工业通风设计说明

工业通风课程设计

一、原始资料

1. 厂址：西安市郊区 2. 气象资料：

室外计算干球温度：供暖-3.2℃；冬季通风-4.0℃；夏季通风30.7℃； 室外相对湿度：夏季通风54%； 二、室内设计参数

1.

2. 夏季车间工作地点温度

夏季通风室外计算温度30.7℃；允许温差3℃；工作地点温度为32~35℃。 三、建筑物内各种热、湿负荷的计算

2. 屋顶和天窗温度：

门窗缝隙冷风渗透耗热量门窗缝隙冷风渗透耗热量：Q2=25%Q1 单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量：Q3=(200%~500%)Q 每班开启时间不超过15min，取400%，即Q3=400%Q

天窗热负荷：Q= 1.2×54×2 ×6.4× 23.6+3.2 =22228.99 W 四、车间内工艺设备散热量计算 1. 配液槽（1500×800×1000）、50℃、Vx=0.30m/s

Q=F∙{α∙∆t

1.25

273+tb4273+tb＇4

+Cf[(−()]}

273+504100

垂直：Q=4.6× 2.55× 50−17 1.25+3.61× 水平：Q=1.2× 3.24× 50−17 1.25+3.61×

− −

273+174100

=1560.73W =472.63W

273+504100

273+174100

故：Q=2033.36W

2. 化学去油槽（2000×800×1200）、80℃、Vx=0.30m/s

垂直： Q= 2×1.2×2+0.8×1.2×2 × 2.55× 80−17 1.25+3.9×

273+174100

273+804100

−

=5257.11W

273+804100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 80−17 1.25+3.61× −

273+174100

=1249.82W

故：Q=6506.93W

3. 电化学去油槽（2000×800×1200）、80℃、Vx=0.35m/s 垂直：Q=5257.11W 水平：Q=1249.82W 故：Q=6506.93W

4. 氰化镀锌槽（2000×800×800）、40℃、Vx=0.35m/s 、个数两个 垂直：Q= 2×0.8×2 × 2.55× 40−17 1560.73W

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 40−17 1.25+3.61×

273+404100

1.25

+3.61×

273+404100

−

273+174100

=

−

273+174100

=418.67W

故：Q=2870.46W

5. 氰化镀铜槽（1500×800×800）、40℃、Vx=0.30m/s、两个 垂直： Q= 2×1.5×2+0.8×0.8×2 × 2.55× 40−17

273+174100

1.25

+3.9×

273+404100

−

=835.05W

水平：Q= 1.5×0.8 × 3.24× 40−17

1.25

+3.61×

273+404100

−

273+174100

=314W

故：Q=2298.1W

6. 氰化镀锌槽（1500×800×800）、40℃、Vx=0.35m/s两个 垂直：Q=835.05W 水平：Q=314W 故：Q=2298.1W

7. 阳极腐蚀槽（1500×800×800）、40℃、Vx=0.35m/s 垂直：Q=835.05W 水平：Q=314W 故：Q=1149.05W

8. 阳极腐蚀槽（2000×800×800）、40℃、Vx=0.35m/s

垂直： Q= 2×0.8×2+0.8×0.8×2 × 2.55× 40−17 1.25+3.9×

273+174100

273+404100

−

=1016.60W

273+404100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 40−17 1.25+3.61× −

273+174100

=418.67W

故：Q=1435.27W

9. 镀铬槽（2000×800×800）、60℃、Vx=0.50m/s、四个 垂直： Q= 2×0.8×2+0.8×0.8×2 × 2.55× 60−17

273+174100

1.25

+3.9×

273+604100

−

=2170.55W

273+604100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 60−17 1.25+3.61× −

273+174100

=896.76W

故：Q=12269.24W

10. 镀镍槽（2000×800×1000）、55℃、Vx=0.35m/s、两个 垂

直

：

Q= 2×1×2+0.8×1×2 × 2.55× 55−17

273+174100

1.25

+3.9×

273+554100

−

=2330.37W

273+554100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 55−17 1.25+3.61× −

273+174100

= 769.98W

故：Q=6200.56W

11. 温洗槽（2000×800×800）、60℃、两个

上表面：Q=1.16×10−3× 4.9+3.5V ∙ t1−t2 ∙F=1.16×10−3× 4.9+3.5×0.3 × 60−17 × 2×0.8 =474.86W

垂直：Q= 2×0.8×2+0.8×0.8×2 × 2.55× 60−17 1.25+3.9×

273+174100

273+604100

−

=2170.55W

273+604100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 60−17 1.25+3.61× −

273+174100

=896.76W

故：Q=7084.34W

12. 热洗槽（2000×800×800）、70℃、两个

上表面：Q=1.16×10−3× 4.9+3.5V ∙ t1−t2 ∙F=1.16×10−3× 4.9+3.5×0.3 × 70−17 × 2×0.8 =585.29W 垂

直

：

Q= 2×1×2+0.8×1×2 × 2.55× 70−17 1.25+3.9×

273+174100

273+704100

−

=3520.20W

1.25

+3.61×

273+704100

水平：Q= 2×0.8 × 3.24× 70−17−

273+174100

=1163.65W

故：Q=10538.28W

合计：Q=2298.1+2298.1+1149.05+1435.27+12269.24+6200.56+7084.34+10538.28=4327.294KW 五、散湿量及其热量计算

1. 温洗槽（2000×800×800）、60℃

B

G=β∙ Pq∙b−Pq ∙A∙ kg/h

B＇其中：A=2×0.8=1.6m2 ；Pq∙b=19870 Pa（t=60℃）；B=101325 Pa； Pq=1250 Pa（t=17℃）；B＇=98100 Pa；

β=α+0.00013∙V=0.00028+0.00013×0.3=0.000319

G=0.000319× 19870−1250 ×1.6×

散湿量引起的热量计算：

Q=r∙

Q=1.2× 597+0.47t ×4.18×=8528.19W

2. 热洗槽（2000×800×800）、70℃

G=β∙ Pq∙b−Pq ∙A∙

BB＇

kg/h

G

kw 101325

=9.79 kg/h

G9.79

=1.2× 597+0.47×60 ×4.18×其中：A=2×0.8=1.6m2 ；Pq∙b=31082 Pa（t=70℃）；B=101325 Pa；

Pq=1250 Pa（t=17℃）；B＇=98100 Pa；

β=α+0.00013∙V=0.0003+0.00013×0.3=0.000339

G=0.000339× 31082−1250 ×1.6×

散湿量引起的热量计算：

Q=r∙

G

kw 101325

=16.67 kg/h

Q=1.2× 597+0.47t ×4.18×

=14630.6W

3. 地面冲洗：

G16.67

=1.2× 597+0.47×70 ×4.18×36003600

G= 0.00017+0.00013×0.3 1932−1250 × 54×12

Q=80198.52 W

六、冬、夏季负荷计算汇总

七、车间供暖

值班采暖热负荷Q值班：

Q值班=Q耗热×

Q值班=19479.04×

5−（−3.2）14−（−3.2）

5−tw

tN−tw

101325

=95.14 kg/h

+4017.98×

5−（−3.2）14−（−3.2）5−（−3.2）

+1333.55

×

5−（−3.2）14−（−3.2）

+82795.26×

14−（−3.2）

=45861.09W

八、车间通风方式和局部排风量的确定 1. 车间通风方式的确定 2. 车间局部排风量的确定

抛光机：L1=K∙D=4×400=1600m3/h ；L=3×1600=4800m3/h=1.33m3/s； 砂轮机：L1=K∙D=2.5×400=1000m3/h ；L=3×1000=3000m3/h=0.83m3/s；

槽边排风：B=500~800 采用双侧排风，排风罩为高截面250×250mm，条缝式槽边抽风。条缝口的高度h=

LV0∙I∙3600

条缝式排风罩的排风量L（m3/h） 1) 配液槽

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.3×1.5×0.8(

0.82×1.5

)0.2=0.55m3/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.28m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

·

采用等高条缝，条缝口面积：f0=L V=0.28 8=0.035m2

f

条缝口高度：h0=0 A=0.035 1.5=0.023m=23mm f

0 F=0.035 0.252=0.56>0.3

1

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。 因此：F F=2F1=12) 化学去油槽

·

f0

0.0352

0.252=0.28

0.2

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

=2×0.3×2×0.8(

0.82×2

0.2

=0.7m3/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.35m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V=0.35 8=0.044m20

条缝口高度：h0=f

0 A=0.044 2=0.022m=22mm f

0 F1

=0.044 0.252=0.70>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设三个罩子，设三根立管。因此：F·

f0

0.044 F3

1=2F1=0.252=0.23

3) 电化学去油槽

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.35×2×0.8(

0.80.2

2×2

)=0.81m3/s每一侧的排风量：L`=0.5L=0.41m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V0=0.41 8=0.051m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.051 2=0.025m=25mm f

0 F1

=0.051 0.252=0.82>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设三个罩子，设三根立管。0

0.082因此：F·

f F=23

1

F1=0.252

=0.27

4) 氰化镀锌槽（2000×800×800）

总排风：L=2V0.2

xAB（B

2A）

=2×0.35×2×0.8(0.8

2×2)0.2=0.81m3/s每一侧的排风量：L`=0.5L=0.41m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f=L·

0 V=0.41 8=0.051m20

条缝口高度：h0=f

0 A=0.051 2=0.025m=25mm f

0 F1

=0.051 0.252=0.82>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设三个罩子，设三根立管。f0

0.082因此：F·

F=23

1

F1=0.252=0.27

0.2

总排风：L=2VxAB（B

0.8

2A）

=2×0.3×1.5×0.8(2×1.5)0.2=0.55m3/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.28m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V=0.280 8=0.035m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.035 2=0.023m=23mm f

0 F1

=0.035 0.252=0.56>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。 因此：F·

f0

0.056 F=2F2

1

1=0.252

=0.28

6) 氰化镀锌槽（1500×800×800）

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.35×1.5×0.8(

0.8

0.22×1.5

)=0.64m3/s每一侧的排风量：L`=0.5L=0.32m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V=0.320

8=0.04m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.04 2=0.02m=20mm f

0 F1

=0.04 0.252=0.64>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。 因此：F·

f0

0.064 F=2F2

1

1=0.252

=0.32

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.35×1.5×0.8(

0.8

2×1.5

)0.2=0.64m3/s每一侧的排风量：L`=0.5L=0.32m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V=0.32 8=0.04m20

条缝口高度：h0=f

0 A=0.04 2=0.02m=20mm f

0 F1

=0.04 0.252=0.64>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。 因此：F·

f0

0.064 F=22

1

F1=0.252=0.32

0.2

总排风：L=2VxAB（B

0.8

2A）

=2×0.35×2×0.8(2×2)0.2=0.81m3/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.41m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V0=0.41 8=0.051m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.04 2=0.025m=25mm f

0 F1

=0.04 0.252=0.82>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设三个罩子，设三根立管。因此：F·

f0

0.082 F=23

1F1=0.252

=0.27

9) 镀铬槽

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.5×2×0.8(

0.80.2

32×2

=1.16m/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.58m3/s 假设条缝口风速：V0=8m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V=0.580

8=0.058m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.058 2=0.029m=29mm f

0 F1

=0.058 0.252=0.928>0.3

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。因此：F·

f0

0.058 F=2F2

11=0.252

=0.46

总排风：L=2VxAB（

B2A

）

0.2

=2×0.35×2×0.8(

0.80.2

2×2

)=0.81m3/s

每一侧的排风量：L`=0.5L=0.41m3/s 假设条缝口风速：V0=10m/s

采用等高条缝，条缝口面积：f·

0=L V0=0.41 10=0.041m2

条缝口高度：h0=f

0 A=0.041 2=0.021m=21mm f

0 F1

=0.041 0.252=0.656>0.35

为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。因此：F·

f0

0.041 F=22

1

F1=0.252=0.33

总排风量：

L=1.33+0.83+0.55+0.7+0.81+0.81×2+0.55×2+0.64×2+0.64+0.81+1.16

×4+0.81×2=15.13 m s =54461.16 m h

九、空气平衡和热平衡计算

列空气平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp Gjj=0.6Gjp

Gzj+Lzj∙ρ−3.2=Lzp∙ρp+Ljp∙ρ17

上部天窗的排风温度tp=tn+1.0× H−2 =17+1.0× 7.1−2 =22.1℃ 其中：ρ−3.2=1.308kg/m3 ；ρ17=1.217kg/m3 ；ρ22.1=1.197kg/m3 Ljp=15.13m3/s

Gjp=ρ22.1∙Ljp=1.197×15.13=18.11kg/s Gjj=0.6Gjp=0.6×18.11=10.87kg/s Gzj=0.4Gjp=0.4×18.11=7.24kg/s

热平衡方程式：∑Qh+Gp∙c∙tn=∑Qf+Gjj∙c∙tjj+Gzj∙c∙tw

其中：∑Qh=105.02kw；∑Qf=4.33kw；Gp=18.11kg/s; c=1.01kJ/(kg∙℃);tw=−3.2℃ 代人上述方程解得：tjj=39.6℃

十、均匀送风风管的设计

机械补热风 为均匀送风系统，采用两条送风管的送风形式。 1. 电镀部：总排风量：L=47664m3/h

总送风量：60%=0.6×47664=28598.4m3/h 每侧总送风量为0.5×28598.4=14299.2m3/h

采用矩形变断面均匀送风风管，总送风量为14299.2m3/h，风管长度为10m，要求气流以V0=4.5m/s的速度从风管侧壁上开设的等宽度纵向条缝送出。 如下图：

3

3

将均匀送风管划分为10个相等的管段，每个管段的长度为1.0m，并对断面加以编号，对于纵向条缝的送风风管μ=0.62，已知气流从条缝送出的平均速度为3.0m/s，则条缝的宽度为b0=

L3600×V0×l

=

14299.23600×4.5×10

=0.088m=88mm

纵向条缝总面积f0=b0∙l=0.088×10=0.88m2 从条缝送出的静压速度为Vj=条缝处具有的静压力Pj=

Vj2ρ2

V0μ

=

4.50.62

=7.26m/s =31.62Pa

=

7.262×1.2

2

该风管首端（断面0-0）的速度Vd0=4.0m/s 断面0

风管断面积F0=3600×V

L

d0

=3600×4=0.993m2

14299.2

该送风风管的高度H不变，仅改变宽度，取w0×H=1000×993 动压Pd0=

Vd02ρ2

=

42×1.22

=9.6Pa

风管起始断面处气流的出流角，tanα=V

Vj

d0

=

7.264

=1.815>1.73 α=61.15°

管段0-1的压力损失，由于断面1的尺寸有待确定，故认为断面0上的单位长度沿程压力损

失，就代表管段0-1的平均∆Pm值，可按单位长度沿程压力损失的简化供水计算： 当量直径De=W

2W0H

0+H

=

2×1×0.9931+0.993

=0.996m

单位长度沿程压力损失

∆pm=1.05×10−2D−1.21V1.925=1.05×10−2×0.996−1.21×41.925=0.152Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.152×1=0.152Pa 对于纵向条缝，可认为通路局部压力损失为零。 断面1

动压Pd1=Pd0−∆Pm=9.6−0.152=9.448Pa 流速Vd1=1.29 d1=1.29 =3.97m/s 风量L1=14299.2−1429.92=12869.28m3/h

1

断面面积F1=3600×V

L

d1

=3600×3.97=0.9m2 ； 取w1×H=908×993

Vj

d1

12869.28

断面1处气流出流角，tanα=V管段1-2的压力损失 当量直径De=W

2W1H

1+H

=3.97=1.829>1.73 α=61.33°

7.26

=

2×0.908×0.9930.908+0.993

=0.949m

单位长度沿程压力损失

∆pm=1.05×10−2D−1.21V1.925=1.05×10−2×0.949−1.21×3.971.925=0.159Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.159×1=0.159Pa 断面2

动压Pd2=Pd1−∆Pm=9.448−0.159=9.289Pa 流速Vd2=1.29 d1=1.29 =3.93m/s 风量L2=12869.28−1429.92=11439.36m3/h 断面面积F2=

L23600×Vd1

=

11439.363600×3.93

VjVd2

=0.809m2 ； 取w1×H=815×993 =

7.263.94

断面2处气流出流角，tanα=管段2-3的压力损失 当量直径De=

2W1HW1+H

=1.843>1.73 α=61.52°

=

2×0.815×0.9930.815+0.993

=0.895m

单位长度沿程压力损失

∆pm=1.05×10−2D−1.21V1.925=1.05×10−2×0.895−1.21×3.931.925=0.167Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.167×1=0.167Pa

按上述步骤继续计算下去，现将计算结果列入表中，需指出断面10的风量等于零，因此风管的宽度为零，为便于加工制作，我们只计算到断面10·，管段9-10·的长度为800mm。 断面10· 管段9-10·的单位长度沿程压力损失，∆pm=0.829Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.829×0.8=0.663Pa 动压Pd10`=Pd9−∆Pm=7.519−0.663=6.856Pa

流速Vd10`=1.29 d9=1.29 =3.38m/s

风量L10`=1429.92−1429.92×0.2=1143.94m3/h

断面面积F2=L2

3600×Vd1=1143.943600×3.38=0.094m2 ； 取w1×H=95×993

而截面10也采取相同的尺寸，纵向条缝开到10`为止，风管长度则加长50~100mm，以便于制作。

该风管起始断面上的全压Pq0=9.6+31.62=41.22Pa ，就是总压力损失。

2. 磨光部和抛光部

总排风量：L=7800m3/h

总送风量：60%=0.6×7800=4680m3/h

采用矩形变断面均匀送风风管，总送风量为2340m3/h，风管长度为8m，要求气流以V0=4.5m/s的速度从风管侧壁上开设的等宽度纵向条缝送出。

如下图：

将均匀送风管划分为8个相等的管段，每个管段的长度为1.0m，并对断面加以编号，对于纵向条缝的送风风管μ=0.62，已知气流从条缝送出的平均速度为3.0m/s，则条缝的宽度为b0=3600×VL0=3600×3×8=0.054m=54mm ×l4680

纵向条缝总面积f0=b0∙l=0.054×8=0.432m2

从条缝送出的静压速度为Vj=

条缝处具有的静压力Pj=Vj2ρ

2V0μ=0.62=7.26m/s 24.5=7.262×1.2=31.62Pa

该风管首端（断面0-0）的速度Vd0=4.0m/s

断面0

风管断面积F0=L0

3600×Vd0=46803600×4=0.325m2

该送风风管的高度H不变，仅改变宽度，取w0×H=1000×325

动压Pd0=Vd02ρ

2=42×1.2

2=9.6Pa

Vj

d0风管起始断面处气流的出流角，tanα=V=7.26

4=1.815>1.73 α=61.15°

管段0-1的压力损失，由于断面1的尺寸有待确定，故认为断面0上的单位长度沿程压力损失，就代表管段0-1的平均∆Pm值，可按单位长度沿程压力损失的简化供水计算： 当量直径De=2W0H

W0+H=2×1×0.325

1+0.325=0.491m

单位长度沿程压力损失

∆pm=1.05×10−2D−1.21V1.925=1.05×10−2×0.491−1.21×41.925=0.358Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.358×1=0.358Pa

对于纵向条缝，可认为通路局部压力损失为零。

断面1

动压Pd1=Pd0−∆Pm=9.6−0.358=9.242Pa

流速Vd1=1.29 d1=1.29 =3.92m/s

风量L1=4680−46808

L=4095m3/h =3600×3.92=0.29m2 ； 取w1×H=892×325

Vj

d11断面面积F1=3600×V4095d1断面1处气流出流角，tanα=V

管段1-2的压力损失

当量直径De=W2W1H

1+H=3.97=1.829>1.73 α=61.33° 7.26=2×0.892×0.3250.892+0.325=0.477m

单位长度沿程压力损失

∆pm=1.05×10−2D−1.21V1.925=1.05×10−2×0.477−1.21×3.921.925=0.357Pa/m 沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.357×1=0.357Pa

按上述步骤继续计算下去，现将计算结果列入表中，需指出断面8的风量等于零，因此风管的宽度为零，为便于加工制作，我们只计算到断面8·，管段7-18·的长度为800mm。 断面8·

管段7-8·的单位长度沿程压力损失，∆pm=0.601Pa/m

沿程压力损失∆Pm=∆pml=0.601×0.8=0.148Pa

动压Pd8`=Pd7−∆Pm=6.865−0.148=6.264Pa

流速Vd8`=1.29 d9=1.29 =3.23m/s

风量L8`=585−585×0.8=117m3/h

8断面面积F8=3600×VLd8=3600×3.23=0.048m2 ； 取w8×H=39×325 117而截面8也采取相同的尺寸，纵向条缝开到18`为止，风管长度则加长50~100mm，以便于制作。

该风管起始断面上的全压Pq0=9.6+31.62=41.22Pa ，就是总压力损失。

十一、水力计算

见表

十二、参考资料

1. 《机械制造厂采暖通风设计手册》一机部一院编，机械工业出版社，1969年；

2. 《供暖通风设计手册》陆耀庆主编，中国建筑工业出版社，1987年12月第一版；

3. 《工业通风课程设计参考资料（表面处理车间）》；

4. 《电镀手册》（上、下册），国防工业出版社，2001年第二版；

5. 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003），中国计划出版社；

6. 《简明通风设计手册》孙一坚主编，中国建筑工业出版社，1997年6月第一版；

7. 《工业通风》孙一坚主编，中国建筑工业出版社，1994年11月第三版；

8. 《采暖通风设计选用手册》，中国建筑科学研究院建筑标准设计研究所出版。

9. 相关通风、除尘设备产品样本。