工业通风典型习题讲解

1 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 个别学生中常见问题 概念问题 1 把二次尘化作用简单的理解为 粉尘从一个地点扩散到另一个地点的过 程 2 将粉尘在室内扩散的原因写成 一次尘化和二次尘化的综合作用 第二章 控制工业有害物的通风方法 4 某车间体积V 1000m3 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 6m3 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 m3以下 风机启动后有害物继续发散 解 y0 0 mg s L 3 6 m3 s Vf 1000 m3 y1 350 10 60 1000 210 mg m3 y2 100 mg m3 x 350 mg s min17 8 1028ln 02 01 s LyxLy LyxLy L Vf 利用利用 P14 公式 公式 2 3 同学常见问题 此题绝大多数的同学是正确的此题绝大多数的同学是正确的 计算错误计算错误 有一同学选用有一同学选用 P14公式公式 2 4 进行解答 有两位同学计算错误 进行解答 有两位同学计算错误 9 车间通风系统布置如图 2 12 所示 已知机械进风量Gjj 1 11kg s 局部排 风量Gp 1 39kg s 机械进风温度tj 20 车间的得热量Qd 20kW 车间的失 2 热量Qh 4 5 tn tw kW 室外空气温度tw 5 开始时室内空气温度tn 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 解 1 风量平衡 zpjpzjjj GGGG 即 1 11 0 1 39 Gzp Gzp 0 28 kg s 故 窗孔 A 是进风 风量为 0 28 kg s 利用利用 P18 式 式 2 12 2 热平衡 wzjjjjdnph tcGtcGQtcGQ 528 0 01 1 2011 1 01 1 2039 1 01 1 5 5 4 nn tt 24 11 n t 利用利用 P19 式 式 2 13 学生常见错误 风量平衡方程和热平衡方程都对 做题思路清晰 风量平衡方程和热平衡方程都对 做题思路清晰 概念错误概念错误 将 将 2 中所求平衡时的温度 中所求平衡时的温度 tn在在 1 01 1 39 tn一项中认为是已知的一项中认为是已知的 20 导 导 致计算错误 致计算错误 12 某办公室的体积 170m3 利用自然通风系统每小时换气两次 室内无人时 空气中CO2含量与室外相同为 0 05 工作人员每人呼出的CO2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CO2含量不超过 0 1 3 2 室内一直有人 CO2含量始终不超过 0 1 解 1 smmL 0944 0 min 67 5 60 1702 33 12 170 0944 0 36001 f V L 33 10977 1 977 1 2 mglg co 33 01 9885 0 10977 1 05 0 mgyy 33 2 977 1 10977 1 001 0 mgy 人数为 n 有害物浓度散发量 g s nnx0055 0 3600 8 19 exp 1 exp 012 ff V L y L x V L yy 带入求解人人19 6 19 n 2 L x yy 02 得到Lyyn 0055 0 02 人人16 9 16 n 学生常见问题 公式选用基本正确 个别计算错误 大多由于代入的单位比较混乱导致的 概念错误 有两位同学没完全理解 2 中 co2 含量始终不超过 0 1 的含义 仍选 用 1 所用的公式 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 4321 LLLLL 式中 L 密闭罩的排风量 m3 s L1 物料下落时带入罩内的诱导空气量 m3 s L2 从孔口或不严密缝隙吸入的空气量 m3 s 4 L3 因工艺需要鼓入罩内的空气量 m3 s L4 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 m3 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 学生常见问题 概念问题 以上 3 种局部排风罩特点都知道 原理部分大部分同学没写 写的又不太完 整 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 L1 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 学生常见问题 概念问题 基本正确 有些回答不太完整 9 有一侧吸罩罩口尺寸为 300 300mm 已知其排风量L 0 54m3 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 vx v0 0 13 已知排风量 L v0F v0 0 3 0 3 0 54 v0 6m s 则 vx 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 vx v0 0 13 已知排风量 L 0 75 v0F v0 0 3 0 3 0 75 0 54 v0 8m s 则 vx 0 13 8 1 04 m s 5 3 b a 300 600 1 2 x b 300 300 1 则由 P35 图 3 23 得 vx v0 0 15 已知排风量 L v0F v0 0 3 0 3 0 54 v0 6m s 则 vx 0 15 6 0 9 m s 学生常见问题 计算问题 由于题中所给的是等边矩形吸气口 不少同学按照圆形吸气口计算公式来做 有的是读错图上数据 总的来说 做题的效果不是特别好 0 v vx 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 900mm p A5 1 因为 所以为低悬罩 p AH5 1 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 A1 B1 600 0 5 400 800mm 0 8 0 8 0 6 0 6 0 28m2 F 3 热源的对流散热量 skJsJFtAFttFQ 96 2 2 2960 6 06 0 20600 7 17 1 3 43 43 1 4 热射流收缩断面上的流量 m3 s111 0 6 096 2 167 0 167 0 2 33 12 33 1 0 BQL 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 m3 s251 0 28 0 5 0111 0 0 FvLL 学生常见问题 计算问题 1 罩口扩大面积求解错误 正方形错按圆形来计算 2 计算热射流收缩断面上的流量时 错误选用不同高度上热射流的流量的计 算公式 p44 3 26 有几个同学在 4 中代入 Q 数据时 直接代入的是 2960J s 3 选用 0 3m s 没在 0 5 0 75m s 之间 v 6 7 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 1 21 2 排空浓度 y m3 1 0 1 22 2 2 22 g 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 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 99 15 15 0 15 L LL z 因为一 二级除尘系统是串联 利用系统总效率公式 其中 1 1 1 21 z 85 1 计算得到电除尘器除尘效率 3 93 2 学生常见问题 计算错误 做题思路清晰 但把一般性工业粉尘排放标准应小于 150mg m 认为是 10mg m 或者 200mg m 13 某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据 粒径 um 0 55 1010 2020 40 40 分级效率 实验粉尘的分组质量百分数 70 14 92 5 17 96 25 99 23 100 21 求该除尘器的全效率 解 该除尘器的全效率 0 1 21 0 123 0 99 0 25 0 96 0 17 0 925 0 14 0 7 0 ccc ddfd 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 y1 3200mg m3 除尘器出口含尘浓度 y2 480mg m3 除尘器进口和出口管道内粉尘的粒径分布为 粒径 um 0 55 1010 2020 40 40 8 除尘器前 除尘器后 20 78 10 14 15 7 4 20 0 6 35 0 计算该除尘器的全效率和分级效率 解 假设除尘器结构严密 没有漏风 1 全效率 85 3200 4803200 1 21 1 21 y yy Ly LyLy 2 由分级效率 其中 y1 3200mg m3 y2 480mg m3 1 11 22 c c c ddy ddy d 可以得出 粒径 um 0 5 除尘器分级效率 c d 5 41 2 03200 78 0 480 1 5 10 c d 79 1 03200 14 0 480 1 10 20 c d 6 92 15 0 3200 074 0 480 1 20 40 c d 55 99 2 03200 006 0 480 1 40 c d 1 35 0 3200 0480 1 第六章 通风管道的设计计算 2 一矩形风管的断面尺寸为 400 x200mm 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 ba ab Dv267 0 2 04 0 2 04 022 smSGv 11 2 04 0 88 0 根据 查附录 6 得比摩阻 v DvmPaRm 6 0 9 粗糙度修正系数 397 2 113 25 0 25 0 KvK Pa m382 14397 2 6 0 rmm KRR PaPm056 1158382 14 2 流量当量直径方法 m ba ab DL304 0 2 04 0 2 04 0 3 1 3 1 25 0 625 0 25 0 625 0 根据 查附录 6 得比摩阻 L DsmG 88 0 3 mPaRm 6 0 粗糙度修正系数 397 2 113 25 0 25 0 KvK Pa m382 14397 2 6 0 rmm KRR PaPm056 1158382 14 3 比摩阻随空气温度和大气压力的修正 moBtm RKKR 冬季 923 0 50273 20273 273 20273 825 0 825 0 t Kt mPaRm 275 13923 0 382 14 PaPm 2 1068275 13 夏季 029 1 10273 20273 273 20273 825 0 825 0 t Kt mPaRm 799 14029 1 382 14 PaPm