第五讲_集气罩的设计

课程设计题目学院专业姓名学号指导教师二O 年月日目录设计总论（1）设计目的 (5)（2）设计原则 (5)（3）设计要求 (5)（4）设计机理 (7)二、设计原始资料 (7)三、型号确定（1）集气罩的类型 (9)（2）集气罩的选择 (9)（3）罩口尺寸的确定 (11)（4）与罩口连接处直管尺确定 (11)四、设计计算（1）集气罩排风量的计算...........................（2）集气罩压力降的计算...........................（3）集气罩的排风速度算............................五、课程设计小结............................. .....六、参考文献.......................................设计总论设计目的①控制空气污染物在车间内外扩散②设计局部通风方法，把污染空气捕集起来经净化后排至室外③对集气罩的结构性能的充分掌握④理论与实际相结合，增强实践能力⑤对除尘系统深入了解，提高空间思维能力（2）设计原则改善有害物质甲苯对工艺和环境污染，尽量减少甲苯排放及危害集气罩尽量靠近污染源并将其吸收起来决定集气罩的安装位置和排气方向决定开口周围的环境条件防止集气罩周围的紊流决定控制风速（3）设计要求①尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内②罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸③罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统④设计应实现原材料、费用最节俭（4）设计机理综述：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。

（1）、吸入气流吸入机理：吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。

第五讲集气罩的设计集气罩是指在矿井或者其他工业生产场所，用于收集矿井或者生产过程中产生的有害气体、烟尘等物质的设备。

集气罩的设计对于保护环境、保障工作人员的健康和安全非常重要。

在设计集气罩时，需要考虑以下几个重点方面：一、收集效率集气罩的主要功能是收集有害物质，因此收集效率是设计的首要考虑因素。

收集效率受到气流动力学、罩口形状、气体速度等因素的影响。

合理的气流设计可以提高收集效率，同时在集气罩的罩口位置设置调节装置，可以根据实际情况调整罩口的大小和位置，以获得最佳的收集效果。

二、气流流向及控制集气罩设计必须使有害气体和烟尘能够顺利流入集气罩，而不会发生逆流现象。

因此在设计中需要考虑气体的流向和控制。

通常会在集气罩的罩口位置设置导流板或者引导装置，将气体引导进入集气罩，避免逆流的发生。

三、罩口形状和大小罩口的形状和大小对于集气罩的收集效果有较大的影响。

一般情况下，罩口的宽度和高度要适当，使得气体能够顺利进入集气罩，并且不会发生逆流。

另外，罩口的形状也需要根据具体的应用场景进行设计，一般情况下会采用圆形、方形或者矩形等形状。

四、材料和制造工艺集气罩的材料选择和制造工艺对于其性能和使用寿命都有重要影响。

一般来说，集气罩需要具备良好的耐腐蚀性和耐磨性，因此常常会选择不锈钢、塑料等材料来进行制造。

同时，制造工艺也需要满足集气罩的要求，例如焊接工艺、折边工艺等都需要考虑进去。

五、维护和清洁集气罩在使用过程中常常会与有害物质接触，因此需要定期进行清洁和维护，以保证其正常运行。

在设计中需要考虑到清洁和维护的便捷性，例如设置清洁孔或者维修孔，方便工作人员进行维护和清洁操作。

综上所述，集气罩的设计涉及收集效率、气流流向与控制、罩口形状和大小、材料和制造工艺以及维护和清洁等方面。

只有综合考虑这些因素，才能够设计出高效、安全、稳定的集气罩，确保工作环境的安全和人体健康。

同时，随着科技的发展，集气罩的设计和制造技术也将不断创新，以适应不同场景和需求的要求。

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。

集气罩设计一、集气罩设计的一般原则集气罩设计的合理，使用较小的排气量就可以有效的控制污染物的扩散。

反之，用很大的排气量也不一定能达到预期的效果。

设计时具体应注意以下几点：1.集气罩应尽可能将污染源包围起来，或靠近污染源，使污染物的扩散控制在最小的范围内，防止或减少横向气流的干扰，以便在获得足够的吸气速度情况下，减少排气量。

2.集气罩的吸气方向应尽可能与污染气流的运动方向一致，以充分利用污染气流的动能。

3.在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积或加法兰边，使其排气量最小。

4.侧吸罩或伞形罩应设在污染物散发的轴心线上。

罩口面积与集气管断面积之比最大为16：1；喇叭罩长度宜取集气管直径3倍，以保证罩口均匀吸风。

如达不到均匀吸风时可多设几个吸气口，或在集气罩内设分隔板、挡板等。

5.不允许集气罩的吸气流经过人的呼吸区再进入罩内。

气流流程内不应有障碍物。

6.集气罩的结果不应该放妨碍工人操作和设备检修。

二、集气罩设计的程序设计集气罩的程序一般是，先确定集气罩的结构尺寸和安装位置，再确定抽气量，最后计算压力损失。

集气罩尺寸一般是按经验确定的。

有关设计手册中给出了各种集气罩的参考尺寸。

在无参考尺寸时，可参照下列条件确定，排气罩的罩口尺寸不应小于罩子所在位置的污染无扩散的断面面积。

若设集气罩连接直管的特征尺寸为D（圆管为直径，矩形管为短边），污染源的特征尺寸为E（圆形为直径，矩形为短边），集气罩距污染源的垂直距离为x，集气罩口的特征尺寸为W，则应满足D:E>0.2，1.0<W：E<2.0，x:E<0.7（如影响操作可适当增大）。

三、集气罩的吸气量设计1.外部吸气罩外部吸气罩是通过罩口的抽吸作用在距离吸气口最远的有害物散发点（即控制点）上造成适当的空气流动，从而把有害物吸入罩内的。

控制点的空气运动速度称为控制风速（也叫吸入风速），根据经验我们一般按照表1确定控制风速。

表1 不同情况下控制点的控制风速vx有了控制风速过后，我们就可以根据气流运动规律推出需要多大的排气量L才可以在控制点形成控制风速：对于无边的圆形或矩形（长宽比大于或等于0.2）吸气口v0 / v x = (10x2+F) / F对于有边的圆形或矩形（长宽比大于或等于0.2）吸气口v0 / v x =0.75[ (10x2+F) / F]v0 ------------吸气口的平均流速m/sv x ------------控制点的吸入流速m/sx -------------控制点到吸气口的距离m所以前面无障碍四周无边或有边的圆（矩）形吸气口的排风量可按下列公式计算：四周无边L=v0F=(10x2+F) v x m3/s四周有边L=v0F=0.75(10x2+F)v x m3/s2.热源上部接受式排风罩接受式排风罩的特点是，污染气流的运动是产生过程本身造成的，接受罩只起接受作用，它的排风量取决于接受的空气量的大小。

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。

课程设计题目学院专业姓名学号指导教师二O 年月日目录一、设计总论（1）设计目的 (5)（2）设计原则 (5)（3）设计要求 (5)（4）设计机理 (7)二、设计原始资料 (7)三、型号确定（1）集气罩的类型 (9)（2）集气罩的选择 (9)（3）罩口尺寸的确定 (11)（4）与罩口连接处直管尺确定 (11)四、设计计算（1）集气罩排风量的计算........................... （2）集气罩压力降的计算........................... （3）集气罩的排风速度算............................五、课程设计小结............................. .....六、参考文献.......................................一、设计总论（1）设计目的①控制空气污染物在车间内外扩散②设计局部通风方法，把污染空气捕集起来经净化后排至室外③对集气罩的结构性能的充分掌握④理论与实际相结合，增强实践能力⑤对除尘系统深入了解，提高空间思维能力（2）设计原则①改善有害物质甲苯对工艺和环境污染，尽量减少甲苯排放及危害②集气罩尽量靠近污染源并将其吸收起来③决定集气罩的安装位置和排气方向④决定开口周围的环境条件⑤防止集气罩周围的紊流⑥决定控制风速（3）设计要求①尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内②罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸③罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统④设计应实现原材料、费用最节俭（4）设计机理综述：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。

（1）、吸入气流1.1 吸入机理：吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。

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）。

集气罩的设计范文集气罩是一种装置，用于将气体集中到指定区域，以便进行处理或利用。

它在很多领域中被广泛应用，包括环境保护、工业排放控制、研究实验等。

一个有效的集气罩设计可以帮助提高气体收集效率，降低耗能，并确保操作人员的安全。

本文将探讨集气罩的设计原理、关键要素以及一些常见的改进方法。

首先，集气罩的设计原理是基于气体的运动规律。

气体在大气中的扩散是一个熵增的过程，即气体分子会从高浓度区域向低浓度区域扩散。

因此，集气罩需要将气体周围的空气阻止进入，以维持高浓度气体区域。

为了实现这一点，集气罩通常会采用密封材料和空气流动控制的方法来防止外部空气的干扰。

其次，集气罩的设计要考虑以下几个关键要素。

首先是集气区域的大小和形状。

集气区域应该足够大，以容纳需要收集的气体，并确保气体的均匀分布。

此外，集气区域的形状也需要根据具体应用来确定，以最大限度地提高收集效率。

另一个关键要素是罩口的位置和大小。

罩口应该位于气体源的近似位置，以便快速捕集气体。

罩口的大小应根据气体产生速率和扩散范围来确定，以最大限度地减少气体的泄漏。

此外，集气罩的材料选择也是一项重要的设计考虑因素。

材料需要具备良好的耐腐蚀性能，并能承受高温、高压等恶劣条件。

同时，材料的表面光滑度也会影响气体的流动性能，从而影响收集效率。

在集气罩的设计过程中，还可以采取一些改进方法来提高其性能。

例如，可以通过增加气流速度来增强气体的收集效果。

这可以通过在集气罩内部设置风扇或气流引导装置来实现。

另外，加热集气罩的方式可以提高气体的可收集性，因为加热后的气体会产生对流，帮助将气体引导到集气区域。

除了上述的设计原则和改进方法，还需要考虑集气罩的操作和维护。

操作人员应该接受相关培训，了解如何正确使用集气罩，并采取必要的安全措施。

此外，集气罩的维护也需要定期进行，包括清洁、更换密封件等工作，以确保其长期稳定运行。

综上所述，一个有效的集气罩设计需要考虑气体运动规律、集气区域大小和形状、罩口位置和大小、材料选择以及一些改进方法等。