通風與除塵計算機輔助設計系統研究與開發

摘 要：本文研究了計算機輔助通風系統設計在國內外的研究現狀和發展趨勢，在系統總結通風除塵系統設計理論知識的基礎上，運用編程軟件研發通風與除塵計算機輔助設計系統。作者研發設計的通風除塵計算機輔助設計系統，包括風量選擇、軸測圖繪制、管道水力計算、除塵器和風機的選擇等模塊。可以實現從管道風速的選擇、管徑的確定、摩擦阻力及局部阻力的計算到除塵器、風機的選擇的全部設計過程，軟件切實可行，大大提高了設計的效率和準確性。

關鍵詞：通風與除塵；計算機輔助設計；管道水力計算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.136

1 引言

近年來，信息化建設在各行業取得了飛速發展，本文運用計算機設計語言程序，對通風與除塵計算機輔助系統進行研究與開發，利用先進的計算機技術、編程軟件，結合現有除塵與通風系統設計理論，改變以往傳統的復雜、繁瑣設計方式，研發建立新的智能化、自動化、標準化的設計程序。實現從管道風速的選擇、管徑的確定、摩擦阻力及局部阻力的計算到除塵器、風機的選擇的全部設計過程，可以大大提高設計的效率和準確性，同時可以實現資源共享，提高生產效率，縮短設計周期。

2 通風與除塵系統設計步驟

通風與除塵系統的一般設計步驟如下：

（1）收集通風除塵系統設計資料；

（2）確定污染源的數量、分布以及污染物產生的原因、污染物特性；

（3）確定每一污染源所需的排風量；

（4）設計除塵風網，確定除塵風網系統的類型和風網的組數；

（5）確定每一組除塵風網中除塵器的類型，初步選擇風機；

（6）在工藝流程圖上繪制除塵風網系統圖；

（7）確定每一組風網中通風管道的走向、風機和除塵器的位置；

（8）繪制除塵風網布置草圖；

（9）繪制除塵風網軸測圖，標注主要參數；

（10）進行除塵系統的阻力計算，并最終確定風機類型；

（11）繪制通風除塵系統設計圖。

3 系統軟件開發

3.1 通風與除塵輔助設計系統的功能模塊

3.2 軟件各功能模塊介紹

3.2.1 風量

本功能模塊給出了碾磨破碎設備的多種型號，選中需要查詢的設備類型，其所需的排風量自動顯示。同時，本功能模塊還可查詢其它設備的排風量，單擊“其它設備”，彈出其它設備的排風量窗口，可供查詢。

3.2.2 軸測圖

調用AutoCAD繪制通風除塵系統的軸測圖及風網布置草圖，并標注各管段的風量、風速、管徑和局部阻力系數等重要性能參數。

3.2.3 管道水力計算

下拉菜單的功能包括：管道水力計算表、風速、管徑、比摩阻計算和局部阻力系數。進行通風除塵系統各管段的阻力計算，并聯管路的阻力平衡。如下圖所示：

本功能模塊包含的功能有：各管段水力計算表、風量分配、管長、管徑、風速、比摩阻、局部阻力系數、阻力平衡、平衡調節、計算總阻力、增設管段、導出數據和導入數據。

（1）單擊“風量”或“管長”，彈出已畫好的軸測圖，從中查詢各管段的風量和管長。

（2）單擊“風速”、“管徑”、“比摩阻”、“局阻系數”，分別彈出“風速選擇”、“管徑的計算及選擇”、“比摩阻計算”、“局部阻力系數計算”功能窗口。

（3）單擊“阻力平衡”彈出“阻力平衡的判斷”窗口。

（4）分別輸入并聯管路的阻力，單擊“判斷”，在黃色區域顯示結果，若平衡單擊“返回”即可，若不平衡則自動彈出“并聯管路阻力調平”窗口，即可進行阻力平衡的調整。

單擊“平衡調節”，彈出“并聯管路阻力調平”窗口，分別輸入并聯管路的管徑和阻力，單擊“調整”，即可計算出調整后管徑（B）的計算值，在橙色區域顯示。然后在給出的圓形風管規格中選定標準管徑，返回即可。

（5）單擊“計算總阻力”，計算各管段的動壓、摩擦阻力、局部阻力和管段總阻力。

（6）單擊“導出數據”，將計算表中的數據導出到Excel表格中。

3.2.4 除塵器

在本功能模塊輸入車間含塵濃度、排放允許濃度和系統風量，單擊“計算”，得到所需的凈化效率和除塵器風量，據此選擇合適的除塵器類型。單擊“查詢”，查詢所列除塵器類型的性能參數。

3.2.5 通風機

在本功能模塊輸入系統風量、阻力，單擊“計算”，得到風機的

（下轉第83頁）

（上接第147頁）

風量和風壓，據此選擇風機類型。單擊“選擇風機”，彈出“通風機選型”窗口，根據所列通風機類型，查詢相應的性能參數，選擇合適的通風機。

3.2.6 幫助

為軟件的使用者提供幫助，包括軟件的使用步驟和應用實例參考。

4 結論與展望

本文研究了的通風與除塵系統設計過程，并選擇假定風速法作為通風除塵系統的設計方法。研究了除塵系統的分類及特點、通風管道的水力計算以及除塵器和通風機的選擇等基本理論，為軟件的研發提供了充分的理論依據。

本文研發設計的通風與除塵計算機輔助設計系統，可以實現從管道風速的選擇、管徑的確定、摩擦阻力及局部阻力的計算到除塵器、風機的選擇的全部設計過程，大大提高了設計的效率和準確性。

通風與除塵計算機輔助設計系統有廣闊的應用前景，計算機輔助程序在通風除塵系統設計中能發揮極其重要的作用。在作者研發設計的基礎上對AutoCAD進行二次開發制作針對于通風除塵系統的專業繪圖軟件，使得軟件具備自動繪圖功能，是可以進一步深入研究開發的方向。

參考文獻：

[1]孫一堅.工業通風[M].第三版，北京：中國建筑工業出版社，2005.

[2]孫熙，柳靜獻.除塵技術基礎[M].沈陽：東北大學出版社，2003.

[3]吳建章，李東森.通風除塵與氣力輸送[M].北京：中國輕工業出版社，2009.

[4]馮永芳.實用通風空調風道計算法[M].北京：中國建筑工業出版社，1995.

[5]孫一堅.簡明通風設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[6]張殿印，王純.除塵工程設計手冊[M].第二版，北京：化學工業出版社，2010.

[7]高春艷，李俊民，劉彬彬.Visual Basic應用開發完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.

作者簡介：劉廣軒（1986-），男，河南人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：企業安全技術及管理、企業通風與除塵、生物質燃氣燃爆特性及安全技術。