第10章 集气罩及管道设计-2
大气污染控制工程》第十章 集气罩及管道设计【环境工程系】
吸入气流流动的基本规律
点汇流
吸气口附近为负压 、口较小
通过每个等速面的空气量相等（吸风口的流量 ）
4πr12v1=4πr22v2 =Q
( ) v1
r2 2
v2
r1
集气罩尽量靠近污染源，以提高捕集效率。
吸气范围减少一半， 2πr12v1=2πr22v2 =Q
则 vx=0.075×2=0.15m/s 此时，vx<0.5m/s，尘粒不能被吸入集气罩内。由分 析可知，只有距离吸风口75mm以内的尘粒才能被吸入。 因此，实际操作中吸风口应尽量靠近产尘点。
吹出气流流动的基本规律
▪射流：空气从孔口中吹出，在空间形成的气流。 ▪等温圆形射流 ▪等温扁射流
▪等温圆射流和扁射流参数计算公式 pp.590表13－1
吸入气流与吹出气流的比较
• 流量
吸入气流 通过等速面呈椭球面，等流量且等于吸入口的流量； 射流由于卷吸作用，沿射流前进方向流量不断增加，射流作用 区呈锥形。
• 速度衰减规律不同
射流各断面动量相等，吹出气流在较远处能保持其能量密度。 吹出气流 输送能力强 x=20d 10%v 吸入气流 控制能力强 x=d 10%v
环境工程系
大气污染控制工程
《大气污染控制工程》
小袋子
第10章 净化系统的设计
第10章 净化系统的设计
❖1.净化系统的组成与设计内容 ❖2.集气罩的捕集机理 ❖3.集气罩的结构形式 ❖4.集气罩的主要性能参数及计算 ❖5.集气罩的设计
第1节 净化系统的组成与设计内容
局部排气净化系统的组成
集气罩（局部排风罩）
吹出气流流动的基本规律
集气罩与管道系统的设计说明书
集气罩与管道系统的设计说明书集气罩与管道系统的设计主要内容●净化系统的组成及系统设计的基本内容●集气罩的集气机理●集气罩的基本类型●集气罩性能参数及计算●集气罩设计的方法●废气净化系统设计（第二部分）1净化系统的组成及系统设计的基本内容局部排气净化系统的1、集气罩；2、排风管；3、净化设备；4、风机；5、烟囱；(1) 集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统的技术经济指标有直接的影响。
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。
(2)风管:在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。
(3)净化设备:为了防止大气污染，当排气中污染物含量超过排放标准时，必须采用净化设备进行处理，达到排放标准后，才能排人大气。
(4)通风机 :通风机是系统中气体流动的动力。
为了防止通风机的磨损和腐蚀，通常把风机设在净化装备的后面。
(5)烟囱:烟囱是净化系统的排气装置。
由于净化后的烟气中仍含有一定量的污染物。
这些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到地面。
局部排气净化系统设计的基本内容1、捕集装置设计（结构、安装、性能）2、净化系统的选择或设计(1)选择依据a.污染物的种类与性质；b.处理量；c.净化效率；d.净化系统的环境、经济及社会效益。
(2)一般程序a.工程调查；b.确定净化程度；c.选择合理的净化工艺；d.选择适当的净化装置，确定合理的净化系统配置；e.确定净化系统运行参数和技术经济指标。
(3)除尘系统与装置的选择(4)吸收系统与装置的选择(5)吸附系统与吸附装置的选择(6)净化装置的费用设备投资费、运行费用、总费用3.管道系统的设计4.排放烟囱设计2集气罩的集气机理集气罩气流流动的基本理论集气罩汇集污染物，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。
集气罩与管道系统的设计
集气罩与管道系统的设计设计集气罩与管道系统是一项复杂而重要的工程任务，特别是在工业领域中。
这一系统的设计关系到能源生产和传输的效率，同时也与环境保护和安全有着密切的关系。
本文将从集气罩与管道系统的设计原则、组成要素以及常见问题展开论述。
首先，设计集气罩与管道系统需要考虑以下几个原则。
首先，系统的设计应具备高效性，以确保能源的最大产出和传输效率。
其次，设计应具备良好的环境适应性，以减少对周围环境的污染和影响。
最后，设计应具备高安全性，以防止泄漏和事故发生，确保工作人员和设备的安全。
其次，集气罩与管道系统的设计需要考虑以下几个组成要素。
首先是集气罩的设计，集气罩通常由特殊材料制成，能够防止泄漏和损耗，同时具备一定的柔软性，以适应不同形状的设备和工艺。
其次是管道的设计，管道应根据工艺要求和气体特性选择合适的材料和尺寸，以确保流体的畅通和传输的效率。
此外，管道系统设计还需要考虑到对环境的影响和安全的要求，如防腐蚀措施和泄漏检测装置等。
在集气罩与管道系统的设计中，常见的问题包括泄漏、压力损失和材料选择等。
泄漏是一个严重的问题，可能导致气体的浪费和环境的污染，因此需要采取严格的控制措施，如阀门和密封装置等。
压力损失是另一个常见的问题，可能导致能源的损失和传输效率下降，需要通过合适的管道材料和设计来减少。
材料选择是设计过程中的重要一环，需要根据气体特性、工艺要求、环境条件和安全要求等因素来选择合适的材料，以确保系统的正常运行和长期使用。
综上所述，设计集气罩与管道系统是一项复杂而重要的工程任务。
在设计过程中，需要遵循高效性、环境适应性和安全性等原则，同时需要考虑集气罩和管道的设计，以及常见问题的解决方案。
只有在综合考虑了这些因素之后，才能设计出高效、环保、安全的集气罩与管道系统。
集气罩课程设计正文
集气罩课程设计正文目录1 总论 (3)1.1大气污染概述 (3)1.2 设计任务 (3)1.2.1 设计题目 (3)1.2.2 设计原始资料 (3)1.2.3 设计内容以及要求 (4)2 集气罩的设计 (4)2.1集气罩的集气机理 (4)2.1.1吸入气流 (4)2.1.2吹出气流 (5)2.1.3吹吸气流 (6)2.2集气罩的类型 (6)2.3吹吸式排气罩的应用注意事项 (8)2.4集气罩的设计方法 (9)3 集气罩计算以及造型 (9)3.1 集气罩性能参数及计算 (9)3.1.1排风量的确定 (9)3.1.2排风量的计算 (10)3.1.3 压力损失的确定 (10)4 设计计算及选型 (11)4.1集气罩尺寸设计 (11)4.2集气罩排风量设计计算 (13)4.3 集气罩压力损失的确定 (13)设计小结 (13)参考文献 (14)某车间气体净化系统中集气罩设计1 总论1.1大气污染概述1995年全国燃煤排放的烟尘总量为1478万吨，其中火电厂和工业锅炉排放量占70%以上。
在火电厂排放中，地方电厂由于基本上使用的是低效除尘器，吨煤排放烟尘是国家电厂的5~10倍，其排放量占到电厂总排放量的65%。
1995年全国工业粉尘排放量约为639万吨.其中.钢铁生产排尘占总量的15%，水泥生产排尘占总量的70%。
在水泥生产排尘中，地方水泥厂排尘占到80%，成为工业12尘的主要排放源。
近年来，乡镇工业发展迅速口1996年全国乡镇工业污染源调查结果表明，1995年全国乡镇工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放量分别占当年全国工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放莹的28.2%、54.2%和68.3%。
乡镇工业污染物排放已成为我国环境污染的重要因素。
1.2设计任务1.2.1设计题目某金属冶炼车间除尘系统的集气罩设计1.2.2设计原始资料气体中颗粒物占15.0%，允许的排风速度最大1.0m/s；车间有2个，相距10m。
烟气粘度：2.4×10－5pa.s烟气温度：20℃允许罩内最大负压：25Pa；允许压力损失：1000pa烟气密度：1.18kg/m3烟气真密度：2.2g/cm3空气过剩系数：a=1.4烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200㎎/L环境温度：-7℃当地气压：100KPa净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内1.2.3设计内容以及要求根据烟气性质，选择设计合适的集气罩，计算出集气罩的排风量、压力降并确定排风速度，完成除尘、风机、烟囱的位置及管道布置，最后按照工程制图要求绘制一张集气罩和系统A3 图。
集气罩课程设计
集气罩课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解集气罩的原理，掌握其构造、功能及操作方法。
2. 学生能够运用集气罩进行简单的气体收集实验，并解释实验现象。
3. 学生能够了解集气罩在化学实验中的应用，并将其与其他实验方法进行比较。
技能目标：1. 学生能够独立组装和拆卸集气罩，熟练掌握其操作技巧。
2. 学生能够运用集气罩进行气体收集实验，提高实验操作能力和观察能力。
3. 学生能够通过集气罩实验，培养实验设计和数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过集气罩课程的学习，培养对化学实验的兴趣和热情，增强探索精神。
2. 学生能够认识到集气罩在化学实验中的重要性，树立正确的实验观念。
3. 学生在小组合作中进行集气罩实验，培养团队协作能力和沟通表达能力。
课程性质：本课程为实验操作课，以实践为主，理论联系实际。
学生特点：六年级学生具备一定的化学基础知识和实验操作能力，好奇心强，善于观察和思考。
教学要求：教师需引导学生主动参与实验，关注实验现象，培养学生的实验操作技能和科学思维。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生提出问题、解决问题，提高学生的自主学习能力。
通过课程目标的分解，确保学生能够达到预期的学习成果，为后续教学和评估提供依据。
二、教学内容1. 集气罩的原理与构造：介绍集气罩的基本原理、构造及各部分功能，结合教材相关章节，让学生了解集气罩在气体收集实验中的应用。
- 教材章节：第三章第二节《气体的收集与净化》- 内容：集气罩的原理、构造、功能及使用注意事项2. 集气罩的操作方法：详细讲解集气罩的组装、拆卸和操作步骤，通过实际操作演示，让学生掌握正确的操作方法。
- 教材章节：第三章第三节《实验操作技能》- 内容：集气罩的组装、拆卸、操作技巧及安全注意事项3. 气体收集实验：设计不同类型的气体收集实验，让学生运用集气罩进行实验操作，观察实验现象，培养实验技能。
- 教材章节：第三章第四节《气体的性质与实验》- 内容：氧气、二氧化碳等气体的收集实验，实验现象的观察与分析4. 集气罩实验数据分析：指导学生根据实验数据进行分析，探讨集气罩在实验中的应用效果，培养学生的数据分析能力。
集气罩设计
• 教学内容：
集气罩和管道系统设计
1、净化系统的组成及系统设计的基本内容 2、集气罩集气机理 3、集气罩的基本类型及其计算 4、集气罩的设计方法。 • 教学要求： 通过本节内容的学习，使学生达到如下要求：（1）了解 净化系统的基本组成及工作原理；（2）理解集气罩的 集气机理和设计方法。 • 重 点： 集气罩的集气机理及设计计算。
摩擦压力损失：由于气体本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的压 力损失。 局部压力损失：气体流经管道系统某些局部部位，由于流速大小和方向 的改变而产生的压力损失。 1. 摩擦压力损失
p L l
4Ra
2
2
lR m
Rm
4Rs
2
2
பைடு நூலகம்
式中：Rm——单位长度管道的摩擦压力损失，Pa/m； L——直径管长度，m； v——管道内气体的平均流速，m/s Rs——管道的水力半径，m。 2. 局部压力损失
四、接受式排气罩
1.类型: a.低悬罩(罩口高度<1.5A1/2) b.高悬罩(罩口高度>1.5A1/2) 2.设计计算 (1) 热射流计算 (2) 排气量计算 五、吹吸式排气罩 1.吹吸式排气罩的工作原理 2.吹吸式排气罩的设计计算 3.气幕及其作用
第三节 管道系统的设计
管道内气流流动的压力损失
3.密闭罩的排气量计算
罩内风量Q可由下式获得:Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6 实际中常根据经验数据和有关手册来确定.
二、排气柜
1. 结构形式 A. 罩在操作口对面 B.柜在操作口顶部 C.在对面和顶部同时设置排气口 2.排气量计算 三、外部吸气罩 1.外部吸气罩常见形式 顶吸罩.侧面吸罩.底吸罩.槽边吸气罩 2.外部吸气罩罩口气流流动规律 速度分布: 等速面的形式确定其分布规律 3.外部吸气罩的设计计算(遵循吸捕原则) (1) 注意事项 (2)气流速度(吸捕速度见表13-2) (3) 吸风量的计算
大气污染控制工程课程设计 集气吸尘罩的设计
集气罩的设计一、集气罩的选用按集气罩与污染源的相对位置及围挡情况，可将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。
当有害物源不能密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口的吸气作用将吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。
由于本工艺需要对物料进行加工，无法对污染源进行密闭。
因此，本设计在污染源附近设置外部集气罩，利用罩口的吸气作用将距吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。
本工艺的主要污染物是粉尘，而且是冷源，根据其发散情况，采用上部伞形罩的捕集效果较好，因此本设计的三个污染源均采用上部伞形集气罩。
二、集气吸尘罩的设计原则（除尘工程设计手册张殿印、王纯主编50页）①善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放的危害。
②集气罩尽量靠近污染源并将其围罩起来。
形式有密闭型、围罩型等。
如果妨碍操作，可以将其安装在侧面，可采用风量较小的槽型或桌面型。
③决定集气罩安装位置和排气方向。
研究粉尘发生机理，考虑飞散方向、速度和临界点，用集气罩口对准飞散方向。
如果采用侧型或上盖型集气罩，要使操作人员无法进入污染源与集气罩之间的开口处。
④决定开口周围的环境条件。
一个侧面封闭的集气罩比开口四周全部自由开放的集气罩效果好。
因此，在不影响操作的情况下将四周围起来，尽量少吸入未被污染的空气。
⑤防止集气罩周围的紊流。
如果补集点周围的紊流对控制风速有影响，就不能提供更大的控制风速，有时这会使集气罩丧失正常的作用。
⑥决定控制风速。
为使有害物从飞散界限的最远点流进集气罩开口处，而需要的最小风速被称为控制风速。
四、集气罩的设计计算1、集气罩的结构尺寸集气罩的结构尺寸一般是按经验确定的。
图 3－1为了避免横向气流的影响，罩口应尽量可能靠近尘源，通常罩口距尘源的距离H 应小于或等于0.3L 1为宜（L 1为罩口长边尺寸），为了保证排气效果，罩口尺寸应大于尘源的平面投影尺寸：H 8.0L L 1+= H 8.0W 1+=W(1) A 集气罩尺寸：取H=0.3L 1 带入H 8.0L L 1+= 中 ，有L 1=1200+0.24L 1 求得L 1=1579mm （取1580mm ）H=0.3L 1=0.3×1580=474mm (取470mm) 又 罩口高度要求低于人的呼吸器官其中h ＝450mm ，∴h ＋H ≤450＋470＝920mm ，符合要求 ∴罩口离污染源高度取H ＝470 mmmm H W W 10964708.02078.01=⨯+=+= （取1100mm ）集气罩的扩张角α的范围是：90°～120°，取α＝90° 罩口离管口高度：B ＝21L 1＝790 mm 集气罩风管直径∵D / W ≥0.3 ，∴D ≥0.3 W ＝216 mm ，管径的确定见管段X 的计算。
集气罩及管道设计
即全面通风量的计算应为：
式中符号含义同前。
13
(2) 全面通风量计算的原则
同时散发数种有害物时，全面通风量应分别计算稀释到卫生标
准浓度以下的各有害物所需的风量，然后取最大值。
当散发到室内的有害物量无法具体计算时，全面通风量可按类
似房间换气次数值进行计算，换气次数就是全面通风量与房间体 积的比值，（次/h），各种房间的换气次数，可从有关的资料中 查得。 (3)全面通风量计算的特殊规定
于气流运动而扩散。对于生产过程散发到车间空气中
的污染物，只要控制住室内二次气流的运动，就可以
控制污染物的扩散和飞扬，从而达到改善车间内外空
4
图8—1 局部排气净化系统示意图 集气罩；2．风管；3．净化设备；4．风机；5．烟囱
5
（1）局部排气净化系统的组成 局部排气净化系统由集气罩、风管、净
化设备、通风机和烟囱五个部分组成。
③ 根据污染物性质和操作条件确定净化方法和决定净化设备 的选择范围； ④ 对设备的技术指标和经济指标进行全面比较，选定最适宜 的净化装置； ⑤ 确定净化设备的型号规格及运行参数。 排放烟囱设计
排放烟囱设计如第四章所介绍，主要内容包括结构尺寸及
工艺参数(烟囱高度、出口直径、喷出速度等)设计。
9
8.1.3 全面通风系统
全面通风也称稀释通风，它一方面用清洁空气稀释室
内空气中的有害物浓度，同时不断地把污染空气排
至室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准
的规定。
方案一 方案二
全面通风的效果不仅与通风量有关，而且与通风气流
的组织有关。合理地组织气流很重要。
：人的工作位置
：有害物质发生位置
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（1） 全面通风量的确定
集气罩的课程设计
集气罩的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解集气罩的基本概念，掌握其工作原理及在实验中的应用。
2. 学生能够描述集气罩在气体收集实验中的作用，并解释其优点。
3. 学生能够运用集气罩进行气体的收集，并准确记录实验数据。
技能目标：1. 学生通过实际操作，能够熟练使用集气罩进行气体收集实验，掌握实验技巧。
2. 学生能够运用所学知识，分析实验过程中可能出现的误差，并提出改进措施。
3. 学生能够通过集气罩实验，培养观察、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习集气罩的应用，增强对化学实验的兴趣和热情，培养探究精神。
2. 学生能够认识到集气罩在实验操作中的重要性，形成严谨的科学态度。
3. 学生在实验过程中，能够培养团队协作意识，尊重他人意见，共同完成任务。
课程性质：本课程为化学实验操作课，以学生动手实践为主，结合理论知识讲解。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的化学基础知识，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，鼓励学生积极参与实验，培养实验操作技能。
在教学过程中，关注学生的情感态度，引导他们形成正确的价值观。
通过本课程的学习，使学生在掌握集气罩相关知识的基础上，提高实验操作能力，培养科学素养。
二、教学内容本节课主要依据人教版初中化学教材中关于气体收集方法的章节，围绕集气罩的应用进行教学内容的设计。
1. 理论知识：- 气体收集方法简介：回顾已学的气体收集方法，如排水法、排空气法等。
- 集气罩的原理及结构：介绍集气罩的工作原理、结构特点及其在实验中的应用优势。
2. 实践操作：- 集气罩的使用方法：详细讲解集气罩的使用步骤，包括安装、操作及注意事项。
- 气体收集实验：安排学生进行实验操作，通过集气罩收集气体，观察并记录实验现象。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾气体收集方法，导入集气罩概念（10分钟）。
- 第二阶段：讲解集气罩原理、结构及使用方法（15分钟）。
集气罩及管道设计共101页文档
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖
集气罩及管道设计4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
《大气污染控制工程》第10章 集气罩(60P)
流。在集气罩设计中，利 用吹出气流与吸入气流联
合作用来提高所需“控制
风速”的形成，称为吹吸 式集气罩。
三、集气罩的基本类型
集气罩是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体 污染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散， 造成污染。
吸气式
集 气 罩
按集气罩与污染源的相对位置及适 用范围，吸气式集气罩分为： 密闭 罩、排气柜、外部集气罩、接受式 集气罩等
吹出气流在较远处仍能保持其能量密度，吸入气流则在离吸气口不远处 其能量密度就急剧下降。这亦表明，吹出气流的控制能力大，而吸入气
流则有利于接受。因此，可以利用吹出气流作为动力，把污染物输送到
吸气口再捕集，或者利用吹出气流阻挡、控制污染物的扩散，这种把吹 气和吸气结合起来的集气方式称为吹吸气流。
4、吹吸气流
图 点汇气流流动情况
实际上，吸气口是有一定大小的，气体流动也是有阻力的。所以，吸气 区气体流动的等速面不是球面而是椭球面。 吸气口气流速度分布特点： ①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离x的增大， 逐渐变成椭圆面，而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。因此，当x/d > 1时，可近似当作点汇，吸气量Q可按式1、3计算。当x/d＜1时，应根 据有关气流衰减公式计算。 ②吸气口气流速度衰减较快。如图所示，当x/d＝1时，该点气流速度已 大约降至吸气口流速的7.5%。 ③对于结构一定的吸气口，不论 吸气口风速大小，其等速面形状 大致相同。而吸气口结构形式不 同，其气流衰减规律则不同。
吹吸式排气罩设计时注意事项 A. 防止吹气射流产生弯曲； B. 条缝口宽度速度：高h2≧5~7mm，以防吹气口堵塞，吹气 射流初速度υ 2≦10~12m/s。 C. 吹气罩排气量：一般为吹气射流末端速度的1.1~1.25倍。 D. 吹气口高度。
第10章 集气罩及管道设计-2——【暨大考研 大气污染控制工程】
管道系统的设计计算
确定管段截面尺寸； 计算管路阻损，确定最大阻损管路； 对并联管路进行阻损平衡计算。两分支管段的阻损差应满足以下要 求：除尘系统应＜10%，其它系统应＜ 15%，否则要进行管径 调整或增设调压装置（阀门、阻力圈）。 计算系统总阻损（按系统中最大阻损环路计算阻损值），求出总风 量和总阻损，从而选择风机和电动机。
管道系统布置原则
管道通过人行横道时，与地面净距不应小于2m；横过公路时，不得 小于4．5m；横过铁路时，与铁轨面净距不得小于6m。 水平管道应有一定的坡度，以便于放气、放水、疏水和防止积尘。 一般坡度为0.002—0.005，对含有固体结晶或黏度大的流体，坡度可 酌情选择，最大为0.010 管道与阀件的重量不宜支承在设备上，应设支、吊架。保温管道的 支架上应设管托。
通风除尘系统的轴向侧投影图
对气流流速的合适选择
对于一般的工业通风系统：
工业通风管道的风速
风道的部位 钢板和塑料风道
干管 支管
6～14 2～8
m/s
砖和混凝土风道 4～12 2～6
对气流流速的合适选择
对于除尘系统，除尘管内最低气流速度
管段管径的确定
管道内径：
d 18.8 Q u
d 18.8 G
K2 -安全系数，一般管道取0.1～0.15，除尘系统取0.15～ 0.20 ρ0、 P0 、T0- 通风机性能表中给出的空气密度，压力和温度, 一般P0 =1.013× 105Pa，对于通风机T0 =20℃ ， ρ0 =1.2kg/m3；对于引风机 T0 =200℃ ， ρ0 =0.745kg/m3。 ρ、 P、T- 计算运行工况下管道系统总阻损时所采用的气体密度、压力和温 度。
局部阻力系数
局部阻力系数
集气罩PPT
集气罩的机理和分类
集气罩：是烟气净化系统污染源的 收集装置，可将粉尘及气体污染源 导入净化系统，同时防止其向生产 车间及大气扩散，造成污染。
吸气式
• 罩口气流流动方式
吹吸式 密闭罩
• 吸气式集气罩
通风柜
外部集气罩 接受式集气罩
一、密闭罩
• 定义：将污染源的局部或整体密闭起来， 在罩内保持一定 负压，可防止污染物的任 意扩散。 • 特点：所需排风量最小，控制效果最好， 且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。 • 结构形式：局部密闭罩、 整体密闭罩、大 容积密闭罩
二、排气柜
• 1. 结构形式 • A、排气口在操作口对面 • 操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的 可能性较小。 • B、排气口设在柜顶 • 操作口上部形成较大进气流速，而下部进 气流速较小， 气柜内易形成涡流，可能造 成有害气体外逸 • C、在对面和顶部同时设置排气口
2. 布置要求：尽量避开门窗和其它进风口。
谢谢！
环测1001班
排气量计算
Q =u0A0β
• 式中：Q -排气量； • u0-操作口的平均吸气速度，一般选用0.5～ 1.5m/s，对危害性大的烟气，取较大值； • A0-操作口的面积； • β-安全系数，一般情况下介于1.05～ 1.10。
三.外部吸(集、排)气罩
定义 ：通过罩的抽吸作用，在污染源附近 把污染物全部吸收起来的集气罩。 • 特点：结构简单，制造方便；但所需排风 量较大，且易受室内横向气流的干扰，捕 集效率较低。 • 常见形式:顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽 边吸气罩
五.吹吸式排气罩及空气幕 吹吸式排气罩
• 工作原理： 当外部吸气罩与污染源的距离 较大时，可以在外部吸气罩的对面设置一 吸气口，从而形成一层空气幕阻止污染物 的散逸，同时也诱导污染气流一起向排气 罩流动。
第十二章 管道设计2
第五节
管道系统的设计计算
（二）局部压力损失的计算 管件（三通、弯头、阀门）的局部压损用动压 的倍数表示，即
v2 Pm 2
式中 ξ——局部压损系数，无因次； v——管件处管道断面平均流速，m/s。
第五节
管道系统的设计计算
如何减少风管的局部压力损失？
1、用渐扩/渐缩管代替突然扩大或突然缩小； 2、减小风管的转弯，用弧弯代替直角弯； 3、降低排风口的出口流速； 4、合理布置小管件（三通、弯头、阀门）防止 相互影响； 5、风管与风机连接要合理。
Pm12
v 2 (0.12 0.18 0.33) 182 115 2
第五节
管道系统的设计计算
管段2-3无局部压损 旋风除尘器压损为1470Pa 管段4-5 弯头2个： =90º ，R/d=1.5，查表得ξ=0.18；
Pm 45
v 2
11
10 13
13
12 15
19
16
23
18
14/18 15/20 14-16 16-18
12/14 14/16
水泥粉尘
8-12
18-22
8
10/12
第五节
管道系统的设计计算
5、管道尺寸确定后，按实际流速计算各管段的 压力损失。（按最不利环路计算） 6、对并联管路进行压力平衡（除尘：不超过10% ）
如按温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯及腐蚀和 易燃易爆等考虑必要的保护方式。
第五节
管道系统的设计计算
（三）管道设计计算实例
例题 某有色冶炼车间除尘系统布置如下图所示。
第五节
管道系统的设计计算
钢板管道粗糙度K为0.15mm，气体含尘浓度为 10g/m3，旋风除尘器的压力损失为1470Pa。 集气罩1和8的局部压损系数（对应于出口的动压） ξ1=0.12，ξ8=0.19； 集气罩排风量Q1=4950m3/h，Q2=3120m3/h。 系统中空气平均温度为20º C。 要求确定该系统的管道断面尺寸和压力损失， 并选择风机。
集气罩及管道设计
详细描述
焊接连接是通过将两个管道的边缘加热至熔化，然后冷却固化后形成永久性的连 接。这种连接方式具有较高的强度和气密性，适用于高温、高压和振动等恶劣环 境。但焊接过程中需要专业的焊接设备和技能，且不易拆卸和维修。
卡箍连接
总结词
卡箍连接是一种快速、简便的连接方式，常用于临时或可拆卸的管道系统。
详细描述
卡箍连接是通过在两个管道之间放置一个卡箍，并用螺栓固定，以实现密封和 连接。这种连接方式具有快速安装、拆卸方便、适用性强等优点，但相较于其 他连接方式，其密封性能可能稍差。
04 集气罩及管道的安装与维 护
安装注意事项
确保安装位置合理
选择通风良好、便于操作和维护 的位置进行安装。
遵循安装规范
压力降
在保证流量要求的同时，应尽量减小 管道的压力降，以减少能源消耗和设 备投资。
管道布局
工艺流程
根据工艺流程的要求，合理规划 管道的走向和布局，确保工艺流
程的顺畅和高效。
安装维护
考虑管道的安装和维护方便性，合 理设置管道支架、阀门等附件的位 置。
安全环保
在管道布局中应考虑安全和环保因 素，避免管道泄漏和污染环境的风 险。
案例三：某食品加工厂集气罩及管道设计
总结词
易清洁、防异味
详细描述
食品加工厂集气罩及管道设计需注重清洁和防异味，以确保食品质量和安全。集气罩设 计应便于清洁和维护，管道材料应具备抗腐蚀和防异味性能。同时，合理设置通风口和
过滤器，以减少异味产生和扩散。
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按照厂家提供的安装规范进行施 工，确保集气罩和管道的稳定性
集气罩和气体管道类型与构成
《环保设备与应用》教案
项目集气罩与气体管道类型与构成学时2学时
教学
内容
集气罩与气体管道的类型、特点和构造
教学重点集气罩与气体管道的结构组成教学难
点
集气罩与气体管道构造
集气罩与气体管道的应用集气罩与气体管道的类型
参考资料环保设备设计手册—大气污染控制设备化学工业出版社大气污染控制与设备运行高等教育出版社
环保设备设计基础化学工业出版社
一、集气罩与气体管道的分类
一个完整的除尘系统应由集气罩、管道、除尘设备、风机和排气管组成。
因此，除尘系统的设计主要包括：集气罩的形式选择和设计、除尘器的设计或选型、管道选择和阻力计算、风机的选型计算、基建和施工安装设计。
有时还包括排灰装置及防尘设备的防爆等。
二、集气罩
1、集气罩的分类
（1）密闭罩
密闭罩：将污染源的局部或整体密闭起来的一种集气罩。
作用原理：污染物的扩散限制在很小的密闭空间内，仅在必须留出的罩上开口吸入若干室内空气，使罩内保持一定负压，防止污染物外逸。
特点：所需排风量最小，控制效果最好，不受室内横向气流干扰。
（2）排气柜。
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管道系统布置原则
管道敷设分明装和暗设，应尽量明装，不宜明装方
采用暗设。
管道应尽量集中成列、平行敷设，并应尽量沿墙或
柱子敷设。管遭应设在内侧(靠墙侧)。
管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应有一定距离，
以满足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求： 保温管道外表面距墙的距离不小于100～200mm(大管 道取大值)； 不保温管道距墙的距离应根据焊接要求考虑，管道外 壁距墙的距离一般不小于150～200mm；
（2）矩形管道的压力损失
当量直径dv 2ab /(a b) 矩形管内的实际流速
查圆形管道比压损表 / d或Rm
管道内气体流动的压力损失 3.
管道内气体流动的压力损失
4. 局部压力损失：
pm 2 / 2 (Pa)
局部阻力系数
局部阻力系数
局部阻力系数
局部阻力系数
局部阻力系数
局部阻力系数
第10章 净化系统的设计
管道系统的设计原则 管道系统的设计计算 风机的选择 电机的选择
学会管道系统的设计 掌握配套风机、电机的计算和选择。
管道系统布置原则
布置管道时，应对全车间所有管线通盘考虑，统一
布置。在可能条件下作到整齐、美观。
当集气罩(即排气点)较多时，既可以全部集中在一
个净化系统中(称为集中式净化系统)，也可以分为几个 净化系统(称为分散式净化系统)。发生下列几种情况之 一者不能合为一个净化系统： 污染物混合后有引起燃烧或爆炸危险者； 不同温度和湿度的含尘气体，混合后可能引起管道内 结露者； 因粉尘或气体性质不同，共用一个净化系统会影响回 收或净化效率者。
统取
温ρ度0、, P0 、T0- 通风机性能表中给出的空气密度，压力和
一=1般.2kPg0/m=13；.01对3×于引10风5Pa机，T对0 =于20通0℃风机，Tρ00==200.7℃45，kg/ρm0 3。 ρ、 P、T- 计算运行工况下管道系统总阻损时所采用的 气体密度、压力和温度。
电机的选择
u
对于除尘管道，为防止积尘，要求：输送细小颗粒粉 尘，d≥80mm；输送较粗粉尘， d≥100mm ；输送粗粉 尘，d≥130mm。
管道内气体流动的压力损失
管道内气体流动的压力损失
管道内气体流动的压力损失
2. 摩擦压力损失
2
pL l 4Rs 2
（1）园形管道的摩擦阻力 1/ 2 lg(K / 3.71d 2.51/ Re ) K为管道内壁粗糙度，见pp.537表14 1 《全国通用通风管道计算表》
管道系统布置原则
管道通过人行横道时，与地面净距不应小于2m； 横过公路时，不得小于4．5m；横过铁路时，与铁轨 面净距不得小于6m。 水平管道应有一定的坡度，以便于放气、放水、 疏水和防止积尘。一般坡度为0.002—0.005，对含 有固体结晶或黏度大的流体，坡度可酌情选择，最 大为0.010 管道与阀件的重量不宜支承在设备上，应设支、 吊架。保温管道的支架上应设管托。
电机功率的计算式：
Ne
Q0 P0 K
3600 100012
式中：
K-电动机备用系数，对于通风机，电动机功率为 2-5kW时取1.2，＞ 5kW时取1.3，对于引风机取1.3
η1-通风机全压效率，一般为0.5～ 0.7； η2-机械传动效率，一般直联传动为1，联轴器直 接传动取0.98，三角皮带传动取0.95。
内容：在管道系统配置基础上，确定管段的截面尺寸
和阻力损失，求出总流量和总阻力损失，并以此选择 适当的风机或泵，配备电动机。
设计步骤
根据生产工艺确定吸风点及风量，选择净化装置，进 行管道配置，选择管道材料等； 绘制管道系统平面及高程布置图，必要时绘制轴侧图， 进行管段编号，标注长度和流量； 选择管内流体流速； 原则：使管道系统设计计算经济合理。
通风除尘系统的轴向侧投影图
对气流流速的合适选择
的风速 风道的部位 钢板和塑料风道
干管
6～14
支管
2～8
m/s 砖和混凝土风道
4～12 2～6
对气流流速的合适选择 对于除尘系统，除尘管内最低气流速度
管段管径的确定
管道内径：
d 18.8 Q u
d 18.8 G
输送必须保持温度的热流体及冷流体的管道，必
须采取保温措施，并要考虑热胀冷缩问题。要尽量 利用管道的L形及Z形管段对热伸长的自然补偿，不 足时则安装各种伸缩器加以补偿。
管网布置的形式
管网布置紧凑， 占地少，投资省
设计繁琐
适用于吸气点 多的系统管网
支管间压力易 于平衡，适用 于多支管的复 杂管网系统
管道系统的设计计算
管道系统布置原则
在以焊接为主要连接方式的管道中，应设置足够
数量的法兰连接处；在以螺纹连接为主的管道中， 应设置足够数量的活接头(特别是阀门附近)，以便 于安装、拆卸和检修。
管道的焊缝位置一般应布置在施工方便和受力较
小的地方。焊缝不得位于支架处。焊缝与支架的距 离不应小于管径，至少不得小于200mm。两焊口的 距离不应小于200mm。穿过墙壁和楼板的一段管道 内不得有焊缝。
统取0.1～ 0.15。
风压的计算
P0
(1
K2 )P
0
(1
K2
)P
TP0 T0P
K2-安全系数，一般管道取0.1～0.15，除尘系统取0.12～ 0.2。
风机的选择
式中：
ΔP1 -通风机风压，Pa； P -管道系统的总阻损；
0.15K～2
-安全系 0.20
数，一般管
道取
0.1
～ 0.15 ， 除 尘 系
管道系统的设计计算
确定管段截面尺寸； 计算管路阻损，确定最大阻损管路； 对并联管路进行阻损平衡计算。两分支管段的阻 损差应满足以下要求：除尘系统应＜10%，其它系 统应＜ 15%，否则要进行管径调整或增设调压装置 （阀门、阻力圈）。 计算系统总阻损（按系统中最大阻损环路计算阻 损值），求出总风量和总阻损，从而选择风机和电 动机。
通过调整管径来平衡压力
d2 = d1（Δp1 / Δp2）0.225 式中： d1、d2-分别为调整前后的管径，mm；
Δp1 -调整前的压力损失，Pa； Δp2 -压力平衡基准值（若调整支管管径， 即为干管的压力损失）
风机的选择
风量的计算：
Q0=（1+K1）Q
式中： Q0 -管道系统的总风量，m3/h； K1 -安全系数，一般管道取0～0.1，除尘系
管道系统布置原则
管道距梁、柱、设备的距离可比距墙的距离减少 50mm，但该处不应有焊接接头； 两根管平行布置时，保温管道外表面的间距不小于 100～200mm，不保温管道不小于150～200mm； 当管道受热伸长或冷缩后，上述间距均不宜小于 25mm。
管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗的启闭；
应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空；应不 妨碍设备、管件、阀门和人孔的操作和检修；应不 妨碍吊车的工作。