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通风除尘系统中的吸尘罩设计和计算研究

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-11-06 15:41:30

摘要:吸尘罩是通风除尘系统的重要组成部分。吸尘罩的形状和结构都比较简单,但是种类比较繁多。在进行通风除系统设计过程中,对于吸尘罩的设计要结合系统所处的环境进行综合考虑,无论是吸尘罩的类型还是规模都要符合所处环境通风除尘的需要。针对吸尘罩设计的有关情况进行分析和研究。

关键词:通风除尘系统;吸尘罩设计;风量计算

在工业生产过程中容易产生大量的粉尘,这些粉尘与气体相结合形成含尘气体。含尘气体对人体以及大气环境的危害性都非常大。为了控制车间内的粉尘污染情况,要在车间内或者车间附近配置通风除尘系统,对生产过程中产生的粉尘进行吸收。吸尘罩是通风除尘系统中的重要组成部件,负责将车间的粉尘收集起来,再将粉尘通过排气管道送到系统内的除尘设备中加以净化处理。吸尘罩一般位于尘源附近,通过罩口吸力在罩口附近形成负压,使粉尘进入罩内。吸尘罩的设计是通风除尘系统设计的关键一环。吸尘罩的设计是否合理,直接管理到通风除尘系统的除尘效果是否理想。吸尘罩的样式多种多样,在设计要结合系统所处的环境进行综合考虑。总的来说,吸尘罩的设计一方面要符合系统设计的成本控制需要,另一方面要注意设计的简洁性,要便于维修和日常维护。

吸尘罩设计

1通风除尘系统概述

通风除尘系统常用于工业生产车间当中。在工业生产材料的运输、加工的过程中容易产生大量的粉尘,这些粉尘进入空气中与空气相结合变成了含尘气体。这些含尘气体对车间里的工作人员的身体伤害非常大。空气中的粉尘会随着人的呼吸进入人的体内,并在人的体内累积,危害工作人员的身体健康。另外,如果车间不采取措施处理这些含尘气体,这些气体就会随着通风管道排到室外,对大气环境造成污染。考虑到含尘气体的危害性,就要在车间内或者车间附近设置通风除尘系统,收集生产过程中产生的粉尘,保证车间内的空气质量。通风除尘系统并非一成不变,在系统设计过程中要结合生产工艺、厂房环境、设备情况、生产材料等众多因素进行综合考虑。

2通风除尘系统中的吸尘罩的设计原理

吸尘罩是在吸气口气流运行规律的原理基础上设计出来的。吸气口气流运行规律是指将吸气口近似视为一个点,当吸气口吸气时会在吸气口附近形成负压,造成一定范围内的空气流动。如果将吸尘罩视为一个吸气口,那么通过一定的吸气作用后,就可以在吸尘罩的一定范围内形成空气流动,将粉尘吸进吸尘罩内。从吸气规律来说,设在平板上的吸气口所需的吸风量比自由设置的吸气口少一半。因此,在设计吸尘罩时要尽量减少吸气的范围,放置吸尘罩时要尽可能贴近粉尘。另外,吸尘罩的吸气口面积比较大,而气流运行规律是将吸气口视为一个点,因此,气流运行规律不能直接运用于吸尘罩的设计当中,还要根据吸尘罩的设计需求来进行转换。

吸尘罩设计

3通风除尘系统中的吸尘罩的设计原则

吸尘罩的设计目的是要以较小的吸风量将空气中绝大多数的粉尘吸人罩内,使空气中的空气含尘量达到最高容许标准以下。为了实现这一目的,吸尘罩的设计理念是让吸尘罩只吸取空气中含尘的气体而不吸收含尘气体以外的空气。如果吸入含尘气体以外的空气进入吸尘罩,为了可以满足空气处理需要就必须加大吸尘罩内的容量,不符合吸尘罩的设计目的。根据设计理念,通风除尘系统中的吸尘罩的设计原则主要有以下两个方面:第一,在除尘可以达到良好效果的基础上,选择结构和外形最简单、体积最小的吸尘罩。吸尘罩的外形和结构一般都比较简单,造价也比较低。结构越简单、体积越小的。第二,吸尘罩在安装时应当尽可能靠近并对准粉尘源,将粉尘限制在一个比较小的空间内。由于吸尘罩的体积比较小,吸气量比较小,要实现最佳的搜集粉尘效果,吸尘罩就要尽可能地靠近粉尘源,并让吸气气流的气流方向与粉尘气流运动方向一致。。

4通风除尘系统中的吸尘罩的设计计算

通风除尘系统的吸尘罩的设计计算要根据除尘系统所处的环境和系统的设计情况来决定。首先,要根据除尘系统所处的环境来确定系统使用的吸尘罩的类型。除尘罩的常见类型有伞式吸尘罩、旁侧吸尘罩等。在选择吸尘罩时要结合空气中的粉尘性质、气体含尘浓度及排放浓度等众多因素进行综合考虑。其次,根据所选择吸尘罩的大小、风力等相关数据计算吸尘罩的吸气量。最后,根据计算出来的吸气量,结合系统所处的环境确定吸尘罩的安放位置。在吸尘罩的设计过程中,吸尘罩罩口的吸风量计算是最重要的一个环节。因此,接下来就以伞式吸尘罩为例,介绍有关吸尘雎的吸风量计算。

吸尘罩的吸风量的计算公式如下:

Q=3600AVp1

其中,Q为吸尘罩的吸风量,A为吸尘罩罩口面积,Vp1为吸尘罩的罩口风速。

首先,吸尘罩罩口的风速并非是一成不变的,会随着环境的变化而发生改变。确定罩口平均风速要注意做好数据收集,测出不同工作情况下的罩口风速。

其次,伞式吸尘罩的罩口形状有圆形和矩形两种类型。

圆形罩口的计算公式为

A=πR2,R=r+h

矩形罩口的计算公式为

A=LW,L=l+0.5h,W=w+0.5h

其中,R为罩口半径,r为粉尘源半径,L为罩口长度,l为粉尘源长度,W为罩口宽度,w为粉尘源宽度,h为罩口与粉尘源之间的直线距离。

从计算公式可以看出,罩口与粉尘源之间的距离越大,罩口的面积就越大。另外,实验证明,罩口的扩张角越小,罩口的风速分布就越均匀,罩口中心风速越接近平均风速。综上,为了保证吸尘罩的吸尘效果,吸尘罩要尽可能接近粉尘的扩散区。在确定放置区域后再计算出吸尘罩的最佳风速,既保证可以有效地捕集粉尘又不致于吸于大颗粒粉尘堵塞排风管

吸尘罩设计

结束语

综上,吸尘罩的设计目标就是要用较小的吸风量来控制较大的粉尘源面积。为了实现这一目标,吸尘罩要尽可能接近粉尘源,吸尘罩的罩口面积要尽可能小。吸尘罩罩口的风速是计算吸尘罩吸风量的重要参数,但是吸尘罩罩口的风速并非恒定,会随着环境的变化而发生改变。为了获得吸尘罩罩口的平均风速数值,在实际应用中要搜集相关的资料,通过对比获得最合适的参数。在没有资料支持的情况下,可以进行实地考察,经过多次实地试验后获得相关参数数值。另外,根据实验显示,吸尘罩罩口的扩张角度越小,罩口的中心风速越接近平均风速。因此,为了减少计算数值与实际应用的误差,在保证吸尘性能的基础上要尽可能地缩小吸尘罩罩口的扩张角度。

(本文作者:赵海宇,黑龙江省劳动卫生职业病研究院)

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