除尘专业系统设计项目说明指导书.doc

木工车间气力吸集系统
设计阐明书

学生姓名：　　　　　　　　　　　
学院班级：林学院 木材科学与工程 班　
学生学号： 　 　　　
联系电话：　　　　　　　　
指引教师：　　　　　唐贤明　　　　　　

1月

目录
一、工车间气力吸集系统设计计算任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
二、管道系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
（一）支管1设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
（二）支管2设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2
（三）支管3设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
（四）管段4设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
（五）支管5设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4
（六）支管6设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
（七）主管段a设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5
（八）管段7设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
（九）主管段b设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
（十）管段8设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
（十一）主管段c设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
（十二）支管9设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
（十四）主管段d设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
（十五）支管10设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
（十六）主管段e设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
（十七）支管11设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
（十八）支管12设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
（十九）支管13设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
（二十）主管段f设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
（二十一）支管14设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
（二十二）主管段g设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
（二十三）管道系统总压损计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
三、旋风分离器与风机选型计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
（一）旋风分离器选型计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
（二）风机选型计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
四、小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
五、参照文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
六、附表--管道系记录算成果列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15（附图--厂房内管道系统、旋风分离器和风机布局图及计算展开图）

一、木工车间气力吸集系统设计计算任务书

<一>．设计规定：
1．巩固综合所学知识，培养解决家具公司中除尘问题能力；
2．通过课程设计，规定掌握家具公司中除尘装置设计基本原理和基本规定，环节；
3．依照给定设计根据，按气力吸尘装置设计基本原理合理选取输送装置类型和布置管道系统（涉及分离器，风机，主管道等位置），对的进行管道系统设计计算；
4．对的，合理地使用和设计气力吸尘装置管道及其零件构造和尺寸参数；
5．合理选用风机和分离器；
<二>．设计根据：（木工车间）
1．车间平面分布图和横剖面图；
2．车间内加工设备一览图表；
3．车间正常工作时，加工设备同步开动；
4．车间南面和西面为厂区主道，不容许设立其她建筑物。
序号
加工设备名称
台数
吸料器口数
备注
1
平刨
1
1
平刨刀长450㎜（人工进料）
2
压刨
1
1
单面压刨刀长400㎜
3
纵解圆锯
1
1
锯片直径400㎜（人工进料）
4
横截圆锯
1
1
锯片直径400㎜
5
细木工带锯
1
1（下吸）
带锯条宽度80㎜
6
带式磨光机
1
2

7
铣床M519
1
1
参照立式铣床
8
单面开榫机
1
3

<三>、详细完毕项目:
1.除尘系统布置图；
2.除尘系统设计计算展开图（A3图幅）；
3.设计计算阐明书。
四、时间规定：
19周周末上交课程设计。

二、管道系统设计
由该家具厂木工车间内重要加工设备知：该车间木屑气力吸集管道系统内气流混合浓度很低（≤0.2），因此可以对其进行纯空气状况简化计算。
由车间木屑气力吸集装置计算展开图（见附件）。采用速度压力法计算，将90°全弯头局部系数皆取为0.15。
（一）支管1设计计算
从距离风机最远机床开始进行计算。在此，应从1号机床（平刨）开始计算，这台机床吸气支管中，涉及有15.4m直管段，四个90°弯管头及一种吸料器。
由资料查得1号机床规定吸气量，气流速度。可由图14-3查得相应管道直径。
当前实取此吸气支管1管径。因而，在此吸气支管1内实际气流速度（由得）。
此吸气支管1压损（阻力）可以按公式（12-64）′计算，即：

其中：是按图12-6查得，
（二）支管2设计计算
第8号机床（开榫机）有三个吸料器（上方、下方与侧方各一种），先计算8号机床侧方吸料器支管2：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得到，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管2压损为：

其中：按图12-6查得，
（三）支管3设计计算
计算8号机床其中一种上方吸料器支管3：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管3压损为：

其中：按图12-6查得，
支管2与3并联，两者压损误差百分数为：
（超过范畴）
因而，为了达到平衡范畴，应将管道3压损增大，通过计算当、时都不符合。取，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管3压损为：

其中：按图12-6查得，
支管2与3并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）

（四）管段4设计计算
计算支管2与3并联汇合后管段4，管段4内气流量，应使管段4内气流速度不不大于支管2与3内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得计算得现取管段4直径，则由与，可得管段4内气流速度为，符合规定。
则管段4压损为：

其中：按图12-6查得，
可知，管段2与4总压损为：

（五）支管5设计计算
计算8号机床下方吸料器支管5：下方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管5压损为：

其中：按图12-6查得，
支管5与4并联，两者压损误差百分数为：
（超过范畴）
因而，为了达到平衡范畴，应将管道4压损增大，通过计算当、时都不符合。取，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管4压损为：

其中：按图12-6查得，可知，管段3与4总压损为：

支管4与5并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）

（六）管段6设计计算
计算支管4与5并联汇合后管段6，管段6内气流量，应使管段6内气流速度不不大于支管2,3,4,5内规定最小气流速度（即不不大于）。现取管段6直径，则由与，可得管段6内气流速度为。
管段6压损为：

其中：按图12-6查得，
可知，管段5与6总压损为：

管段1与6并联，两者压损误差百分数为：
（超过范畴）
因而，为了达到平衡范畴，应将管道6压损增大，通过计算当、时都不符合。取，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管6压损为：

其中：按图12-6查得，可知，管段5与6总压损为：

支管1与6并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）

（七）主管段a设计计算
计算支管1与管段8并联汇合后主管段a，主管段a内气流量，应使主管段a内气流速度不不大于支管1，2，3，5内规定最小气流速度（即不不大于）。现取主管段a直径，则由与，可得主管段a内气流速度为。
则主管段a压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1与主管段a总压损为：

（八）支管7设计计算
计算2号机床（压刨）吸气支管7：
查得其规定气流量，规定最小气流速度，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管7压损为：

其中：按图12-6查得，
支管7与主管段a并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（九）主管段b设计计算
计算支管7与主管段a并联汇合后主管段b，主管段b内气流量，应使主管段b内气流速度不不大于支管1，2，3，5及7内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得，现取主管段b直径，则由与，可得主管段b内气流速度为。
则主管段b压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1，主管段a与b总压损为：

（十）支管8设计计算
计算第7号机床（铣床）吸气支管8：查得其规定气流量，规定最小气流速度，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管8压损为：

其中：按图12-6查得，
支管8与主管段b并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（十一）主管段c设计计算
计算支管8与主管段b并联汇合后主管段c，主管段c内气流量，应使主管段c内气流速度不不大于支管1，2，3，5，7及8内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得，现取主管段c直径，则由与，可得主管段c内气流速度为。
则主管段c压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1，主管段a，b与c总压损为：

（十二）支管9设计计算
计算第3号机床（纵解圆锯）吸气支管9：查得其规定气流量，规定最小气流速度，计算得，通过计算，当取，压损都达不到规定。若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管9压损为：

其中：按图12-6查得，
支管9与主管段c并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（十三）主管段d设计计算
计算支管9与主管段c并联汇合后主管段d，主管段d内气流量，应使主管段d内气流速度不不大于支管1，2，3，5，7，8，9内规定最小气流速度（即不不大于）。现取主管段d直径，则由与，可得主管段d内气流速度为。
则主管段d压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1，主管段a，b，c与d总压损为：

（十四）支管10设计计算
计算第4号机床（横截圆锯）吸气支管10：查得其最小规定气流量为通过计算远远达不到设计规定，现取，查得规定最小气流速度，计算得，若取其直径，则由与，可得。
则支管12压损为：

其中：按图12-6查得，
支管10与主管段d并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（十五）主管段e设计计算
计算支管10与主管段d并联汇合后主管段e，主管段e内气流量，应使主管段e内气流速度不不大于支管1，2，3，5，7,8，9，10内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得现取主管段e直径，则由与，可得主管段e内气流速度为。
则主管段e压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1，主管段a，b，c，d与e总压损为：

（十六）支管11设计计算
第6号机床（带式磨光机）有两个吸料器（上方、下方各一种），先计算6号机床上方吸料器支管11：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得到，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管11压损为：

其中：按图12-6查得，
（十七）支管12设计计算
计算6号机床下方吸料器支管12：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管12压损为：

其中：按图12-6查得，
支管11与12并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（十九）支管13设计计算
计算支管11与12并联汇合后管段13：管段13内气流量，应使管段13内气流速度不不大于支管11与12内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得计算得现取管段4直径，则由与，可得管段4内气流速度为，符合规定。
则管段13压损为：

其中：按图12-6查得，
可知，管段3与2总压损为：

在这里压损很明显不大于支管6，主管段a，b，c，d与e总压损
因而，为了达到平衡范畴，应将管道11、12、13压损增大
先计算6号机床上方吸料器支管11：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得到，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管11压损为：

其中：按图12-6查得，
再计算6号机床下方吸料器支管12：侧方吸料器规定气流量，规定最小气流速度，计算得，若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
则支管12压损为：

其中：按图12-6查得，
支管11与12并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）。
由于管道11和12管径已经很接近其最小规定，因此咱们只能增长管道13压损了。
计算支管段13：支管段13内气流量，应使管段13内气流速度不不大于支管11与12内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得计算得，现取管段4直径，则由与，可得管段13内气流速度为，符合规定。
则管段13压损为：

其中：按图12-6查得，
可知，管段12与13总压损为：

支管13与主管段e并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（二十）主管段f设计计算
计算支管13与主管段e并联汇合后主管段f，主管段f内气流量，应使主管段f内气流速度不不大于支管1，2，3，5，7，8，9，10，11，12内规定最小气流速度（即不不大于）。计算得现取主管段f直径，则由与，可得主管段f内气流速度为。
则主管段f压损为：

其中：按图12-6查得
可知，支管1，主管段a，b，c，d，e与f总压损为：

（二十一）支管14设计计算
计算第5号机床（细木工带锯）吸气支管14：查得其规定气流量，规定最小气流速度，计算得若取其直径，则由与，可得，知这个气流速度满足规定。
支管14压损为：

其中：按图12-6查得，
支管14与主管段f并联，两者压损误差百分数为：
（在范畴内）
（二十二）主管段g设计计算
计算支管14与主管段f并联汇合后主管段g，主管段g内气流量，应使主管段g内气流速度不不大于支管1，2，3，5，7,8，9，10，11，12及14内规定最小气流速度（即不不大于）。现取主管段g直径，则由与，可得主管段g内气流速度为。
则主管段g压损为：

其中：按图12-6查得，
（二十三）管道系统总压损计算
这套普通型木屑气力吸集装置管道系统总压损为：

计入混合浓度时，它管道系统总压损为：

式中：K为综合阻力系数，对车间木屑气力吸集装置，可取，为混合浓度，对车间木屑气力吸集装置，可取≤0.2，在此取其=0.15。
二、旋风分离器与风机选型计算
（一）旋风分离器选型计算
考虑管道系统沿程漏气影响，可将风量增大10%，作为规定风机产生风量，即：

依照，现选用南林-1型木工高效旋风分离器，此旋风分离器阻力系数，此旋风分离器入风口尺寸为。
旋风分离器入风口气流速度为：

旋风分离器压损为：

因此，整个系记录入了旋风分离器阻力时总压损为：

规定风机产生全压H风机为：

（二）风机选型计算
驱动风机所需电动机功率为（选用C4-73-11型叶轮离心式风机）：

该型风机效率，传动效率（用三角皮带传动）。
可选用C4-73-11型№5.5C叶轮离心式风机，取该风机转速，与该风机配套电动机功率为。
三、设计总结
木材加工公司除尘系统为控制生产过程中产生粉尘发挥着不可代替重要作用。在实习参观过家具厂车间之后，我进行了为期两周厂内运送与气力输送课程设计。从本次实习和设计中我理解了木材加工车间气力吸集装置功能与作用，同步掌握了如何设计与布局木材加工车间中某些木工机械及气力吸集装置和管道系统以及旋风分离器和风机布置、选型与安装，我还进一步巩固和升华课堂所学机械设备、设计原则、机械制图以及其她课程知识。培养了对的设计思想和分析问题、解决问题能力，特别是管道系统设计和整体布局设计能力。但是由于某些因素，设计尚有局限性之处，如除尘系统单位能耗较大，管道系统未能达到最优设计，未能使风机电耗降到最低，图纸、整体布局设计不算美观等。总之，我觉得我基本达到了本次设计课程目，我但愿在自己此后工作中更多学习，将自己学有所获应用与实际。
参照文献
[1]李维礼.木材工业气力输送及厂内运送机械[M].北京:中华人民共和国林业出版社,1993.
[2]离心风机系列C4-73-11性能与选用件对照表.

表1 管道系记录算成果列表
管段序号
管段名称
气流量

取用气流速度

规定最小气流速度

管径

动压力

管段长度

从管道起始端计总压损
并联管段平衡误差
1
平刨
1200
18.9
18
150
218.5
15.4
1+(4×0.15)=1.6
0.13
2.028
3.628
786.96
786.96

0.4

4.3

0.1

3.6

1.6

2.9
2
开榫机侧吸料器
830
18.8
18
125
216.2
0.8
0.8+(3×0)=0.8
0.162
0.1296
0.93
201
201
3
开榫机上吸料器
720
16.3
15
115
162.5
1
1+(0.5×0.15)=1.075
0.158
0.158
1.233
200.2
200.2
4
汇合管段
1550
26.1
18
145
416.64
3.8
0
0.112
0.43
0.93
276.2
201+276.2=477.2
5
开榫机下吸料器
1200
18.9
18
150
218.48
6.4
1+(3×0.15)=1.45
0.13
0.832
2.282
498.6
498.6
6
汇合管段
2750
30
18
180
550.46
3.8
0.15
0.102
0.388
0.54
794.6
794.6
a
主管段
3950
19.2
18
270
225.47
5.8
0
0.06
0.348
0.348
78.5
794.6+78.5=873.1
7
压刨
1200
21.7
17
140
288.01
11.2
1×（2.5×0.15）=1.375
0.138
0.255
1.63
841.2
841.2
b
主管段
5150
19
18
310
220.80
2.6
0
0.054
0.140
0.140
31
873.1+31=904.1
8
铣床
970
22
17
125
296.02
11.6
0.7+(3×0.15)=1.15
0.16
1.856
3.006
889.8
889.8
c
主管段
6120
18.7
18
340
213.88
4.9
0
0.048
0.235
0.235
50.3
904.1+50.3=954.4
9
纵解圆锯
880
21.6
14
120
285.36
12.7
0.8+(2×0.15)=1.1
0.169
2.146
3.246
926.4
926.4
管段序号
管段名称
气流量

取用气流速度

规定最小气流速度

管径

动压力

管段长度

从管道起始端计总压损
并联管段平衡误差
d
主管段
7000
18.6
18
365
211.60
3
0
0.041
0.123
0.123
26
954.4+26=980.4

1.2

4.6

3.8

1.3
10
横截圆锯
980
24.1
14
120
355.24
8.1
1+（3×0.15)=1.45
0.166
1.3446
2.7946
992.7
992.7
e
主管段
7980
18.6
18
390
211.60
3.7
0
0.041
0.1517
1.3017
32.1
980.4+32.1=1012.5
11
带式砂光机上吸料器
900
22.1
12
120
298.72
5
1+(1×0.15)=1.15
0.168
0.84
0.99
594.5
594.5
12
带式砂光机下吸料器
1300
23.5
12
140
337.76
5.4
0.8+(2×0.15)=1.1
0.138
0.7452
1.8452
623.2
623.2
13
汇合管段
2200
32.4
12
155
642.06
4.4
0.15
0.118
0.5192
0.669
429.6
623.2+429.6=1052.8
f
主管段
10180
18.6
18
440
211.60
1.4
0
0.039
0.0546
0.0546
11.6
1052.8+11.6=1064.4
14
细木工带锯

23.1
18
175
326.37
14.6
1.1+(4×0.15)=1.7
0.104
1.5184
3.218
1050.4
1050.4
g
主管段(不涉及旋风分离器)
12180
19.5
18
470
232.57
22.4
3×0.15=0.45
0.03
0.672
1.122
260.9
1064.4+260.9=1325.3