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：
四周加挡板 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（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=1.4 P=2*（1+3.5）=9m H=1m Vx=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=500/1000000 Kg/m3 ξ=2.34 v=3.488/（2.4*1.06）=1.293m/s ξ——集气罩局部阻力系数，一般取=2.34 ρ——污染气流的气体密度，Kg/m3 v——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.