110512通风作业答案

第一章 工业有害物及其防治的综合措施

1.什么是一次尘化作用,二次尘化作用,粉尘在室内扩散的直接原因是什么?

解:

使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用;

一次尘化作用给予粉尘的能量是不足以使粉尘扩散飞扬的,它只造成局部地点的空气污染。二次气流带着局部地点的含尘气流在整个车间内流动,使粉尘散布到整个车间,成为二次尘化作用。

粉尘在室内扩散的直接原因为二次尘化作用。

第二章 控制工业有害物的通风方法

4.某车间体积V =1000m 3

,由于突然发生事故,某种有害物大量散入车间,散发量为350mg/s ,事故发生后10min 被发现,立即开动事故风机,事故排风量为

L =3.6m 3/s 。试问:风机启动后要经过多长时间室内有害物浓度才能降低100mg/m 3以下,(风机启动后有害物继续发散)。

解:

y 0=0 mg/s L =3.6 m 3/s V f =1000 m 3 y 1=350×10×60/1000=210 mg/m 3 y 2=100 mg/m 3 x =350 mg/s

min 178.1028ln

20

1≈=----=

s Ly x Ly Ly x Ly L

V f τ

Tips: 利用P14公式(2-3),注意公式中每个字符的含义。

9.车间通风系统布置如图2-12所示,已知机械进风量G jj =1.11kg/s ,局部排风量G p =1.39kg/s ,机械进风温度t j =20℃,车间的得热量Q d =20kW ,车间的失热量Q h =4.5(t n -t w )kW ,室外空气温度t w =5℃,开始时室内空气温度t n =20℃,部分空气经侧墙上的窗孔A 自然流入或流出,试问车间达到风量平衡、热平衡状态时,(1)窗孔A 是进风还是排风,风量多大?(2)室内空气温度是多少度?

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解:

(1)风量平衡:zp jp zj jj G G G G +=+

即:1.11+0=1.39+G zp G zp =-0.28 kg/s 故:窗孔A 是进风,风量为0.28 kg/s Tips:利用P18,式(2-12),注意正负号的含义。 (2)热平衡:w zj j jj d n p h t cG t cG Q t cG Q ++=+

528.001.12011.101.12039.101.1)5(5.4??+??+=??+-n n t t

℃24.11=n t

Tips: 利用P19,式(2-13),注意识图能力的培养,无循环风部分。

12.某办公室的体积170m 3,利用自然通风系统每小时换气两次,室内无人时,空气中CO 2含量与室外相同为0.05%,工作人员每人呼出的CO 2量为19.8g/h ,在下列情况下,求室内最多容纳人数。

(1)工作人员进入房间后的第一小时,空气中CO 2含量不超过0.1%。 (2)室内一直有人,CO 2含量始终不超过0.1%.

解:

(1)Tips: 非稳态计算,注意公式选择

s m m L /0944.0min /67.560

170

233==?=

12170

0944

.036001>=??=

f

V L

τ,判断是否可以用公式(2-4)进行计算的相应条件。

33/10977.1/977.12

m g l g co ?==ρ由查表获得

3301/9885.010977.1%05.0m g y y =??==

332/977.110977.1001.0m g y =??=

人数为n ,有害物浓度散发量n n x 0055.03600/8.19==(g/s)

)]ex p(1)[(

)ex p(012f

f

V L

y L x V L

y y ττ--++-

= 带入求解人人196.19≈=n (2)Tips: 稳态计算,注意公式选择

L

x

y y +

=02

L y y n )(0055.002-= 得到人人169.16≈=n

第三章 局部排风罩

1.分析下列各种局部排风罩的工作原理和特点。

(1)防尘密闭罩:

其原理是将有害物源全部密闭在罩内,在罩上设有工作孔,从罩外吸入空气,罩内污染空气由上部排风口排出。其中排风量的确定依据进、排风量平衡确定:

4321L L L L L +++=

式中:L ——密闭罩的排风量,m 3/s ;

L 1——物料下落时带入罩内的诱导空气量,m 3/s ; L 2——从孔口或不严密缝隙吸入的空气量,m 3/s ; L 3——因工艺需要鼓入罩内的空气量,m 3/s ;

L 4——在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量,m 3/s 。 特点:

优点:只需较小的排风量就能有效控制有害物的扩散;排风罩气流不受周围气流的影响;缺点:影响设备检修,有的看不到罩内的工作状况。 (2)外部吸气罩

其原理:为保证有害物全部吸入罩内,必须在距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,通过控制风速的确定,确定排风量等参数。

特点:由于工艺条件限制,生产设备不能密闭时,可把排风罩设在有害物源附近,依靠罩口的抽吸作用,在有害物散发地点造成一定的气流运动,把有害物吸入罩内。 (3)接受罩

接受罩在外形上和外部吸气罩完全相同,但作用原理不同。对接受罩而言,罩口外的气流运动时生产过程本身造成的,接受罩只起接受作用。它的排风量取决于接受的污染空气量的大小。接受罩的断面尺寸应不小于罩口处污染气流的尺寸。

特点:是无动力源。

3.流量比法的设计原理和控制风速法有何不同?它们的适用条件是什么?

控制风速法:该计算方法的核心是边缘控制点上的控制风速,依据是实验求得的排风罩口速度分布曲线。

适用条件——没有污染气流的情况下,即L 1=0,主要用于冷过程。

流量比法:该计算方法是通过计算排风罩的流量比,来计算该罩的排风量。

适用条件——用于排风罩口上同时有污染气流和吸气气流的情况,尽量减少周围的干扰。主要用于热过程。

9.有一侧吸罩罩口尺寸为300×300mm 。已知其排风量L =0.54m 3/s ,按下列情况计算距罩口0.3m 处的控制风速。

(1)自由悬挂,无法兰边;(2)自由悬挂,有法兰边;(3)放在工作台上,无

法兰边。

解:

(1)a/b =300/300=1,x /b =300/300=1,则由P35图3-23得:

v x /v 0=0.13;

已知排风量L =v 0F =v 0×(0.3×0.3)=0.54,v 0=6m /s 则v x =0.13×6=0.78 m /s

(2)a/b =300/300=1,x /b =300/300=1,则由P35图3-23得:

v x /v 0=0.13;

已知排风量L =0.75×v 0F = v 0×(0.3×0.3)×0.75=0.54,v 0= 8m /s 则v x =0.13×8=1.04 m /s

(3)b/a =300/600=1/2,x /b =300/300=1,则由P35图3-23得:

v x /v 0=0.15;

已知排风量L =v 0F =v 0×(0.3×0.3)=0.54,v 0=6m /s 则v x =0.15×6=0.9 m /s

Tips: 注意不同罩体结构和放置方法导致的计算特征。

11.有一金属熔化炉(柑埚炉)平面尺寸为600×600mm ,炉内温度t =600℃。在炉口上部400mm 处设接受罩,周围横向风速0.3m/s 。确定排风罩罩口尺寸及排风量。

解:

1)确定是低悬罩还是高悬罩: H =400mm

p A 5.1=900mm

因为p A H 5.1<,所以为低悬罩。

2)求罩口的扩大面积:

因周围横向风速较明显,且热源为等边矩形,则有: A 1=B 1=600+0.5×400=800mm 'F = 0.8×0.8—0.6×0.6=0.28m 2 3)热源的对流散热量

s

kJ s J F t A F t tF Q /96.2/2.2960)6.06.0()20600(7.17.13/43/43/1==??-?=?=?=?=α4)热射流收缩断面上的流量

111.06.096.2167.0167.02/33/12/33/10=??==B Q L m 3/s

已知扩大面积上空气的吸入速度,取值范围0.5~0.75m/s 取v ’为0.5m/s 则:

251.028.05.0111.0''0=?+=+=F v L L m 3/s

第四章 通风排气中粉尘的净化

11.有一两级除尘系统,系统风量为2.22m3/s ,工艺设备产尘量为22.2g/s ,除尘器的除尘效率分别为80%和95%,计算该系统的总效率和排空浓度。 解:

(1)该系统的总效率:%%)%)

99951(801(1)1)(1(121=---=---=ηηη (2)排空浓度:y=

m3/1.0)1(22

.22

.22g =-η 12.有一两级除尘系统,第一级为旋风除尘器,第二级为电除尘器,处理一般的工业粉尘,已知起始的含尘浓度为15g/m3,旋风除尘器效率为85%,为了达到排放标准的要求,电除尘器的效率最小应是多少? 解:

由课本附录查得:一般性工业粉尘排放标准应小于150mg/m 3 根据起始含尘浓度和排放标准(0.15g/m3),可以计算出该除尘系统总效率

%9915

15

.015=??-?=

L L L z η

因为一、二级除尘系统是串联,利用系统总效率公式

)1)(1(121ηηη---=z ,其中%851=η

计算得到电除尘器除尘效率%3.932=η

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解:

该除尘器的全效率

?∞

?+?+?+?+?=?=0

121.0123.099.025.096.017.0925.014.07.0)()(c c c d d f d ηη

=93.3%

14.在现场对某除尘器进行测定,测得数据如下: 除尘器进口含尘浓度 y 1=3200mg/m 3 除尘器出口含尘浓度 y 2

=480mg/m 3

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解:

假设除尘器结构严密,没有漏风;

(1)全效率:%853200

480

3200121121=-=-=-=

y y y Ly Ly Ly η

(2)由分级效率)

()

(1)(1122c c c d d y d d y d ??η-

= 其中:y 1=3200mg/m 3 ,y 2=480mg/m 3

可以得出:粒径(um) 0~5 除尘器分级效率 )(c d η=%5.412.0320078

.04801=??-

5~10 )(c d η=%791.0320014

.04801=??-

10~20 )(c d η=%6.9215.03200074

.04801=??-

20~40 )(c d η=%55.992.03200006

.04801=??-

>40 )(c d η=135

.032000

4801=??-

第六章 通风管道的设计计算

2.一矩形风管的断面尺寸为400x200mm ,管长8m ,风量为0.88m3/s , 在t =20℃的工况下运行、如果采用两钢板成混凝土(K=3.0mm)制风管,试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力。空气在冬季加热至50℃,夏季冷却至10℃,该矩形风管的摩擦阻力有何变化?

解:

(1) 流速当量直径方法:

m b a ab D v 267.02

.04.02

.04.022=+??=+=

s m S G v /11)2.04.0/(88.0/=?==

根据v D ,v ,查附录6,得比摩阻m Pa R m /60=

粗糙度修正系数:397.2)113()

(25.025

.0=?==Kv K τ 382.14397.260=?==r m m K R R Pa/m Pa P m 056.1158382.14=?=? (2)流量当量直径方法:

m b a ab D L 304.0)

2.04.0()2.04.0(

3.1)()(3.125

.0625

.025.0625.0=+??=+= 根据L D ,s m G /88.03=,查附录6,得比摩阻m Pa R m /60=

粗糙度修正系数:397.2)113()

(25.025

.0=?==Kv K τ 382.14397.260=?==r m m K R R Pa/m

Pa P m 056.1158382.14=?=?

(3)比摩阻随空气温度和大气压力的修正 mo B t m R K K R =

冬季:923.0)50

27320273()27320273(

825

.0825.0=++=++=t K t

m Pa R m /275.13923.0382.14=?= Pa P m 2.1068275.13=?=?

夏季:029.1)10

27320273()27320273(

825

.0825.0=++=++=t K t

m Pa R m /799.14029.1382.14=?= Pa P m 39.1188799.14=?=?

3.有一通风系统如图6—29所示。起初只设a 和b 两个排风点。已知

s m L L b a /5.03==,Pa P P bc ac 250=?=?, Pa P cd 100=?。因工作需要,又增设

排风点e ,要求s m L e /4.03=。如在设计中管段de 的阻力de P ?分别为300Pa 和500Pa(忽略d 点三通直通部分阻力),试问此时实际的a L 及b L 各为多少?

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解:

根据节点平衡基本原理,2

ac ac ac L K P =?,

即10005.0/250/2

2==?=ac ac ac L P K Pa.s2/m6

同理,得1000=bc K Pa.s2/m6

s m L L L bc ac cd /13=+=

1001/100/2

2==?=cd cd cd L P K Pa.s2/m6

de P ?=2

222214001000)2(100ac ac ac ac ac cd cd ac dc L L L L K L K P P =+=+=?+?

21400300ac L = 463.0=ac L 21400500ac L = 598.0=ac L

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