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　　《通風(fēng)除塵與氣力輸送》
　　
　　課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
　　
　　一、目的
　　
　　熟悉糧食企業(yè)通風(fēng)和氣力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟，熟練掌握糧食企業(yè)通風(fēng)和氣力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法以及常見設(shè)備的結(jié)構(gòu)、選擇，提高學(xué)生在本學(xué)科的分析和解決實(shí)際綜合應(yīng)用能力。
　　
　　二、要求
　　
　　1、畫出風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算平面圖。
　　
　　2、確定各管路以及除塵器、設(shè)備尺寸規(guī)格等。
　　
　　3、計(jì)算阻力，選擇風(fēng)機(jī)。
　　
　　4、繪制自制管件尺寸圖。
　　
　　三、風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)原則與步驟
　　
　?。ㄒ唬┏龎m風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
　　
　　1、設(shè)計(jì)原則
　　
　　（1）除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)力求布置合理，管路短，不影響工藝操作、運(yùn)輸、交通和自然采光、在滿足吸風(fēng)量和凈化要求的前提下，力求少占建筑空間，投資低和維修方便。
　　
　?。?）在布置風(fēng)網(wǎng)設(shè)備吸塵點(diǎn)時，應(yīng)考慮到使整個吸氣設(shè)備內(nèi)造成負(fù)壓的均勻性，并考慮到灰塵散發(fā)要盡量和氣流運(yùn)動方向相符。
　　
　?。?）除塵風(fēng)網(wǎng)的通風(fēng)機(jī)應(yīng)盡可能安設(shè)在除塵罪后面，并應(yīng)使通風(fēng)機(jī)位于被吸風(fēng)設(shè)備的上方，避免管道下行。當(dāng)采用兩級除塵時，通風(fēng)機(jī)可安裝在兩級除塵設(shè)備之間。
　　
　　（4）剎克龍除塵器并聯(lián)使用時應(yīng)以兩個或四個組成一組，沿墻、柱敷設(shè)。
　　
　　（5）裝設(shè)在車間內(nèi)的除塵器所排出的空氣，如不再繼續(xù)凈化，應(yīng)當(dāng)用風(fēng)管導(dǎo)出室外，出風(fēng)管的管口位置應(yīng)高于建筑物的高度，并加設(shè)風(fēng)帽。
　　
　　（6）經(jīng)凈化設(shè)備排出的灰塵和泥漿，應(yīng)考慮能經(jīng)常可靠地清理和運(yùn)送，以保證除塵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　
　?。?）布置設(shè)備、管道及配件時，應(yīng)為安裝、操作、檢修留有必要的平面與空間位置。
　　
　?。?）為了避免阻塞，除塵管道的zui小直徑不應(yīng)低于80mm。為了減少阻力，風(fēng)管應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)彎，如轉(zhuǎn)彎時其曲率半徑R=（1—2）d（d---管道直徑）。
　　
　　2、設(shè)計(jì)步驟
　　
　?。?）確定機(jī)器設(shè)備或吸點(diǎn)所需的吸風(fēng)量和阻力
　　
　　糧食加工廠中，各機(jī)器設(shè)備本身都是——個“塵源”，因此，要求在盡可能高度密閉“塵源”的前提下，確定設(shè)備吸風(fēng)量和阻力。這是我們進(jìn)行風(fēng)網(wǎng)計(jì)算的一個主要依據(jù)。機(jī)器設(shè)備所需的吸風(fēng)量和阻力是根據(jù)所需完成的工藝任務(wù)和除塵要求來確定的。糧食加工廠中常用設(shè)備的吸風(fēng)量和阻力見教材表或查產(chǎn)品說明書、設(shè)計(jì)手冊等。
　　
　　（2）確定風(fēng)網(wǎng)中各管道的風(fēng)速
　　
　　除塵風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速的選擇，應(yīng)保證灰塵在風(fēng)管內(nèi)不沉積的條件下，盡可能地減少風(fēng)網(wǎng)的阻力損失，并應(yīng)使材料消耗、系統(tǒng)指標(biāo)為*。
　　
　　糧食加工企業(yè)管道風(fēng)速推薦如下：
　　
　　糧倉：u=12--16m／s；
　　
　　清理：u=6---15m／s；
　　
　　礱谷：u=8---16m／s；
　　
　　碾米間：u=8---13m／s；
　　
　　制粉間：u=8--12m／s。
　　
　　通常在糧食加工廠中，除塵風(fēng)管中的風(fēng)速不應(yīng)低下8m／s，以u=10—14m/s為。
　　
　?。?）計(jì)算風(fēng)網(wǎng)各管段直徑
　　
　　根據(jù)流體的連續(xù)方程式，可得風(fēng)量Q、風(fēng)速U、風(fēng)管斷面積F三者之間的關(guān)系為：
　　
　　Q=3600·F·U
　　
　　當(dāng)選用圓截面風(fēng)管時，由上式可以得出風(fēng)管直徑d（mm）的計(jì)算式：
　　
　　d=0.0188（Q/U）1/2
　　
　　實(shí)用中，可直接利用風(fēng)網(wǎng)阻力計(jì)算表來選取d值。
　　
　?。?）選定除塵器的種類、型號并確定除塵器阻力
　　
　　在選擇除塵界的種類時，應(yīng)首先考慮含塵空氣所需凈化的程度，進(jìn)入除塵設(shè)備前空氣的含塵濃度，灰塵粒徑的大小，灰塵的性質(zhì)及回收價值，還需考慮到制作簡單、節(jié)省材料、所占建筑休積小、便于操作和維修。除塵設(shè)備的大小一般根據(jù)所處理的風(fēng)量和進(jìn)口風(fēng)速來確定。除塵器的阻力可按下式計(jì)算：
　　
　　H除=ζH動
　　
　　式中，ζ---除塵器的阻力系數(shù)；
　　
　　H動除塵器的進(jìn)口風(fēng)速的動壓。
　　
　?。?）繪制風(fēng)網(wǎng)草圖和風(fēng)網(wǎng)軸側(cè)圖
　　
　　根據(jù)車間已布置好的工藝平、立、剖面圖，繪制風(fēng)網(wǎng)計(jì)算草圖和軸側(cè)圖，此軸側(cè)圖為450斜軸側(cè)圖，在X，Y，Z三個空間座標(biāo)方向上均應(yīng)按相同比例畫管道或設(shè)備的實(shí)際長度。在畫出風(fēng)網(wǎng)草圖和軸側(cè)圖后，對于集中風(fēng)網(wǎng)，要找出風(fēng)網(wǎng)的主環(huán)路。所謂主環(huán)路指的是：吸風(fēng)量zui大、管道zui長、局部構(gòu)件zui多的zui不利壞路。用此環(huán)路作為計(jì)算風(fēng)網(wǎng)阻力損失的主環(huán)路，其它管路統(tǒng)稱為風(fēng)網(wǎng)的支路，所有支路均應(yīng)與主環(huán)路在節(jié)點(diǎn)處取得阻力平衡。
　　
　?。?）計(jì)算管道的總阻力損失和系統(tǒng)總風(fēng)量
　　
　　由于除塵風(fēng)網(wǎng)的灰塵濃度較小，因此管道總阻力損失的計(jì)算可以按純空氣管道的計(jì)算方法進(jìn)行。
　　
　　空氣在管道中流動時，受到的總阻力H總為主環(huán)路中摩擦阻力和局部阻力兩項(xiàng)之和，即：
　　
　　H總=ΣH沿+ΣH局
　　
　　式中，H總—風(fēng)網(wǎng)總阻力；
　　
　　ΣH沿---主環(huán)路上沿程阻力之和；
　　
　　ΣH局---主環(huán)路上局部阻力之和。
　　
　　系統(tǒng)總風(fēng)量：
　　
　　Q總=ΣQ
　　
　　式中，Q總一系統(tǒng)總風(fēng)量（m3/h）；
　　
　　Q---各吸塵點(diǎn)風(fēng)量（m3／h）。
　　
　?。?）通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇
　　
　?、偻L(fēng)機(jī)的選擇
　　
　　選擇通風(fēng)機(jī)的全壓應(yīng)等于除塵風(fēng)網(wǎng)主環(huán)路總阻力損失的1.1---1.2倍。
　　
　　H風(fēng)機(jī)=（1.1---1.2）H總
　　
　　風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量應(yīng)等于該除塵風(fēng)網(wǎng)各吸塵點(diǎn)風(fēng)量之和再加10％-20％的漏風(fēng)儲備。
　　
　　Q風(fēng)機(jī)=（1.1---1.2）Q總
　　
　　儲備系數(shù)的取值可視風(fēng)網(wǎng)組合情況而定，一般吸塵點(diǎn)少，風(fēng)網(wǎng)簡單時，取小值；吸塵點(diǎn)多，風(fēng)網(wǎng)復(fù)雜時，取大值。
　　
　　根據(jù)H風(fēng)機(jī)和Q風(fēng)機(jī)即可由通風(fēng)機(jī)性能曲線圖、表選擇合理型號、機(jī)號的通風(fēng)機(jī)并確定其轉(zhuǎn)速。
　　
　?、陔妱訖C(jī)的選擇
　　
　　電動機(jī)的軸功率（kw）為：
　　
　　N電=K
　　
　　式中，H、Q—通風(fēng)機(jī)的全壓和風(fēng)量；
　　
　　K---電動機(jī)儲備的系數(shù)；
　　
　　η風(fēng)一通風(fēng)機(jī)的全壓效率；
　　
　　η傳一通風(fēng)機(jī)與電動機(jī)之間的傳動效率。
　　
　　風(fēng)機(jī)所配電動機(jī)的型號和功率一般可從風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本中查取，如果查不到可以通過上式計(jì)算再自行配置。
　　
　?。ǘ饬斔途W(wǎng)路的設(shè)計(jì)計(jì)算
　　
　　1、設(shè)計(jì)原則
　　
　　（1）組合在同一組風(fēng)網(wǎng)中各輸料管的物料性質(zhì)要基本相同。這樣隨氣流一同進(jìn)入?yún)R集管的輕雜和粉塵，可以利用除塵設(shè)備將其收集起來，按其價值進(jìn)行統(tǒng)一整理，避免再分別進(jìn)行復(fù)雜處理。
　　
　?。?）在組合風(fēng)網(wǎng)時，為使各輸料管的阻力達(dá)到自然平衡，應(yīng)盡可能地把輸送量大、阻力損失較大的輸料管，安設(shè)在距風(fēng)機(jī)較近的地方，而輸送量小、且阻力較小的輸料管安設(shè)在離風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的地方，以利于網(wǎng)路的正常運(yùn)行。
　　
　?。?）在組合風(fēng)網(wǎng)時，要盡量考慮氣流的綜合利用，使氣流在輸送物料的同時能起到部分除塵、消雜、分級和冷卻的作用，達(dá)到一風(fēng)多用。在保證工藝流程要求的前提下，盡量減少物料的提升高度和提升次數(shù)。
　　
　?。?）風(fēng)網(wǎng)組合要合理、緊湊、整齊、美觀，便于操作、維修和風(fēng)網(wǎng)測定。
　　
　　2、主要參數(shù)的確定
　　
　　氣力輸送的主要參數(shù)包括輸料量，輸送濃度、輸送氣流風(fēng)速等，這些參數(shù)的正確確定，對于糧食加工廠設(shè)備的選擇和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性有很大影響。
　　
　?。?）輸送物料量
　　
　　在糧食行業(yè)，稀相吸送式各輸料管輸料量的大小是由工藝流程所決定的。但作為計(jì)算依據(jù)的輸料量，應(yīng)該是各輸料管在單位時間內(nèi)通過的zui大輸送量。因此，各輸料量的計(jì)算方法是按工藝設(shè)計(jì)平均物料量再加一定的余量而得。即：
　　
　　G算=αG（kg／h）
　　
　　式中，G---各輸料管的設(shè)計(jì)平均輸送量（kg／h）；
　　
　　α---貯備系數(shù)，考慮到工藝因物料性質(zhì)的變化，操作指標(biāo)的改變等可能引起流量的變化而附加的系數(shù)。一般取α=1．05—1．2。對面粉廠輸送的各種物料，其值見教材。
　　
　?。?）輸送濃度
　　
　　在糧食工業(yè)的裝置中，—般采用的濃度或稱濃度比均它是指單位時間內(nèi)通過輸料管某一截面物料的重量與空氣的重量的比值，即：
　　
　　μ=G/Ga=G/ρaQ（kg／kg）
　　
　　式中，G一單位時間某根輸料管所輸送的物料重量（kg/h）；
　　
　　Ga一單位時間內(nèi)通過某根輸料管的空氣重量（kg/h）；
　　
　　ρa一空氣的重度。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，取ρa=1．2（kg／m3）；
　　
　　Q—單位時間內(nèi)通過某根輸料管空氣的體積流量，簡稱風(fēng)量（m3/h）。
　　
　　濃度是自接關(guān)系到風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量、壓損以及動力消耗的一個重要參數(shù)，—般情況下，輸送濃度越大越經(jīng)濟(jì)。但是，由于糧食工業(yè)受工藝流程和沒備條件的限制，不能選用較高的輸送濃度。因此，在確定輸送濃度時，應(yīng)該根據(jù)廠型、輸送形式、物料性質(zhì)、風(fēng)網(wǎng)壓損平衡，以及沒備和物料的冷卻要求等同素來全面考慮。
　　
　　對于采用各種不同輸送方式的裝置，—般選取的濃度比范圍見教材或查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料。
　　
　?。?）輸送氣流速度
　　
　　裝置中的實(shí)際輸送氣流速度的大小，是根據(jù)理論研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及裝置運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合選取的。輸送速度過高，會造成物料的破碎，增大管件的磨損和動力消耗。輸送速度過低則容易引起掉料、管道堵塞，影響連續(xù)生產(chǎn)：。因此恰當(dāng)?shù)剡x擇輸送風(fēng)速是很重要的。一般情況下，應(yīng)在保證輸送工作穩(wěn)定可靠的前提下，盡量選取低風(fēng)速。
　　
　　輸送物料的氣流速度主要取決于各種物料懸浮速度的大小，糧食行業(yè)各種物判的懸浮速度見教材或查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料。
　　
　　對于糧食加工廠，由于網(wǎng)路比較復(fù)雜，某些設(shè)備效率較低，物料性質(zhì)差異較大，根據(jù)實(shí)測及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推薦采用如下輸送風(fēng)速：輸送毛麥u=18~20m／s；凈麥u=20m／s；濕麥u=22—24m／s；粉間物料u=18-2m／s；大米、糙米、稻谷u=18～20m／s；雜糧u=-20--25m／s，通常水平輸送應(yīng)比垂直輸送的輸送風(fēng)速大2—4m／s。
　　
　　一般輸料管的管徑不小于60mm。
　　
　　3、壓力損失計(jì)算
　　
　　低壓吸送式風(fēng)網(wǎng)的阻力損失，是由空氣和物料的混合物在運(yùn)動過程中，連續(xù)不斷地通過各個部件的阻力組成，其中自了空氣進(jìn)入裝置到卸料器為止的部分，是直接用于輸送的壓損H1。而卸料器以后的部分，物料已經(jīng)卸掉，主要是一些輔助系統(tǒng)的管件和除塵器等的壓損H2。即：
　　
　　ΣH=H1+H2
　　
　　1）直接用于輸送物料壓損
　　
　　H1=H機(jī)+H接十H加十H摩十H彎十H復(fù)十H升十H卸
　　
　　各項(xiàng)壓損的汁算方法見教材。
　　
　　2）直接用于輔助部分壓損
　　
　　H2=H匯+H管+H除
　　
　　H匯+H管，取30---50，依據(jù)管網(wǎng)復(fù)雜程度而定。
　　
　　H除，單獨(dú)計(jì)算后查表確定。
　　
　　4、風(fēng)機(jī)壓力和風(fēng)量的確定
　　
　　考慮到由于網(wǎng)路系統(tǒng)設(shè)備安裝引起的漏風(fēng)量和阻力損失計(jì)算中沒有考慮到的因素在選擇通風(fēng)機(jī)時壓力和風(fēng)量均要附加10％--20%的安全系數(shù)。
　　
　　即要求風(fēng)機(jī)所提供的壓力為：
　　
　　H風(fēng)機(jī)=（1.1—1.2）∑H（mmH2O或Pa）
　　
　　要求風(fēng)機(jī)所提供的風(fēng)量等于各條輸料管計(jì)算風(fēng)量之和，即：
　　
　　Q風(fēng)機(jī)=（1.1—1.2）∑Q（m3/h）
　　
　　根據(jù)H風(fēng)機(jī)和Q風(fēng)機(jī)選擇風(fēng)機(jī)的型號，確定其轉(zhuǎn)速，并計(jì)算其軸功率以及所需電動機(jī)的功率，配置合適的電動機(jī)。