通风工程学复习资料1.doc

密度 单位体积空气所具有的质量湿空气的密度是1m3空气中所含干空气质量和水蒸汽质量的和比体积 单位质量的气体所具有的体积压力 大气压力等于各组分气体的分压力之和绝对湿度 单位体积空气中所含水蒸气的质量 v相对湿度 同温度下，单位体积空气中实际含有的水蒸气量与饱和水蒸气含量之比相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度，也称饱和度含湿量 含有1千克干空气的湿空气中所含水蒸气的质量，用d表示一氧化碳 无色无味气体；与人体血液中血色素的亲和力比氧大150300 倍；吸入一氧化碳后会阻止血色素与氧的亲和，使人体缺氧，引起窒息中毒.二氧化硫 无色有强烈硫磺味的气体，是一种活性毒物。对眼睛有强烈刺 激；危害皮肤；特别对呼吸器官有强烈腐蚀作用，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时引起肺水肿.氮氧化物 主要指NO和NO2，来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。是棕红色气体，有强烈的刺激气味，对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激和腐蚀 作用，严重时引起肺水肿甲烷 无色、无味、无臭的气体，浓度较高时，会引起窒息。具有一定浓度并遇高温会爆炸。甲醛 无色有强烈刺激性气味的气体，对人的皮肤、眼结膜、呼吸道粘膜等有刺激作用，可导致流泪、头晕、头痛、乏力、视物模糊等苯蒸气 苯是挥发性极强的无色液体。进入人体的途径是呼吸道或皮肤表面，急性苯中毒主要表现为中枢神经系统麻醉作用，轻者表现为兴奋、步态不稳、头昏、头痛、恶心、呕吐等，重者昏迷或出现抽搐，甚至呼吸、心跳停止。慢性苯中毒主要对神经系统和造血系统的损害，表现为头痛、头昏、失眠，白血球减少、血小板减少。汞蒸气 汞是挥发性液体金属，常温下挥发成汞蒸气，是剧毒物质。通过呼吸道或胃肠道进入人体中毒，急性中毒主要对消化器官和肾脏损害，慢性中毒则表现在神经系统，产生易怒、头痛、记忆力减退或造成营养不良、贫血和体重减轻等铅蒸气 铅是有毒的金属，人体吸入铅蒸气，会损害消化系统、造血系统和神经系统粉尘的概念 指因机械过程（破碎、筛分、运输等）物理化学过程（冶金、燃烧、金属焊接等）而产生的，粒径一般在1mm以下的微细固体颗粒的总称粒径 表示固体颗粒大小的尺寸。 粉尘对人体的危害很大程度上取决于颗粒大小粉尘粒度： 所有粉尘颗粒的平均直径或中位径（质量中位径和计数中位径）粉尘浓度 单位体积空气中所含粉尘的量 质量法 单位体积空气中所含粉尘的质量 计数法 单位体积空气中所含尘粒的个数 粉尘浓度的大小直接影响粉尘危害的严重程度，是衡量工作环境的劳动卫生状况和评价防尘技术效果的重要指标分散度（粒度分布） 指在不同粒径范围内粉尘所含的个数或质量占总粉尘的百分比。 颗粒分散度 质量分散度 微细颗粒占的百分比大，表示分散度高真密度 单位实际体积粉尘的质量（粉尘实际体积，不包括粉尘之间的空隙）堆积密度 粉尘呈自然堆积状态下单位体积粉尘的质量粉尘的粘附性 尘粒附着在固体表面上或尘粒彼此互相附着的现象粉尘比电阻指自然堆积的断面积为1cm2、高为1cm的粉尘柱，沿高度方向测得的电阻值粉尘爆炸的条件：1）粉尘本身具有爆炸性 2）粉尘悬浮在一定含氧量的空气中，并达到一定浓度 3）有足以引起粉尘爆炸的起始能量（点火源）影响粉尘爆炸的主要因素1） 粉尘的化学组分及性质2）粒度和分散度3）氧含量4）灰分及水分5）可燃气含量6）点火能量7）粉尘粒子形状和表面状态按通风动力分：自然通风 是指自然因素作用而形成的通风现象。 机械通风 是指依靠通风机械设备作用使空气流动，造成有限空间通 风换气的方法通风的作用范围：局部通风 对局部地点或区域进行通风换气。 局部排风系统和局部送风系统 全面通风 在指定空间内，对整个空间均进行通风换气按用途分：工业与民用建筑通风 建筑防烟与排烟 事故通风按通风机械设备的工作方法分： 压人式通风 抽出式通风 混合式通风 通风阻力包括摩擦阻力和沿程阻力摩擦阻力 根据流体力学，无论是层流还是紊流，圆形风道的摩擦阻力为将风道长度为1米的摩擦阻力称为比摩阻，用hb表示局部阻力减少通风阻力的措施减少通风摩擦阻力的措施： 减少通风局部阻力的措施：较小相对粗糙度 尽量避免风道断面的突然变化保证有足够大的风道断面 风流分叉或汇合处连接合理选用断面周长较小的风道 尽量避免风流急转弯较少风道长度 降低出口流速避免风道内风量过于集中 风道与风机的连接要合理风量平衡定律根据质量守恒定律，在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量风压平衡定律 根据能量守恒定律，如回路中没有附加动力，则不同方向的风流的风压或通风阻力必然平衡或相等 如回路中有附加动力，则它们的风压或阻力代数和等于附加动力产生风压的代数和通风阻力定律阻力平方区流动摩擦阻力定律 风流流动处于紊流粗糙区时，如摩擦风阻一定摩擦阻力与风量的平方成正比通风网路基本形式串联风路 两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路并联风路 由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网路角联风路 内部存在角联分支的通风网路复杂风路 至少包含以上两种或以上简单风路的通风网路通风网路的特性串联风路的特性 总风量等于各分支的风量,如各风支的空气密度相同如系统中无位能差和附加通风动力，则总风压等于各分支风压之和阻力平方区流动的总风阻等于各分支风阻之和并联风路特性 总风量等于各分支的风量之和如系统中无位能差和附加通风动力，则总风压等于各分支风压阻力平方区流动并联风路总风阻与各分风阻的关系阻力平方区流动角联风路特性在角联风路中，角联分支的风向取决于其始、末节点间的压能差； 风流有能位高的节点流向能位低的节点； 当两节点能位相同时，风流停滞； 当始节点能位低于末节点能位时，风流反向。 对于无压源回路1、3、4、2 节点2与节点3之间的压能差为 则全面通风量的计算全面通风量 在房间气流组织合理，有害物质源连续均匀散发有毒物质的条件下，把散发的有害物质稀释到卫生标准规定的最高排放浓度以下所需的风量稀释有害物所需的全面通风量考虑室内有害物的分布及通风气流不均匀等因素，引入安全系数K，K310排出余热所需风量 排出余湿所需的风量换气次数 通风量与通风房间体积的比值风量平衡与热量平衡无论采用那种通风方式，单位时间进入室内的空气质量和同一时间内排出的空气质量保持相等空气质量平衡使通风房间空气温度保持稳定，需使室内的总得热量等于总失热量热量平衡采用机械送、排风系统和自然通风系统时，热平衡方程自然通风 由有限空间内外空气的密度差、大气运动、大气压力差等自然因素引起的有限空间内外空气能量差促使有限空间的气体流动并与大气交换的现象自然通风的作用原理开窗厂房，窗口内外存在的压力差是造成空气流动的原因，且认为孔口内外压力差全部消耗在空气通过孔口的阻力上室内空气柱的温度高，密度小；室外空气柱的温度低，密度大。室内外单位面积空气柱的重量差，使室外静压大于室内静压，空气流入室内。与室内热源进行热交换，产生气体膨胀，在空气浮力作用下，低温气体热膨胀向上运动，从天窗流出，产生自然通风自然通风计算排出余热的通风量 排气温度根据空气平衡方程吸气罩理论风量计算吸入口气流的运动规律一个敞开的管口是最简单的吸气口，当吸气口面积较小时可视为点汇，根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口的吸气量圆： 半圆四周无法兰边的圆形吸气口 四周有法兰边的圆形吸气口以上两式只适用于 场合。罩口四周无法兰边 罩口四周有法兰边 工作台上侧吸罩宽长比小于0.2的条缝形吸气口的排风量自由悬挂无边 自由悬挂有边或无边放在工作台上有边放在工作台上 外部排尘罩前方有障碍物时风量计算热源上部接受式排气罩当 时，AP是热源水平投影面积在H/B=0.97.4范围内，不同高度上热射流的流量，某一高度上热射流的断面直径根据安装高度H不同，接受罩分为低悬罩 和高悬罩 低悬罩的罩口尺寸：对横向气流影响较大场合，排风罩口尺寸比热源尺寸扩大150200mm对横向气流影响较小时，圆形 矩形高悬罩的罩口尺寸接受式排气罩的排风量按流量比法热源上部的排尘罩风量为密闭罩排风量的确定通风柜排气量的确定无热源或发热量不大发热量大时槽边排风罩的排气量计算高截面单侧 低截面单侧高截面双侧 低截面双侧高截面周边 低截面周边简单的吹吸罩的计算方法决定单位槽面排风量吸气罩排气量通风机械类型1）按气流运动方向分类离心式通风机 气流进入旋转的叶片通道，在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动 （1）前倾式 （2）后倾式 （3）径向式轴流式通风机 气流轴向进入风机叶轮后，在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流出的通风机 特点：流量大，体积小，压头低斜流式（混流式）通风机 气流方向处于轴流式和离心式之间，近似沿锥面流动。 压力系数比轴流风机高，流量系数比离心式风机高横流式通风机 其内有一个筒形的多叶叶轮转子，气流沿着与转子轴线垂直的方向，从转子一侧的叶栅进入叶轮，然后穿过叶轮转子内部，通过转子另一侧的叶栅流出。 风机动压高，气流不乱，但效率低。 2）按产生风流的方式分：叶轮旋转式、流体射流式3）按比转速（单位流量和压力所需的转速）大小分：低比转速（1130）、 中比转速（30 60）、高比转速（6081）4） 按用途分：一般通风机、排尘通风机、高温通风机、防爆通风机、防腐通风机、 消防用排烟通风机、屋顶通风机工况点 通风机个体特性曲线与矿井或管道的风阻特性曲线在同一坐标图上的交点。工况点的合理工作范围使通风机安全、经济运行，它在整个服务期内的工况点必需在合理的范围内。从经济角度看，通风机的运行效率不应低于60；从安全角度考虑，轴流风机的工况点必需位于驼峰点的右下侧、单调下降的线段上。工况点的调节使通风机经济运行，需适时调节工况点。实质上，工况点的调节，就是供风量的调节A、改变通风机特性曲线特点：系统总风阻不变，改变通风机特性，工况点沿风阻特性曲线移动。调节方法:（1）改变风机转速 （2）前导器调节 装有前导器的离心式风机，可改变前导器叶片转角调节风量 （3）叶片安装角调节 轴流风机可采用改变叶片安装角调节风量。 （4）改变叶片数目改变风阻特性曲线特点：通风机特性曲线不变，系统工作阻力改变，工况点沿通风机特性曲线移动调节方法：（1）减风调节;增阻调节、对轴流风机可采用增大外部漏风的方法 （2）增风调节：减小系统总风阻、当外部漏风较大时，采用堵塞外部漏风的措施 （3）通风机串联工作：风机的风压之和等于网路总风阻，网路的总风量等于每台风机的风量（没有漏风） （4）通风机并联工作：通风机的静压相同等于网路风阻，网路风量为风机风量之和风机的风量 风机的风压 通风网路总阻力ht 风机装置阻力hr，一般为150200Pa 出口动压损失hv 与通风机通风方向相反的自然风压hn除尘器 含尘气体处理量 漏风率全效率 同一时间内除尘器捕集的粉尘质量占进入除尘器的粉尘质量的比值分级效率 某一粒径范围的粉尘的除尘效率质量分级效率浓度分级效率不漏风多级除尘器的总效率除尘器阻力 进出口处的涡流，除尘器内部的涡流，造成的风流能量损失沉降除尘器除尘原理 利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使粉尘自然沉降惯性除尘器惯性除尘器除尘原理 利用惯性力的作用，使粉尘从气流中分离旋风除尘器除尘原理 利用含尘气体作旋转运动时，粉尘的离心力比气流的离心力大而分离影响性能因素： 进口风速1025m/s 筒体和锥体高度 直径的5倍 筒体和排气管的直径 除尘器底部的严密性 进口和出口形式 粉尘参数袋式除尘器袋式除尘器除尘原理 筛滤、惯性碰撞、截留、扩散、静电影响袋式除尘器效率的因素A过滤风速 过滤风速0.26m/min。过大，增加阻力、降低效率；过小，影响处理能力B通风阻力 重要的技术经济指标，决定除尘器能耗、清灰的时间间隔。取决于结构形式、 滤料特性、过滤速度、粉尘性质和浓度、清灰方式、气体的温度和黏度C过滤材料及编织D清灰方式静电除尘器影响电除尘器的除尘效率的主要因素A、粉尘比电阻 影响粉尘比电阻的是含尘气体的湿度和温度B、含尘气体的特性 烟气温度、压力、成分、湿度、含尘浓度、断面气流速度和分布C、火花放电频率 防止击穿，又维持高的运行电压D、操作因素 伏安特性、漏风率、二次飞扬E、结构因素 F、清灰通风设计与调节营运隧道通风系统类型根据通风风流的流向和气流组织，铁路、公路营运隧道通风系统可分为纵向式、全横向式、半横向式、横向-半横向式通风系统使阻力平衡（1）调整支管管径(2)增大风量 当两支管的阻力相差不大时（20%内），可不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当加大，达到阻力平衡。（3）阀门调节 改变阀门开度，调节管道阻力通风风量的调节通风风量的调节措施有多种，从通风能量的角度可分为：增能调节 耗能调节 节能调节从通风风量调节的范围分：局部风量调节 系统风量调节增阻调节法 预先计算调节风窗开口的断面积，然后用调节风窗的可移的窗板来改变窗口的面积，从而改变风道中的局部阻力，调节风道的风量减阻调节法 通过在风路中采取降阻措施，降低风路的通风阻力，从而增大与该风路处于同一通路中的风量，或减小与其并联通路上的风量。调节措施：扩大风道断面或增大阀门开启度； 降低摩擦阻力系数； 消除风道中的局部阻力物； 采用并联风路； 缩短风流路线的总长度等。增能调节法 主要采用辅助风机增加通风能量的方法当风路总风量不足或过剩时，需调节总风量，即调整主要通风机的工况点。1)改变主风机工作特性 2)改变风道总风阻值喷雾降尘 指水在一定的压力作用下，通过喷雾器的微孔喷出形成雾形水滴并与空气中的浮尘接触而捕捉沉降的方法。影响喷雾除尘效果的因素：1）喷雾作用范围与质量。 2）喷雾器安装位置和空气参与雾化作用的量 3）供水压力和喷雾嘴型式 4）水质物理化学降尘 指采用物理化学的方法来减少浮尘的产生。主要方法：湿润剂减降尘、泡沫降尘、磁水降尘、预荷电喷雾降尘和高压静电控尘。粉尘爆炸的防止与隔绝1）防止粉尘爆炸的技术措施粉尘爆炸必须同时具备三个条件： 粉尘本身具有爆炸性； 粉尘悬浮在一定氧含量的空气中并达到一定浓度； 有足以引起粉尘爆炸的点火源 。采取措施：添加惰性气体或粉体； 防止落尘再次飞扬； 采取各种减少粉尘产生和降尘的措施，防止粉尘浓度超限； 消除引火源。A、添加惰性气体或粉体惰性气体作用： 隔绝空气；如易燃固体的压碎、研磨、筛分、混合和输送等工艺过程，可在惰性气体的覆盖下进行。降低空气中的含氧量，使其降到极限氧浓度一下。 常用惰性气体：N2、CO2、水蒸气、卤化径惰化粉体的作用： 增加有爆炸性粉尘的灰分，阻挡粉尘爆炸形成过程的热辐射，破坏链反应，防止粉尘爆炸。 常用惰化粉体的材料：石灰岩粉，泥岩粉。B、消除引火源引起粉尘爆炸的引火源：明火、摩擦和冲击、电火花等。生产性明火：如焊接、切割、锅炉、加热炉、烟囱中的火星或火焰非生产性明火：烟头、火柴引起常用措施： 在有火灾或爆炸危险的场合，禁止吸烟和携带火柴、打火机等。 在有火灾或爆炸危险的场合，不得使用蜡烛或普通灯具等明火照明； 在工艺过程中，加热易燃液体时应加热水、水蒸气或密闭的电路及安全的加热设备 在对设备检修前，应严格执行动火制度。消除摩擦或撞击火花消除电火花火源2、控制粉尘 爆炸扩大的技术措施控制地面场所粉尘爆炸扩大的技术措施： 安设阻火装置 安设爆炸片 工艺及设备设计上控制粉尘爆炸扩大温度的测定，常用的测量仪：水银温度计：摄氏温度，常用。结构简单、价格便宜精度高易损坏。使用范围-35360。热电偶温度计：灵敏度高、量程宽、使用方便。高温烟道测试中应用广。电阻温度计：包括金属电阻温度计和半导体电阻温度计，测量范围-260600.红外线温度计空气湿度测定 常用的测量仪干湿球湿度计、伸缩式湿度计、露点湿度计、电