110512通风作业

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。第二章控制工业有害物的通风方法4.某车间体积V=1000M,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

2、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=0mg/sL=3.6m3/sVf=1000m33y1=350X10X60/1000=210mg/m3y2=100mg/m3x=350mg/sVfLy1-x-Ly0.=lnyy=1028.8s17minLLy2-x-Ly0Tips:利用P14公式（2-3）,注意公式中每个字符的含义。5.解：每小时香蕉水用量为：12*20%12/4/1.5-J2.43/1.5-5.4/1.5-3.6kg/h各种有机溶剂的散发量为：甲苯Xi-3.6kg/h50%=1.8kg/h=500mg/s环已酮X2=3.6kg/h8%=

3、0.288kg/h=80mg/s环已烷X3=3.6kg/h8%=0.288kg/h=80mg/s乙酸乙酯X4=3.6kg/h30%=1.08kg/h=300mg/s正丁醇x5=3.6kg/h4%=0.144kg/h=40mg/s根据卫生标准，车间空气中有机溶剂蒸汽的容许浓度为：甲苯50mg/m3环已酮50mg/m3环已烷250mg/m3乙酸乙酯200mg/m33正丁醇200mg/m进入车间的空气中，上述四禾溶剂的浓度为零，即y0=0。按式（2-9）计算全面通风量：K=1,甲苯L1=500m3/s=10m3/s50-0一,803,一3,环已酮L2=m/s=1.6m/s50-08033环已烷L3=

4、m/s=0.32m/s250-0乙酸乙酯L4=m3/s=1.5m3/s200-0_、403_3正丁醇L5m/s=0.2m/s5200-0数种有机溶剂同时存在时，全面通风总风量为各自所需风量之和，即L=LL2L3L4L5=101.60.321.50.2=13.62m3/s6.解：根据卫生标准，车间空气中硫酸蒸汽的容许浓度为1mg/m3,把硫酸蒸汽稀释到容许浓度所需的通风量：K=3,220*333/L1m/s=60m/s1-0消除余热所需的全面通风量：-Q174G=57.43kg/sc(tp-t0)1.01(35-32)P=1.29kg/m3_3G=57.43/1.29=44.43m/s硫酸蒸汽与

5、余热对人体的危害不相互叠加，两者取最大值，即全面通风所需风量为60m3/s7.解：根据卫生标准，车间空气中有害气体的容许浓度为：3co20mg/mSO25mg/m3按式(2-9)计算全面通风量：K=6,140*633coL1=m/s=42m/s20-0,56*633,SO2L2=m/s=67.2m/s5-0数种有害气体同时存在时，全面通风总风量为各自所需风量之和，即L=L1L2=4267.2=109.2m3/s9.车间通风系统布置如图212所示，已知机械进风量G=1.11kg/s,局部排风量G=1.39kg/s,机械进风温度tj=20C,车间的得热量Q=20kVV车间的失热量Q=4.5(tn-

6、tw)kW,室外空气温度tw=5C,开始时室内空气温度tn=20C,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?用解：(1)风量平衡：Gj+Gzj=Gjp+Gzp-即：1.11+0=1.39+GzpGzp=-0.28kg/s故：窗孔A是进风，风量为0.28kg/sTips:利用P18,式(2-12),注意正负号的含义。(2)热平衡：Qh+cGptn=Qd+cGjjtj+cGzjtw4.5(tn-5)1.011.39tn=201.011.11201.010.285tn=11.24CTips:利用P19

7、,式(213),注意识图能力的培养，无循环风部分。12.某办公室的体积170nt利用自然通风系统每小时换气两次，室内无人时，空气中CO含量与室外相同为0.05%,工作人员每人呼出的CO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含量不超过0.1%。(2)室内一直有人，CO含量始终不超过0.1%.解：(1)Tips:非稳态计算，注意公式选择2 17033L=5.67m3/min=0.0944m3/s60Lvf136000.0944170=21,判断是否可以用公式(2-4)进行计算的相应条件。%=1.977g/l=1.977x103g/m3由

8、查表获得y1=y0=0.05%1.977103=0.9885g/m33 3y2=0.001x1.977父10=1.977g/m人数为n,有害物浓度散发量x=19.8n/3600=0.0055n(g/s)LxLy2=y1exp(-)(y0)1-exp(-)vfLvf带入求解n=19.6人也19人(2)Tips:稳态计算，注意公式选择Xy2=y0L0.0055n=(y2y0)L得到n=16.9人定16人13.解:CO2产生量：x-14515g/h=675g/h=0.1875g/sCO2的摩尔质量M=44g/mol。,44g/m3=0.982g/m344x0.05%二224-1/1000(1)稳定时

9、CO2的浓度y2。上xJ.1875)33y2=y0+=.0.982+g/m=2.32g/mLI0.14J3(1)由式(2-3)计算CO2的含量达到稳定浓度(2.32g/m)所需的通风时间。Vf.Lyi-x-Ly0-lnLLy2x-Ly02224,0.14x0.982-0.1875-0.14x0.982)=IIns10.140.14x2.32-0.1875-0.14x0.982/=1600ln1041.7s=11117.8s185.3min3.09h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。(D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

10、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：L=L1L2L3L4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；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

11、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适用条件没有污染气流的情况下，即L1=0,主要用于冷

12、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。适用条件一一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300x300mm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/vo=0.13;已知排风量L=vof=vox(0.3X0.3)=0.54,v0=6m/s则Vx=0.13X6=0.78m/s(2) a/

13、b=300/300=1,x/b=300/300=1,则由P35图3-23得：vx/vo=0.13;已知排风量L=0.75XvoF=voX(0.3X0.3)X0.75=0.54,v0=8m/s则Vx=0.13X8=1.04m/s(3) b/a=300/600=1/2,x/b=300/300=1,贝U由P35图3-23得：vx/vo=0.15;已知排风量L=VoF=voX(0.3X0.3)=0.54,vo=6m/s则Vx=0.15X6=0.9m/sTips: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(柑烟炉)平面尺寸为600X600mm炉内温度t=600C。在炉口上部400mm

14、&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=400mm1.5Ad=900mmpH因为H40分级效率7092.59699100实验粉尘的分组质量百分数1417252321求该除尘器的全效率。解：该除尘器的全效率n=0(dc)f1(dc)Adc=0.7父0.14+0.925父0.17+0.96父0.25+0.99父0.23+1父0.21=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)0-55-101

15、0-2020-4040除尘器前2010152035除尘器后78147.40.60计算该除尘器的全效率和分级效率。解：(1)全效率=旦!二生=幺二丫！Lyiyi3200-480=85%3200假设除尘器结构严密，没有漏风；y2d2(dc)ydi(dc)(2)由分级效率n(dc)=1HCL的摩尔分数XHCL=nAnA36.50.3007036.529=0.26117480m078可以得出：粒径(um)05除尘器分级效率(dc)=141.阴32000.24800.14510(dc)=179%32000.14800.0741020(dc)=1=92.6%32000.154800.0062040(dc)

16、=1=99.55%32000.2480040(dc)=1二132000.35其中：yi=3200mg/m3，y2=480mg/m3第五章8 .解0.30HCL的比摩尔分数XH1cL=xHCL-0117-0.353491-xHCL1-0.261179 .解.c2000*10飞每m3排放气体中no2的摩尔数：nMn=00435mol246,一V00435*2243温度为50c时NO2的体积：V2=T2=(273+50)=1.152L=0.001152mT1273V0.001152NO2的比摩尔分数：Yno=0.001154KmolNO2/Kmol空气21-V21-0.00115210 .解NH3的

17、分压力(kPa)00.40.81.21.62.0气相NH3的摩尔分数00.00390.00790.01180.01580.0197气相NH3的比摩尔分数Y*r00.00390.0080r0.01200.01580.0201溶液浓度kgNH3/100kgH2O00.511.52.02.5液相NH3的摩尔分数00.00530.01050.01560.02070.0258液相NH3的比摩尔分数X00.00530.01060.01590.02120.0265m0.73580.754710.75470.74530.754811 .解吸收前混合气体中空气的体积：100M(1-20%)=80m3吸收前混合气

18、体中NH3的体积：100x20%=20m33吸收前后空气体积不变，吸收后混合气体的体积为：80/(1.5%)=84.21m3吸收后混合气体中NH3的体积：84.21-80=4.21m3比摩尔分数求解：吸收前混合气体中空气的体积：100x(1-20%)=80m3吸收前混合气体的比摩尔分数：Xzu=yNH3=20%=02531-YNH31-20%4-(吸收后混合气体的比摩尔分数：X型/=I=005331-YNH31-5%19假设该温度条件下气体的摩尔体积为V0,吸收后混合气体中NH3的体积：VnhnV.XnhV0=80x0.053MV0=4.21m33V03V012.解由表5-2查得t=20C时，

19、SO2的亨利系数E=38atm,则相平衡系数m=E/Pz=38气液平衡关系为P*=38x或Y=38XSQ和水的分子量分别为：Msq=64,Mh2o=18平衡状态下溶液中SO2的浓度：XSO=0.025/64=0.00722SO20.975/18气相中SO2的平衡浓度：Y*so2=mXso2=38父0.0072=0.274平衡状态下气相中SO2的摩尔分数:根据道尔顿气体分压定律，混合气体中y*so2Y*SO2=0.2151SO2的分压为:P=PZy*so2=101.30.2151=21.79kPa13。解假设混合气体的流量L=1m3/s,则10975混合气体中惰气的流重：VD=0.0435kmo

20、l/s22.41 0025混合气体中的Cl2流量：VCl=-=0.0011kmol/s2 22.4进口处气相中2的浓度：丫=%二=也=0.0253kmolCl2/kmolAirVD0.0435出口处气相中2的浓度：Y2=0.0253M(198%)=0.0005kmolCl2/kmolAir进口液相中2的浓度：X2=0由表5-2查得t=20C时，Cl2的亨利系数E=530atm，则相平衡系数m=E/PZ=530最小液气比:Lx0.0253-0.0005二519.5260.0253-0530实际液气比:LxNd)=1.2LxNdmin=519.5261.2=623.431出口处液相浓度：X1Y-丫

21、20.0253-0.0005Lx/Vd623.431=0.00004kmolSO2/kmolH2O14.解44600头际供披重L=44600kg/hkmol/h=2477.78kmol/h18混合气体中惰气的流量：Vd=10000.99=44.1964kmol/h22.4混合气体中的SO2流量：Vso=1000父0.00=0.4464kmol/h222.4Vso0.4464-进口处气相中的SO2浓度：丫=0.0101kmolCl2/kmolAirVd44.1964Lx2477.78头际披气比：=56.0629Nd,44.1964L1111最小液气比：上=父口=,父56.0629=28.0314

22、ND.Jmin2VDJ2进口液相中的SO2浓度：X2=0由表5-2查得t=20C时，SO2的亨利系数E=38atm，则相平衡系数m=E/PZ=38根据最小液气比：k=丫1-丫2,得VDminX2m出口处气相中的SO2浓度：丫2=丫-占i丫1-*2=0.0101-28.0314Ml00101-0=0.00265kmolSQ/kmolAirVdminm38丫2=0.0026564kg/22.4m3=0.00757014kg/m3=7570.14mg/m3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=20C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50C,夏季冷却至10C,该矩形风管的摩擦阻力有何变化？解：（1）流速当量直径方法:Dv2ab20.40.2=0.267mab0.40.2v=G/S=0.88/(0.40.2)=11m/s根据Dv,v,查附录6,得比摩阻Rm0=6Pa/m粗糙度修正系数:K：,u(Kv)25=(311)0.25-2.397Rm=Rm0Kr=62.