鑄造車間通風除塵畢業(yè)設(shè)計論文.doc

摘 要本設(shè)計為西安市紅旗鑄造車間的通風除塵設(shè)計。結(jié)合工程，查閱相關(guān)的資料，確定室內(nèi)外的相關(guān)參數(shù)，校核圍護結(jié)構(gòu)的最小熱阻，計算建筑物的圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及建筑內(nèi)的電動設(shè)備的散熱量。根據(jù)暖通規(guī)范的要求，提出了通風除塵系統(tǒng)的設(shè)計方案，并進行管道布置。根據(jù)工藝選擇排風罩罩口形式的，并計算排風量。確定管道斷面形式及尺寸，進行水力計算，選擇凈化設(shè)備和風機的型號。選擇風管的管材及其安裝方式。最后進行夏季校核關(guān)鍵詞: 熱負荷，通風，除塵，水力計算abstracta the design for the red flag foundry in xian is completed dnd ventilation dust removal are designed. combined with engineering and accessde relevant information, the related is determined pheked.the heat comsuption of the palisade structure of the builing and the heat of the electric equipment are calculated. according to standards, the ventilation dust removal system design scheme, and piping layout is puts forword. according to the technology choice is decided , the exhaust air is calculate. pipe section mode and dimensions,by the hydraulic calculation is decidarameters of room inside and outside. the palisade structure minimum thermal resistance is ced, purification equipment and fan models is choosed. the pipes and the installation way duct is chossed. keywords: heating load ，ventilation，dust removal 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項1.設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數(shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它前 言隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，工業(yè)有害物的散發(fā)量日益增加，環(huán)境污染問題越來越嚴重。嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞給經(jīng)濟社會發(fā)展帶來了負面影響。工業(yè)生產(chǎn)過程伴隨著數(shù)以億噸計的有害物排放，這些有害物如果不進行處理，會嚴重污染室內(nèi)外空氣環(huán)境，對人民身體健康造成極大的危害，特別是工礦企業(yè)。所以有效的通風與除塵，不僅可以稀釋或排除生產(chǎn)過程產(chǎn)生的毒害、爆炸氣體及其粉塵，給作業(yè)場所送入足夠數(shù)量和質(zhì)量的空氣，而且可以調(diào)節(jié)作業(yè)場所的溫度、濕度，為作業(yè)人員提供舒適的作業(yè)環(huán)境，提高工作效率，減少人身、財產(chǎn)損失。本設(shè)計為西安市紅旗鑄造廠的通風除塵設(shè)計，建筑面積為6266.34平方米。該建筑主體兩層，一層為清理工部和砂處理工部，二層主要為熔煉工部和造型工部。在設(shè)計中，參考了相關(guān)書籍，力求將工程的要求與理論知識相結(jié)合，在實踐中不斷的改進。設(shè)計時，根據(jù)通風除塵設(shè)計的基本方法和步驟，嚴格按照設(shè)計手冊，并盡可能使經(jīng)濟技術(shù)通風效果來確定設(shè)計方案，最終解決工程實際問題。由于本人知識水平有限，缺乏實踐經(jīng)驗，故設(shè)計中有需要加以改進的地方，還請老師批評指正。目 錄1 基本資料11.1 地區(qū)資料11.2 氣象資料11.2.1室外氣象資料11.2.2室內(nèi)氣象資料11.3 工藝資料11.3.1工作班制11.3.2工藝流程11.3.3有害物介紹21.3.4車間主要設(shè)備表21.4 土建資料31.4.1門窗規(guī)格31.4.2墻體結(jié)構(gòu)31.4.3屋頂結(jié)構(gòu)41.4.4地面結(jié)構(gòu)42 建筑圍護結(jié)構(gòu)熱阻校核52.1外墻（低限）熱阻校核52.2屋頂（低限）熱阻校核63 供暖通風方案確定83.1 供暖通風系統(tǒng)方案確定83.2 排風系統(tǒng)方案確定83.3 送風系統(tǒng)方案確定94 熱負荷及散熱量計算114.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量114.2圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量124.2.1朝向修正耗熱量124.2.2風力附加耗熱量124.2.3高度附加耗熱量124.3冷風滲透耗熱量134.4冷風侵入耗熱量134.5工作工況下圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及其修正134.6工藝設(shè)備散熱量145 局部排風系統(tǒng)設(shè)計175.1 排風量確定185.1.1熔煉工部排風量計算215.1.2清理工段排風量計算225.1.3砂處理工段排風量計算225.1.4制芯、澆注和造型工段排風量計算225.1.5輔助建筑排風量計算235.2排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分245.3凈化設(shè)備（除塵器或凈化塔等）選擇及計算245.4排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）水力計算266 送風系統(tǒng)設(shè)計316.1風熱平衡計算316.2送風管道選擇及送風小室設(shè)備346.2.1管道材料的選擇346.2.2支架的設(shè)置346.2.3 送風小室計算356.3送風系統(tǒng)水力計算386.4局部送風407.夏季車間熱風平衡校核44致 謝49附 錄508基本資料1.1 地區(qū)資料本工程為西安市紅旗精密鑄造廠的通風除塵設(shè)計緯度：北緯34018 經(jīng)度：東經(jīng)108o56 海拔：396.9m大氣壓力 夏季：95.95kpa 冬季：97.87kpa1.2 氣象資料1.2.1室外氣象資料冬季供暖溫度：-5 冬季通風溫度：-1 冬季室外風向：ene,1.7m/s夏季通風溫度：30.7 夏季空氣調(diào)節(jié)溫度：35.21.2.2室內(nèi)氣象資料查文獻5表2-11-2：熔煉工段：12 澆注工段：14 砂處理工段：15造型、制芯工段：15 清理工段：14 落砂工段：121.3 工藝資料1.3.1工作班制每天三班平行工作制，三班內(nèi)均進行造型、澆注、落砂各項工作。全年工作天數(shù)：360天1.3.2工藝流程鑄造工藝可分為三個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。金屬熔煉不僅僅是單純的熔化，還包括冶煉過程，使?jié)策M鑄型的金屬，在溫度、化學成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。為此，在熔煉過程中要進行以控制質(zhì)量為目的的各種檢查測試，液態(tài)金屬在達到各項規(guī)定指標后方能允許澆注。 鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料，如鑄造砂、型砂粘結(jié)劑和其他輔料，以及由它們配制成的型砂、芯砂、涂料等統(tǒng)稱為造型材料造型材料準備的任務(wù)是按照鑄件的要求、金屬的性質(zhì)，選擇合適的原砂、粘結(jié)劑和輔料，然后按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂。 鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后，有澆口、冒口及金屬毛刺披縫，砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子，因此必須經(jīng)過清理工序。有些鑄件因特殊要求，還要經(jīng)鑄件后處理，如熱處理、整形、防銹處理、粗加工等。 1.3.3有害物介紹鑄造車間在生產(chǎn)過程中散發(fā)出大量的粉塵，有害氣體等對勞動者有害的物質(zhì)。鑄造車間產(chǎn)生的有害物質(zhì)種類很多，大致可以分為生產(chǎn)性粉塵和生產(chǎn)性有害物。生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過程中形成的，能較長時間漂浮在生產(chǎn)環(huán)境空氣中的固體顆粒；生產(chǎn)性有害物是指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。在鑄造車間，污染源及產(chǎn)生的污染物種類、散發(fā)量，根據(jù)各自的工藝特點、使用條件等的不同而有所差異。鑄造車間各工段產(chǎn)生有害物的具體情況見下表1-1。表1-1 鑄造車間各個工段產(chǎn)生的散發(fā)物序號工段作業(yè)散發(fā)物種類12345熔煉工段造型澆注和落砂清理工段砂處理工段制芯工段感應(yīng)電爐造型澆注落砂噴丸砂處理系統(tǒng)混砂制芯粉塵、油蒸汽砂 粉塵 蒸汽金屬氧化物 蒸汽 煙氣粉塵 水蒸氣 煙粉塵細粉細粉 粉塵細砂粉塵 粉塵1.3.4車間主要設(shè)備表 表1-2 車間主要設(shè)備表工段名稱設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量熔煉工段3t工頻感應(yīng)電爐gyl125a n=125kw2電爐變壓器室變壓器sj2-10/102清理工段橡膠履帶拋丸清理機q3210a n=24.3kw 1300*1210*3450(mm)4砂處理工段15gn金屬履帶拋丸機q326 n=7.5kw 1300*1210*3450(mm)1顎式破碎機pef-250*400 n=15kw 1108*1142*1392(mm)3混砂機s1114 n=30kw 202818821607(mm)1制芯工段射芯機n=30kw16造型工段造型機z143w n=1.8kw161.4 土建資料1.4.1門窗規(guī)格 門窗規(guī)格見表1-3 表1-3 門窗規(guī)格表門窗編號門窗材質(zhì)門窗尺寸（m）門窗傳熱系數(shù)（w/k）m-1單層鋼門534.65m-2單層鋼門1.52.14.65c-1單層金屬窗3.626.4c-2單層金屬窗4.526.4c-3單層金屬窗1.526.4c-4單層金屬窗1.226.4c-5單層金屬窗2.126.41.4.2墻體結(jié)構(gòu)空心磚墻，厚370mm，內(nèi)表面水泥砂漿抹面厚20mm，外表面保溫砂漿抹面厚20mm,墻體傳熱系數(shù)k=1.08（w/k）。1.4.3屋頂結(jié)構(gòu)20mm水泥砂漿找平面，60mm粒狀高爐熔渣保溫層，25mm大型預(yù)制板，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=1.38（w/k）1.4.4地面結(jié)構(gòu)采用不保溫的貼土地面。2 建筑圍護結(jié)構(gòu)熱阻校核在設(shè)置供暖的建筑物中，要求圍護結(jié)構(gòu)具有一定的保溫性能。所以選用的傳熱系數(shù)要最大限度的滿足其使用要求，衛(wèi)生要求和經(jīng)濟要求。圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足下以要求：內(nèi)表面不結(jié)露；內(nèi)表面溫度過低，即使在相同的室內(nèi)空氣溫度下，人體輻射熱過多，會產(chǎn)生不舒適的寒冷感。能滿足上述要求的就是圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻。 rn /w (2-1)式中 r0min圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，/w供暖室內(nèi)計算溫度tn與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差，; tw,e冬季圍護結(jié)構(gòu)的室外計算溫度，。多層均質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的熱惰性指標d值計算公式: d= （2-2）式中 ri各層材料的傳熱熱阻，/w si各層材料的蓄熱系數(shù)，w/()2.1外墻（低限）熱阻校核圍護結(jié)構(gòu)材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11）確定外墻傳熱系數(shù)查文獻7表2.3和2.4得，外墻內(nèi)表面換熱系數(shù)an=8.7w/(),外墻外表面換熱系數(shù)aw=23 w/()。根據(jù)文獻8（2.7）公式得外墻傳熱系數(shù)為：外墻實際熱阻為2)計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標d。 查文獻7表2.15，該墻屬于類圍護結(jié)構(gòu)，則=-7.92（）查文獻7表2.14，=6，外墻的最小熱阻為根據(jù)（2-1） r0r0,min,該外墻滿足保溫要求。2.2屋頂（低限）熱阻校核屋頂結(jié)構(gòu)材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11）確定屋頂傳熱系數(shù)查文獻7表2.3和2.4得，屋頂內(nèi)表面換熱系數(shù)an=8.7w/(),屋頂外表面換熱系數(shù)aw=23 w/()。根據(jù)文獻7（2.7）公式得屋頂傳熱系數(shù)為：外墻實際熱阻為 2)計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標d。 查文獻7表2.15，該屋面屬于類圍護結(jié)構(gòu)，則=-7.92（）再查文獻7表2.14，=6，外墻的最小熱阻為根據(jù)（2-1） r0r0,min,該屋面滿足保溫要求。3 供暖通風方案確定通風房間的氣流組織主要方式有：上送上排、下送上排和中間送上下排。氣流組織的確定原則:1) 送風口應(yīng)接近人員操作的地點，或者送風沿著最短的線路到達人員作業(yè)地帶，保證送風先經(jīng)過人員操作地點，后經(jīng)污染區(qū)排至室外。2） 排風口應(yīng)盡可能靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，把有害物迅速排至室外必要時進行凈化處理。3） 在整個房間內(nèi)，應(yīng)使進風氣流均勻分布，盡量減少渦流區(qū)3.1供暖通風系統(tǒng)方案確定由于鑄造車間在熔煉和澆注時，會產(chǎn)生大量的熱。所以鑄造車間不設(shè)置采暖系統(tǒng)，利用送風系統(tǒng)承擔全部熱負荷和補風量。對于輔助部分如一層更衣室，砂處理電控室，二層實驗室等采用送風系統(tǒng)承擔補風量，冬季送熱風，夏季利用室內(nèi)空調(diào)進行降溫。二層更衣室，制樣間，氣體儲存室，光譜室，金相硬度室利用窗式換氣扇承擔補風量，并利用空調(diào)對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié).。3.2 排風系統(tǒng)方案確定 凡是在散發(fā)有害物(有害蒸氣、氣體、粉塵)的場合, 為了防治有害物污染室內(nèi)空氣, 必須結(jié)合工藝過程設(shè)計局部排風系統(tǒng)。對于作業(yè)地帶有害物的濃度, 不應(yīng)高于最高允許濃度, 否則亦應(yīng)該設(shè)置局部排風系統(tǒng)進行處理。排風系統(tǒng)的設(shè)置,首先要以不妨礙工藝設(shè)備的生產(chǎn)操作為前提,然后再具體考慮局部排風的措施.排風系統(tǒng)中排風罩的形式對排風效果的好壞起決定作用,因此,必須配合工藝設(shè)備確定適宜的罩口形式及形狀。排風系統(tǒng)的設(shè)計,必須以造價低,排風量小和能最大限度地排除所散發(fā)的有害物為原則,只有在自然排風不能排除有害物或技術(shù)上經(jīng)濟上不合理時,則考慮采用機械排風系統(tǒng)。局部排風系統(tǒng)的劃分原則：當兩種或兩種以上的氣體混合后, 如不會達到爆炸或燃燒的濃度極限時, 則可以合并為一個排風系統(tǒng), 此時不選用防爆通風機。不同的生產(chǎn)流程以及不同時使用的生產(chǎn)設(shè)備,視設(shè)備的數(shù)量以及管線的長短,確定是否組合成一個系統(tǒng)或者設(shè)立單獨系統(tǒng)。凡散發(fā)劇毒性或易燃爆氣體的設(shè)備和場所的均應(yīng)設(shè)立單獨的排風系統(tǒng)。宜將同時運轉(zhuǎn)、生產(chǎn)流程相同、粉塵性質(zhì)相同而且相互距離不大的揚塵設(shè)備的吸風點合為一個系統(tǒng)。對于易凝結(jié)的蒸汽、高溫氣體與顆粒狀粉塵，為防止風管堵塞或兩種不同有害物相混合時，可引起爆炸，燃燒，結(jié)聚凝塊，或形成毒性較強的有害物，均不能合并為一個排風系統(tǒng)。 溫度高于80的氣體，蒸汽和相對濕度在85以上的氣體，屬于高溫高濕性氣體，此類排風系統(tǒng)應(yīng)單獨設(shè)置，不允許與排除一般氣體的排風系統(tǒng)合并。 因此，我將熔煉工部單獨設(shè)為一個系統(tǒng)（c-1），熔煉工部的熔煉變壓器室、電氣間為一個系統(tǒng)（p-1）, 清理工部和砂處理工部劃分為一個系統(tǒng)(c-2)，澆注工部劃分為2個系統(tǒng)（p-3，p-4）.一層更衣室、砂處理電控室和型砂實驗室劃分為一個系統(tǒng)(p-2)。3.3送風系統(tǒng)方案確定自然通風是依靠室內(nèi)外溫差所形成的熱壓，或者室外風力作用在建筑物上所形成的壓差，使室內(nèi)外的空氣進行交換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。因為自然通風不需設(shè)動力裝置，對于產(chǎn)生大量余熱的車間是一種經(jīng)濟及有效的通風方式。不足的是，自然進入室內(nèi)的空氣無法預(yù)先處理。另外，自然通風的換氣量一般受室外氣象條件的影響，通風效果不穩(wěn)定。 機械送風借助于通風機所產(chǎn)生的動力而使空氣流動，其風機的風量和壓力可根據(jù)需要來選擇。因此，機械送風能保證送風量，并可控制空氣流向和流速，也可按所要求的空氣環(huán)境，對送風進行處理。 鑄造車間產(chǎn)生有害氣體和大量的熱，自然通風的通風效果不穩(wěn)定，所以采用機械送風，可以確保良好的工作環(huán)境。電爐變壓器室設(shè)備過熱時會引起出力下降，為了防止出現(xiàn)故障，采用下部送風方式。電氣間，采用上部送風方式。型砂實驗室，砂處理電控室，熔煉監(jiān)控室都靠近熱輻射大的作業(yè)地點，并且室內(nèi)電氣設(shè)備較多，采用下部送風方式。澆注工段在澆注時會產(chǎn)生大量的熱，所以在其工作崗位設(shè)置局部送風系統(tǒng)。對于二層男女廁所，制樣間等對溫度要求不高的房間，給窗戶上設(shè)排風機。熔煉工部控制室，給其屋頂設(shè)風機，簡單，便宜，但其對降溫效果作用不大。因此，給其室內(nèi)加設(shè)空調(diào)裝置。 4 熱負荷及散熱量計算所謂熱負荷是指維持室內(nèi)一定熱濕環(huán)境所需要的在單位時間向室內(nèi)補充的熱量。所謂得熱量是指進入建筑物的總量，它們以導(dǎo)熱、對流、輻射、空氣間熱交換等方式進入建筑，比如太陽輻射的外擾作用的熱量，室內(nèi)人員，設(shè)備等的內(nèi)擾作用的熱量。計算工廠設(shè)備的散熱量，可以合理的設(shè)計房間熱負荷，節(jié)省能源。供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負荷應(yīng)根據(jù)房間得失熱量的平衡進行計算，即房間設(shè)計熱負荷=房間失熱量總和-房間得熱量總和房間的失熱量包括：1） 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量q1;2） 加熱由門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量q2;3） 加熱由門，孔洞和其他相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量q3;4） 加熱由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量q4;5） 水分蒸發(fā)的耗熱量q5;6） 加熱由于通風進入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量q6;7） 通過其他途徑散失的熱量q7;房間的得熱量包括：1） 太陽輻射進入房間的熱量q8;2） 非供暖系統(tǒng)的熱管道和其他熱表面的散熱量q9;3） 熱物料的散熱量q10;4）生產(chǎn)車間最小負荷班的工藝設(shè)備散熱量q11;5）通過其他途徑獲得的熱量q12.對于產(chǎn)熱量很大的工業(yè)廠房來說，熱負荷的計算不只考慮圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，冷風滲透耗熱量，冷風浸入耗熱量，以及太陽輻射的熱量，更要考慮其在生產(chǎn)過程中設(shè)備的散熱量。在設(shè)計計算中，太陽輻射的熱量q8可對q1按照比例修正得到。4.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 （4-1） 式中 q圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，w；k圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/()；f圍護結(jié)構(gòu)的面積，； tn冬季室內(nèi)計算溫度，；tw供暖室外計算溫度，；a圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。整個建筑物的基本耗熱量q1等于各個部分圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量q的總和。q1= （4-2）4.2圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量在實際中，氣象條件和建筑物的結(jié)構(gòu)特點都會影響基本耗熱量使其發(fā)生變化，此時需對基本耗熱量加以修正，這些修正耗熱量稱為圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量。附加耗熱量主要有朝向修正，風力附加和高度附加耗熱量。4.2.1朝向修正耗熱量 朝向修正耗熱量是太陽輻射對建筑物圍護耗熱量的修正。 表4-1 本設(shè)計朝向修正率朝向修正率朝向修正率北 0西-5%東-5%南20%4.2.2風力附加耗熱量 暖通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下不必考慮風力附加。4.2.3高度附加耗熱量 暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（除樓梯間）的高度附加率，當房高超過4m時，每增加1m，附加圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他修正耗熱量總和的2%，但總附加率不超過15%。 所以，建筑物的總耗熱量等于圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量和朝向修正、風力附加、高度附加耗熱量的總和，則 (4-3)式中 xch朝向修正率, %； xf風力附加率，%； xg高度附加率，%。4.3冷風滲透耗熱量在室內(nèi)外風壓和熱壓壓差的作用下，室外的冷空氣通過門窗等的縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后又逸出室外。把冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所耗的熱量稱為冷風滲透耗熱量。計算冷風滲透耗熱量常用的方法有縫隙法，換氣次數(shù)法和百分數(shù)法。根據(jù)各自的特點，本設(shè)計采用百分數(shù)法計算冷風滲透耗熱量。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點，本設(shè)計滲透耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率取40%。4.4冷風侵入耗熱量冬季在風壓和熱壓的共同作用下，當外門開啟時，會有大量的冷空氣進入室內(nèi)，把將這部分冷空氣加熱到室溫時所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。采用外門附加的方法計算，冷風侵入耗熱量=外門基本耗熱量外門附加率公共建筑工業(yè)廠房中，其外門附加率為500%。4.5工作工況下圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及其修正以電爐變壓器室為例。1）圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量計算取定tn=15,耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量，計算全部列于附表1-1中，所得電爐變壓器室、電氣間圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量q1=3789.20(w)。2）冷風滲透耗熱量按百分數(shù)法計算，根據(jù)建筑物的特點，查文獻7表中選取百分率為40%。q=40%3789.20=1515.68（w）3）冷風侵入耗熱量按短時間開啟的外門計算，取外門基本耗熱量的80%計，n=1。q3=1255.50.8=1004.4（w）則，電爐變壓器室、電氣間的總耗熱量為6309.28w。4.6工藝設(shè)備散熱量(1)熔煉工段工頻感應(yīng)電爐的散熱量q=860ncos （4-4）式中 n感應(yīng)電爐額定功率，kw；感應(yīng)電路的總效率，% ，根據(jù)工藝資料采??；cos補償后的功率因數(shù)，一般為0.90.95。當工頻感應(yīng)電爐裝有排煙罩時，散入室內(nèi)的熱量為其總散熱量的30%根據(jù)式（4-4）q=860125(1-80%)cos0.930%=6449.2(kw) (2)澆注工段的散熱量澆注金屬與落砂在同一房間進行時，金屬自澆注溫度冷卻至是溫室時的全部熱量，一部分熱量由水分蒸發(fā)時吸收外，其余全部散入車間內(nèi)（如果落砂后的舊砂是運出室外或運至其他房間處理，而舊砂運出溫度又比室溫高時，還應(yīng)減去舊砂帶走的熱量），每澆注一噸金屬的散熱量為：q=(q1-q2)-1000 kw/噸 （4-5）式中 q1澆注金屬在熔化溫度時的含熱量，kw/噸q2鑄件落砂后在離開本工段時的含熱量，kw/噸g每澆注一噸金屬所需的型砂重量，公斤d1澆注前型砂的含濕量，公斤/公斤d2落砂后型砂含濕量，公斤/公斤t落砂時型砂的溫度，t室內(nèi)溫度，根據(jù)式（4-5）得，q=(273000-195000)-=7125(kw)(3)電動設(shè)備散熱量清理工段，砂處理工段的電動設(shè)備有拋丸機，破碎機，所有設(shè)備的工藝設(shè)備都在室內(nèi)，電動設(shè)備散熱量公式為： （4-6）式中 q電動設(shè)備發(fā)熱量，w，n電動設(shè)備安裝功率（額定功率），kw電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查的電機容量利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，可用以反映安裝功率的利用程度，一般可取0.7-0.9電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均時耗功率與機器設(shè)計時最大實耗功率之比，一般可取0.5-0.8同時使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5-1.0根據(jù)式(4-6),計算電動設(shè)備的散熱量以清理工段的橡膠履帶拋丸清理機為例計算電動設(shè)備的散熱量由設(shè)備參數(shù)知，橡膠履帶拋丸清理機電動設(shè)備安裝功率n=24.3kw，電動機效率=80%，=0.7，=0.6，=0.8則每臺橡膠履帶拋丸清理機電動設(shè)備的散熱量為：(4)照明設(shè)備散熱量q=1000nnn （4-7）式中 q散熱量，w；n燈具安裝功率，kw；n同時使用系數(shù)，視不同場所使用情況而定；n鎮(zhèn)流器散熱系數(shù)：鎮(zhèn)流器裝在室內(nèi)時取1.2，裝在頂棚時取1.0；n安裝系數(shù)，明裝時為1.0；暗裝且燈罩上部穿有小孔時利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)時，取0.50.6;暗裝而罩上無孔時，視頂篷內(nèi)情況取0.60.8；則根據(jù)式（4-7）得， q=10001.01.21.0100=120（kw） (5)人員散熱量q=nq （4-8）式中 q人體散熱量，kj/h考慮不同性質(zhì)的工作場所，成年男子，成年女子和兒童的比例不同的群集系數(shù)，取=1.0n人數(shù)，個q每個成年男子的散熱量，kj/h.取q=1465kj/h.則根據(jù)式(4-8)得， q=1.0501465=73250(kj/h)數(shù)據(jù)匯總:表4-3 車間電動設(shè)備的散熱量匯總設(shè)備名稱臺數(shù)散熱量（w/臺）總散熱量w橡膠履帶拋丸清理機4102064082415gn金屬履帶拋丸機131503150顎式破碎機3630018900混砂機11260012600射芯機165833.3393333.28造型機16756120965 局部排風系統(tǒng)設(shè)計 局部排風，在集中產(chǎn)生有害物的局部地點, 設(shè)置捕集裝置, 將有害物排走, 以控制有害物向室內(nèi)擴散。這是防毒, 排塵最有效的通風方法。局部排風需要的風量小，效果好。而全面排風對整個車間進行通風換氣，用新鮮空氣把整個車間有害物濃度稀釋到最高允許濃度以下，且把污染空氣排至室外，通風量大，且控制效果差，易造成大氣二次污染。車間宜處于負壓，冬季，有大量的局部排風，送風系統(tǒng)向室內(nèi)送暖風，其余風量由室外冷空氣從各門窗縫隙滲入，故不會出現(xiàn)有害物向外擴散現(xiàn)象。夏季，機械送風系統(tǒng)關(guān)閉，門窗全打開，形成靠熱壓作用的自然通風，并在有害物發(fā)生點進行局部排風（局部除塵），降低并抑制了有害物在車間的擴散。排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）設(shè)計原則：1）風機一般應(yīng)布置在凈化器后，以減輕磨損或腐蝕；2）風管宜垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜敷設(shè)應(yīng)與水平面夾角大于45，水平敷設(shè)應(yīng)采取防積塵措施（這條針對粉塵）；3）濕式除塵器系統(tǒng)的通風機底部應(yīng)有排除積水的措施；4）支管應(yīng)從主管的上面或側(cè)面連接，三通管一般采用3045為宜；5）通過腐蝕性強且濃度較高的粉塵管道，尤其是彎頭外側(cè)管壁，宜采取耐磨措施；6）排風管應(yīng)高出屋面1.52m，若排風影響鄰跨時，應(yīng)視具體情況加高；7) 除塵管道一般明裝，在適當位置設(shè)置密閉清掃孔；8) 風管一般采用圓形斷面，一般鋼板制作，壁厚1.52.0mm;9) 計算所需風量、風壓時，應(yīng)考慮一定的附加，一般風量附加1015%，風壓附加1520%。10) 排氣、除塵系統(tǒng)的吸氣點不能過多，一般不超過10個，以利于各支管間阻力平衡。支架的設(shè)置要求：1) 支架間距。如果設(shè)計沒有規(guī)定，對于不保溫的水平風管，直徑或邊長400mm,支吊架間距4m;直徑或大邊長400mm,間距3m。風管垂直安裝時，間距4m，每根立管上應(yīng)不少于兩個固定件。對于保溫風管，由于所用材料的不同，風管支架間隔要設(shè)計確定，一般為2.53m。2) 標高。矩形風管從管底算起；圓形風管從管中心算去。3）坡度。當輸送空氣的濕度較大時，風管應(yīng)有1%5%的坡度。此時，支架隨風管的坡度、坡向要求設(shè)置。4）對于相同管徑的支架，等距離排列，間距應(yīng)200mm。5）風管與通風機連接處，應(yīng)獨立設(shè)置支吊架，以免設(shè)備承受風管重量。5.1 排風量確定此車間為鑄造車間，在型砂配制、制型、落砂、清砂等過程，都可使粉塵飛揚，特別是用噴砂工藝修整鑄件時，粉塵濃度很高，所用的石英危害較大。在機械加工過程中，對金屬零件的磨光與拋光過程可產(chǎn)生金屬和礦物性粉塵。所以各工部采用局部排風，在需要排風部位加局部排風罩即可。局部排風罩的主要形式有：密閉罩，柜式排風罩，外部吸氣罩，熱源上部接受式排風罩，吹吸式排風罩。密閉罩，是將污染源密閉起來，使有害物的擴散在一個密閉空間里。利用抽風機在罩內(nèi)形成一定的負壓，罩外空氣經(jīng)過某些孔口或縫隙進入密閉罩，就可以有效的防止有害物向外逸出。柜式排風罩，實質(zhì)上也是密閉罩，是密閉罩的一種特殊形式，只有一面敞開或開著的工作孔。散發(fā)有害物的工藝裝置置于柜內(nèi)，操作過程在柜內(nèi)完成。為了防止有害物的逸出，必須保證柜式排風罩的開口處的吸入風速達到時有害物排走的要求。外部吸氣罩，在距有害物有一段距離是將有害物抽走，適用于生產(chǎn)條件的限制，不能將污染源密閉時。外部排風罩應(yīng)盡量靠近污染源。熱源上部接受式排風罩，在工業(yè)車間內(nèi)，污染源不僅散發(fā)粉塵及有害氣體，還有大量的熱的產(chǎn)生。吹吸式排風罩，由于條件限制，必須離污染源較遠時，在污染源處造成所需的控制風速就比較困難，只有用很大的排風量才能獲得。此時，可以利用空氣射流將有害物吹向排風口而被排走。局部排風罩的設(shè)計原則：(1）局部排風罩應(yīng)盡可能包圍或靠近有害物，使有害物源局限于較小的局部空間。應(yīng)盡可能減小吸氣范圍，便于捕集和控制。(2）排風罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染氣流運動方向一致。(3）已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。設(shè)計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。(4）排風罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于安裝和維護。(5）局部排風罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作。(6）要盡可能避免和減弱干擾氣流和穿堂風，送風氣流等對吸氣氣流的影響。 熔煉工段主要產(chǎn)生大量的煙塵和熱，在爐口設(shè)置熱源上部接受式排風罩。清理工段主要產(chǎn)生揚塵，橡膠履帶拋丸機和q320a履帶拋丸清理機采用傘形排風罩；顎式破碎機采用局部密閉罩；混砂機采用整體密閉罩。澆注工段主要產(chǎn)生大量的熱，采用移動式排風罩，可以大大較少排風量。熱源上部接受式排風罩排風量的計算接受罩罩口尺寸按下式計算： 低懸圓形罩 d=d+0.5h （5-1） 低懸矩形罩 a=a+0.5h （5-2） b=b+0.5h （5-3）式中 d罩口的直徑（m）； a,b罩口的長和寬（m）； d熱源水平投影直徑（m）； a,b熱源水平投影的長和寬（m）。 高懸罩 d=dz+0.8h （5-4） 低懸罩排風量按下式計算 （5-5）式中 qv0 熱源上部熱射流起始流量（/s）； v罩口擴大面積上空氣的吸入速度（m/s），通常取v=0.50.75m/s; f罩口擴大的面積，即罩口面積減去熱射流的斷面面積（）。高懸罩排風量按下式計算 （5-6）式中 qv,z罩口所在斷面上的熱射流流量(/s) 熱源上部熱射流起始流量,計算式為 （5-7）式中 qv0熱射流流量（/s）； q對流散熱量（kj/s）； h熱源定性尺寸（m），對垂直熱表面是指其高度，對于水平面則是該投影的短邊尺寸； ap在熱源頂部熱射流的橫斷面積()。熱射流流量qv,z(/s） （5-8）式中 q熱源對流散熱量（kj/s）； z假想點熱源至計算斷面的有效距離（m），由下式計算 z=h+2b （5-9）式中 h熱源至計算斷面的距離（m）；b熱源水平投影直徑或長邊尺寸（m）。 對流散熱量q （5-10）式中 f熱源的對流散熱面積（）； t熱源表面與周圍空氣的溫度差（）； a表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)kj/(s)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) （5-11）式中 a系數(shù)，對于水平散熱面，a=1.710-3；對于垂直散熱面，a=1.1310-3。根據(jù)接受罩安裝的h的不同可以分為兩類，為低懸罩， 為高懸罩。密閉罩排風量計算，本設(shè)計采用截面風速法 (5-12)式中 qv所需排風量（/s）；a密閉罩截面積（）；v垂直于密閉罩面的平均風速（m/s）。排風罩排風量計算 ，控制風速法 (5-13)式中 qv吸氣口排風量（/s）； f吸氣口的面積（）；v0罩口平均風速（m/s）。5.1.1熔煉工部排風量計算本工段的主要任務(wù)是提供澆注用的鐵水。熔煉過程中產(chǎn)生大量的煙塵和熱。工頻感應(yīng)電爐主要產(chǎn)生的危害物油蒸汽，金屬氧化物，粉塵及煙氣。熔煉工段的設(shè)備為3t中頻感應(yīng)電爐，其型號gyl125a，給其爐口設(shè)置接受式排風罩，選用圓形排風罩。在爐上方0.5m處安裝接受罩， 因安裝高度h1.5,該接受罩屬低懸罩確定熱源的對流散熱量q=1.7 =11.33( kj/s)熱源頂部的熱射流起始流量qv=0.381(qa確定罩口直徑 d=d+0.5h=(0.4+0.5)m=0.65m取=0.75m/s排風罩排風量此工段共有四臺工頻感應(yīng)電爐，則總通風量為25920/h。5.1.2清理工段排風量計算查得q3210a 橡膠履帶拋丸清理機的除塵風量為3500/h，清理工段共有四臺q3210a 橡膠履帶拋丸清理機，則總排風量為14000/h。5.1.3砂處理工段排風量計算q326金屬履帶拋丸清理機的除塵風量為2200/h。pef-250400型號的顎式破碎機，根據(jù)工藝資料，破碎機的加料方式為滑槽給料。此時，加料口的粉塵較大，設(shè)置局部密閉排風罩。顎式破碎機下部排料至受料設(shè)備的卸料點也會產(chǎn)生粉塵，而排料至輸送帶的物料落差1m,直接給料。這時，顎式破碎機的加料口產(chǎn)生的粉塵不大，可只做密閉罩，不設(shè)排風裝置。查鑄造車間通風除塵技術(shù)可得顎式破碎機下部的排風量為1200/h。混砂機在受料時，產(chǎn)生粉塵很多。同時一般的混砂工藝是加料后先干混數(shù)分鐘，再加水濕混。在干混過程中，由于輾輪的輾混，攪拌也會產(chǎn)生大量的粉塵。所以給混砂機設(shè)置整體密閉罩加排風。為了觀察輾輪進展情況和選取型砂試樣，給密閉罩的側(cè)面留取操作門。根據(jù)式(5-12)得， 混砂機所需的排風量q=36000.253.26=2934(/h)5.1.4制芯、澆注和造型工段排風量計算制芯采用普通的射芯機，芯砂中含有一定的水分，所以產(chǎn)生粉塵不多，產(chǎn)生有害氣體也不多，故不許設(shè)置排風。鑄件澆注和冷卻過程有co和大量熱產(chǎn)生，在澆注生產(chǎn)線的澆注段上設(shè)置移動式排風罩。根據(jù)文獻8式（4-16）得， =2500(m3/h)5.1.5輔助建筑排風量計算更衣室，電氣間，砂處理電控室，型砂實驗室由于設(shè)備不詳，所以利用換氣次數(shù)法計算其排風量。l=nvf （5-14）式中 l全面通風量，/h；n換氣次數(shù)，1/h；vf通風房間體積，。更衣室排風量l=10402.2=4022(/h)電氣間排風量 l=33542.4=10627.2(/h)砂處理電控室的排風量l=3.0911.4=2734.2(/h)型砂實驗室排風量 l=3304.2=912.6(/h)各工部排風量的匯總：表5-1 各工部局部機械排風量匯總表工段名稱設(shè)備名稱個數(shù)每個設(shè)備排風量（/h）排風罩個數(shù)排風罩形式熔煉工段3t工頻感應(yīng)電爐468404接受式排風罩清理工段橡膠履帶拋丸清理機435004傘形排風罩砂處理工段15gn金屬履帶拋丸機顎式破碎機混砂機131220012002934161傘形排風罩局部密閉罩整體密閉罩澆注工段澆注輸送器250016移動式排風罩5.2排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分 除塵系統(tǒng)的劃分要合理，可以將同時工作，相同生產(chǎn)流程，粉塵性質(zhì)相同而且相互距離不大的設(shè)備合為一個系統(tǒng)。便于操作管理，粉塵的收集和節(jié)省費用