损失，Pa
?pl 为摩擦压损 ，Pa ?pm 为局部压损，Pa
A.大白合金锅
?p1 ? l * * ? ?p (风机） 105.82Pa ? d 2
? ?v 2
? ?v 2 ?p 2 ? l * * ? 2 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 111.52Pa ? d 2
B.第一浇铸工作台
? ?v 2 ?p1 ? l * * ? ?p (风机） 98.79Pa ? d 2
?p 2 ? l * * ? 3 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 107.34Pa ? d 2
C.第二浇铸工作台
? ?v 2
? ?v 2 ?p1 ? l * * ? ?p (风机） 98.56Pa ? d 2
? ?v 2 ?p 2 ? l * * ? 3 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 107.11Pa ? d 2
D.预热炉
? ?v 2 ?p1 ? l * * ? ?p (风机） 101.50Pa ? d 2
? ?v 2 ?p 2 ? l * * ? 2 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 107.2Pa ? d 2
E.离心浇铸机
? ?v 2 ?p1 ? l * * ? ?p (风机） 101.99Pa ? d 2
? ?v 2 ?p 2 ? l * * ? 3 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 110.54Pa ? d 2
F.小白合金锅
?p1 ? l * * ? ?p (风机） 104.49Pa ? d 2
? ?v 2
? ?v 2 ?p 2 ? l * * ? 2 * ??v 2 / 2 ? ?p (风机） 110.19Pa ? d 2
（4）对并联管道进行压力平衡计算。两分支管段的压力差应满足小于 10%，根据这一要求 调整支管管径平衡压力。 D2=D1(
?p1 0.225 ) ?p 2
式中，D2 为调整后的管径，mm D1 为调整前的管径，mm
?p1 为管径调整前的压力损失，Pa ?p 2 为压力平衡基准值，Pa
（a）并联管道①②压力平衡:
?p1 =105.82Pa,
?p 2 =111.52 Pa ,
?p 2 ? ?p1 =5.1℅<10℅ ?p 2
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为: d=0.55m (b) 并联管道③④压力平衡:
?p1 =98.79 Pa,
?p 2 =107.34Pa ,
?p 2 ? ?p1 =8.0℅<10℅ ?p 2
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为: d=1.55m (c) 并联管道⑤⑥压力平衡:
?p1 = 98.56Pa,
?p 2 =107.11Pa ,
?p 2 ? ?p1 =8.0℅<10℅ ?p 2
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为: d=1.55m (d) 并联管道⑦⑧压力平衡:
?p1 =101.50Pa,
?p 2 =107.2Pa ,
?p1 ? ?p 2 =5.3℅<10℅ ?p1
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为: d=0.5m (e) 并联管道⑨⑩压力平衡:
?p1 =101.99Pa,
?p 2 =110.54Pa ,
?p1 ? ?p 2 =7.7℅<10℅ ?p1
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为:d=0.6m (f) 并联管道⑾⑿压力平衡:
?p1 =104.49Pa,
?p 2 =110.19Pa ,
?p1 ? ?p 2 =5.2<10℅ ?p1
节点压力平衡,不需要采用调整管径方法,进行压力平衡调节. 管径为:d=0.55m
(三)风机的选择计算 除尘系统的总压力损失是管道压力损失和各设备压力损失之和。 在进 行管道系统压力损失的估算时,管道压力损失只包括排风罩的压力损失,不包 括净化设备的压力损失。
(1) 风量 选择风机的风量应按下式计算: Q0=Q(1+K1)=44321.1(1+0.15)=50959.61m3/h 式中 Q0----风机的风量, m3/h Q----系统的排风量, m3/h K1---风管漏风所附加的安全系数,取 0.15 (2) 风压 选择风机的风压按下式计算:
△P0=△P(1+K2)= (1+0.16)= 709.11[Pa] △P =△P1+△P3+△P5+△P7+△P9 +△P11 =611.3[Pa] 式中 △P0----风机的风压, Pa △P----管道计算的总压力损失, Pa △Pi---风机阻力, Pa K2-----考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数.取 0.16 (3) 根据上述风量及风压,在<<大气污染防治技术及工程应用>>P200 表 8-13 中选 取排尘风机 4-68 或 4-79。