工业通风-第七章 自然通风与局部送风课件

1、第七章 自然通风与局部送风本章要求： 1、了解自然通风的作用原理； 2、理解自然通风的计算； 3、掌握自然通风系统中的工艺布置原则； 4、了解局部送风的有关知识。第一节 自然通风的作用原理 空气流过窗孔时的阻力P为窗孔两侧的压力差为：P=v2/2 （7-1） 则 v=2P/（）1/2=（2P/）1/2 （7-2） 通过窗孔的空气量： L=vF=F（2P/）1/2 （7-3） G=L=F（2P）1/2 （7-4） 一、热压作用下的自然通风 根据流体静力学原理，窗孔b的内外压差为 Pb= PbPb=（Paghn）（Paghw） =Pa+gh（wn） （7-5） Pb+（-Pa） =Pb+Pa =g

2、h（wn） （7-6） 把gh（wn） 称为热压。 二、余压及中和面： 何谓余压： 位于中和面上的窗孔是没有空气流动的。 Pxa=Pxoh1（wn）g =h1（wn）g （7-7） Pxb=Pxo+h2（wn）g =h2（wn）g （7-8）进风口布置在该区域，有害物质会随进风进入厂房。图7-4是铸造车间化铁炉烟气采用不同排放高度时有害物质分布示意图。图a，烟气排入建筑物上部空气动力阴影区内，有害物质在车间上部及周围集聚。图b是烟气排入空气动力阴影区以上，这样车间周围有害物质浓度大大下降。 室外气流吹过建筑物时，其四周的静压分布如图7-5所示，迎风面为正压区，顶部及背风面均为负压区。图7-6所

3、示的双凹形天窗2和4，从局部看处于迎风面，由于它们处于整个建筑所造成空气动力阴影之内，所以窗孔2、4处均为负压。四、热压、风压同时作用下的自然通风 迎风面窗孔a的内外压差为 Pa=PxaKavw2w/2 （7-11） 背风面窗孔b的内外压差为 Pb =PxbKbvw2w/2 =Pxa+hg（wn）Kbvw2w/2 （7-12） 第二节 自然通风的计算 根据现行采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）规定：放散热量的生产厂房及辅助建筑物，其自然通风应仅考虑热压作用。 1、设计计算： 2、校核计算： 3、计算时的简化条件：1）通风过程是稳定的，影响自然通风的因素不随时间而变化。2）整个车间的

4、空气温度都等于车间的平均空气温度tnp； tnp =（tn+tp）/2式中tn 室内工作区温度， tp 上部窗孔的排风温度， 。3）同一水平面上各点的静压均保持相等，静压沿高度方向的变化符合流体静力学法则；4）车间内空气流动时，不受任何障碍的阻挡；5）不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风窗孔前已经消散；6）用封闭模型得出的空气动力系数适用于有空气流动的孔口。一、自然通风的设计、校核计算步骤 1、计算消除余热所需的全面通风换气量； G=Q/(c（tp-tj） kg/s式中Q车间的总余热量，KJ/s； tp 车间上部窗孔的排风温度， ； tj车间的进风温度， ； c空气比热，c=1.01

5、kJ/kg 。2、确定窗孔的位置及中和面位置；3、计算各窗孔的内外压差；4a、分配各窗孔的进、排风量，计算各窗孔面积。4b、计算各窗孔的进、排风量，并校核自然通风量能否满足要求。 注：中和面在设计计算中应当假定；校核计算中应当计算确定。 进风窗孔=Ga/(a(2h1(w-n)w)1/2)排风窗孔 Fb= Gb/(b(2Pbp)1/2)=Gb/(b(2h2(w-n)p)1/2)根据空气量平衡方程式，Ga=Gb，如果近似认为a b，w p 。上述公式可简化为： (Fa/Fb)2=h2/h1或Fa/Fb=（h2/h1）0.5 7-20 从公式20可以看出，进排风窗孔面积之比是随中和面位置的变化而变化

6、的。中和面向上移（即增大h1减小h2），排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小；中和面向下移，则相反。在热车间都采用上部天窗进行排风，天窗的造价要比侧窗高，因此中和面位置不宜选的太高二、车间排风温度tp（）1、温度梯度法： 适用于厂房高度不大于15m，当室内散热比较均匀，且散热强度不大于116w/m3的场合。 tp=tn+tH（H2） （7-13） 散热量有效系数m m=(tntw)/(tptw) （7-16） 通常m值宜按同类车间实测数据采用，见简明通风设计手册P61表3-6。 当无实测资料时，单跨生产厂房可按下式计算： m=m1m2m3 （7-17） 第三节 避风天窗与风帽一、避风天窗 二、筒

7、形风帽1、筒形风帽结构2、筒形风帽的选择 根据风帽直径，确定风帽的具体型号。 风帽直径可利用公式计算或由线算图查取。 第四节 自然通风与工艺、建筑设计的配合一、建筑形式 1、采用单跨车间；2、采用穿堂风； 3、采用双层结构； 4、进风侧窗离地面的高度：夏季不宜超过1.2m，冬季应设在4m以上； 5、采用避风天窗； 6、多跨厂房应将冷热跨间隔布置。二、厂房总平面布置 1、厂房主要进风面一般应与夏季主导风向成6090度角，不宜小于45度； 应避免西晒； 不宜将过多的辅助建筑布置在厂房四周。 2、自然通风的各建筑物之间应保持适当的距离。 见课本p192表7-4。三、工艺布置 1、以热压为主进行自然通

8、风的厂房，应尽量将散热设备布置在天窗的下方。 以穿堂风为主进行自然通风时，应把热源单排布置在夏季盛行风向的下风侧。 2、炎热地区，可把热源布置在厂房外面、且位于夏季盛行风向的下风侧，仅把炉子操作口放在厂房内。布置在室内的热源，应采取有效的隔热措施。 3、当热源沿厂房一侧外墙布置时，且外墙与热源之间无工作点时，热源应尽量布置在该侧外墙两个进风口之间。 4、当散热设备布置在多层建筑物内时，应尽量将其布置在建筑物的顶层。 如必须布置在其他各层时，应采取防止热空气影响上层的措施。 第五节 局部送风一、普通风扇 吊扇由叶片、吊杆、扇头、上罩及供电线路组成。 适用于室温35 和热辐射照度小于300 w/m

9、2 的场合。 当热辐射照度大于300 w/m2 试，工作地点的风速：轻作业24m/s ；中作业35m/s； 重作业57m/s。 三、系统式局部送风 1、适用场合： 当工人经常停留的工作地点辐射照度和空气温度较高，且工艺条件又不允许有水滴，或工作地点散发有害气体或粉尘不允许采用再循环空气时，应采用系统式局部送风。 2、设置系统式局部送风时，工作地点的温度和平均风速应按表7-6确定。工作地点的温度和平均风速 表7-6辐射照度（w/m2）冬季温度（）冬季风速（m/s）夏季温度（）夏季风速（m/s）3507007001400140021002100280020252025182218221213233

10、426312630252924281.53243546送风口的型式及选用： 1、送风口（或喷头）型式：有旋转送风口、圆形送风口和球形可调风口等。 2、选用原则： （1）当工作场所较大时，宜采用大型送风口或旋转送风口； （2）当工作地点固定时，可采用带有渐扩短管的圆形送风口； （3）球形可调风口适用于船舶、飞机、工厂车间、电话交换机房等场合的定点送风。 （二）系统式局部送风的计算 1、计算内容：首先确定工作地点所需要的温度和风速，然后求出送风口出口风速、送风量、送风口尺寸以及送风温度。计算前，首先要根据表7-6的规定，确定局部工作地点的温度和风速，然后按自由射流规律进行计算。 2、计算方法：设置

11、系统式局部送风系统的目的是在工作地点造成一定的风速和温度，在自由射流的边界附近，射流温度接近于室温，气流速度接近于零，边界部分的气流实际上起不到局部送风的作用。因此我们只取流速为轴心速度20%以上的范围作为局部送风的有效作用范围。表7-6中要求的温度和风速是指有效作用范围内的平均温度和平均风速，不是指整个射流断面上平均温度和风速。在这种情况下，我们不能直接应用流体力学中的有关公式进行计算，局部送风系统用的计算公式经过换算后在表7-7列出。四、空气幕（一）空气幕的作用和分类：1、空气幕的作用： （1）防止室外冷、热气流侵入； （2）防止余热和有害气体的扩散； （3）阻挡灰尘、有害气体、昆虫的侵入

12、。2、空气幕的组成： 空气幕可由空气处理设备、风机、风管系统及空气分布器组成。3、空气幕的分类：（1）按照空气分布器的安装位置不同分为： 1）侧送式空气幕： 侧送式空气幕又分单侧和双侧两种，门宽B4m用单侧，B4m用双侧。 侧送式空气幕主要用于工业厂房、车库等的大门上。2）下送式空气幕： 下送式空气幕目前已很少使用。3）上送式空气幕 适用于一般的公共建筑，如商店、旅馆、会堂、影剧院、体育馆、机场、地铁车站、候机室等。 贯流风机主要用于上送式非热空气幕。（2）空气幕按系统形式可分为：1）吹吸式空气幕 在大门空气幕中很少使用。2）单吹式空气幕（3）空气幕按送风气流的加热状态分为：1）热空气幕 适用

13、于需要供暖的建筑物，常用于严寒地区。 2）非热空气幕（等温空气幕） 常用于空调建筑及非严寒地区。3）冷空气幕：主要用于炎热地区。4、空气幕的效率：大门空气幕的送风量与大门进入总风量的百分比。 （二）空气幕的设计计算 设计计算方法有： （1）根据动量原理的计算方法； （2）利用射流风速与门洞风速合成的计算方法； （3）把射流与门洞气流看成势流叠加的计算方法； （4）根据自然通风原理的计算方法； （5）根据实验图表的计算方法。第六节 工业建筑高温热源的隔热措施一、热绝缘 通常要求隔热材料其导热系数不大于0.14w/(mK)和密度不大于500kg/m3。二、隔热屏 隔热屏按其透明程度可分为透明、半透明和不透明三类。 1、透明隔热屏（1）玻璃板：（2）玻璃板淌水水幕：（3）瀑布式水幕2、半透明隔热屏 （1）铁纱水幕 （2）链条幕和水冷却的链条幕 3、不透明隔热屏（1）湿式 1）铁板淌水 2）麻布水幕 3）隔热水箱（2）干式 1）流动空气层隔热 2）反射隔热板三、天车司机室降温 司机室必须密闭隔热，并采用冷风机组或空调机组降温。1、对天车