110512通風作業(yè)1

1、第一章工業(yè)有害物及其防治的綜合措施1.什么是一次塵化作用，二次塵化作用，粉塵在室內(nèi)擴散的直接原因是什么？解：使塵粒由靜止狀態(tài)進入空氣中浮游的塵化作用稱為一次塵化作用；一次塵化作用給予粉塵的能量是不足以使粉塵擴散飛揚的，它只造成局部地點的空氣污染。二次氣流帶著局部地點的含塵氣流在整個車間內(nèi)流動，使粉塵散布到整個車間，成為二次塵化作用。粉塵在室內(nèi)擴散的直接原因為二次塵化作用。第二章控制工業(yè)有害物的通風方法4.某車間體積V= 1000mf,由于突然發(fā)生事故，某種有害物大量散入車間，散發(fā)量為350mg/s，事故發(fā)生后10min被發(fā)現(xiàn)，立即開動事故風機，事故排風量為L=3.6m3/s。試問：風機啟動后要

2、經(jīng)過多長時間室內(nèi)有害物濃度才能降低100mg/mf以下，（風機啟動后有害物繼續(xù)發(fā)散）。解：y0=0 mg/sL=3.6 m3/sVf=1000 m3y1=350 X 10 X 60/1000=210 mg/m33y2=100 mg/m x=350 mg/s1028.8s 17minVL| n Ly1X Ly。LLy2X Ly。TipS：利用P14公式（2-3）,注意公式中每個字符的含義。5.解：每小時香蕉水用量為:12*20%12/4 /1.52.4 3 /1.55.4/1.5 3.6kg/h各種有機溶劑的散發(fā)量為：環(huán)已酮環(huán)已烷乙酸乙酯正丁醇50mg / m3250mg / m3200mg /

3、 m33200mg / m進入車間的空氣中，上述四種溶劑的濃度為零，即計算全面通風量：K=1，5003 /m / s50 0803 ,m / s50 080按式（2-9）甲苯Li10m3/s環(huán)已酮L231.6m /s環(huán)已烷L3乙酸乙酯L4250 0300正丁醇L5200 040200 0yo3 / m /s0.32m3/s3 . m /s1.5m3/ sm / s0.2m3 /s甲苯X3.6kg / h50%1.8kg /h500mg/ s環(huán)已酮X23.6kg/h8%0.288kg/h80mg /s環(huán)已烷X33.6kg / h8%0.288kg / h80mg /s乙酸乙酯X43.6kg/h3

4、0%1.08kg/h300mg / s正丁醇X53.6kg / h4%0.144kg/h40mg /s根據(jù)衛(wèi)生標準, 甲苯車間空氣中有機溶劑蒸汽的容許濃度為:50mg / m3數(shù)種有機溶劑同時存在時，全面通風總風量為各自所需風量之和，即L L, L2 L3 L4 L510 1.6 0.32 1.5 0.213.62m3/s6解：根據(jù)衛(wèi)生標準，車間空氣中硫酸蒸汽的容許濃度為 把硫酸蒸汽稀釋到容許濃度所需的通風量：1mg / m3 ，K=3，I 20*33 . Qc 3 /L1m / s 60m /s1 0消除余熱所需的全面通風量：174Gc（tp t。）1.01（35 32）3= 1.29kg/

5、m57.43kg /s3G 57.43/1.2944.43m /s硫酸蒸汽與余熱對人體的危害不相互疊加,兩者取最大值，即全面通風所需風量為60m3/s7解：根據(jù)衛(wèi)生標準，車間空氣中有害氣體的容許濃度為：20mg /m3SO25mg / m按式（2-9）計算全面通風量：K=6，,140*63 /“3/L1 m / s 42 m / s20 056*633L2m3/ s 67.2m3 / s5 0cocoSO2數(shù)種有害氣體同時存在時，全面通風總風量為各自所需風量之和，即L L1 L242 67.2 109.2m3/s9 .車間通風系統(tǒng)布置如圖2- 12所示，已知機械進風量G=1.11kg/s，局部

6、排風量 G=1.39kg/s，機械進A自然流入或流出，試問車間達到風量平衡、熱平衡狀態(tài)2）室內(nèi)空氣溫度是多少度？風溫度tj=20C，車間的得熱量 Q=20kW車間的失熱量 Q=4.5（ tn-tw）kW，室外空氣溫度tw=5C，開始時室 內(nèi)空氣溫度tn=20C，部分空氣經(jīng)側(cè)墻上的窗孔 時，（1）窗孔A是進風還是排風，風量多大？（解：（1）風量平衡：G jjGzjG jpGzp即：1.11+0=1.39+Gz pGzp=-0.28 kg/s故：窗孔 A是進風，風量為 0.28 kg/sTips:利用P18,式（2-12）,注意正負號的含義（2 ）熱平衡：Qh cGptn Qd cG jjtj c

7、Gzjtw134.5(tn 5)1.01 1.39 tn 20 1.01 1.11 20 1.01 0.28 5tn11.24CTips：利用P19，式(2 13),注意識圖能力的培養(yǎng)，無循環(huán)風部分。12.某辦公室的體積170m，利用自然通風系統(tǒng)每小時換氣兩次，室內(nèi)無人時，空氣中CO含量與室外相同為0.05%,工作人員每人呼出的CO量為19.8g/h，在下列情況下，求室內(nèi)最多容納人數(shù)。工作人員進入房間后的第一小時，空氣中室內(nèi)一直有人，CO含量始終不超過（1）（2）解:（1）CQ含量不超過 0.1%。0.1 %.Tips:非穩(wěn)態(tài)計算，注意公式選擇I 2 1703 ,.L 5.67m /min60

8、1 3600 0.09440.0944m3 / s1，判斷是否可以用公式（2-4）進行計算的相應條件。CO21.977g/l1.977 103g/m3由查表獲得y1y00.05%1.9771030.9885g/m3y20.001 1.9773310 =1.977g/m人數(shù)為n,有害物濃度散發(fā)量 x19.8 n/36000.0055n (g/s)y2y1 exp()y0)1 exp()VfLVf帶入求解n 19.6人19人Tips:穩(wěn)態(tài)計算，注意公式選擇1y2xy0 L2170(2)yo)L 得到n 16.9人16人0.0055n(y213.解:VfCO2產(chǎn)生量:x 45 15g/h675g/h

9、 0.1875g/sCO2的摩爾質(zhì)量M22.444g / mol。44-44 0.05%22.41/1000g/m30.982g/m3(1)*2穩(wěn)定時CO2的濃度y2。x0.1875y00.982L0.1433/m 2.32g /m（1）3由式（2-3）計算CQ2的含量達到穩(wěn)定濃度2.32g/m 所需的通風時間。Vl|n Ly1 X Ly。L Ly2 X Ly0空ln。14 O.982 O.1875 O.14 O.982 s0.140.14 2.32 0.1875 0.14 0.98216001n1041.7 s 11117.8s 185.3min 3.09h第三章局部排風罩1分析下列各種局部

10、排風罩的工作原理和特點。（1）防塵密閉罩：其原理是將有害物源全部密閉在罩內(nèi)，在罩上設有工作孔，從罩外吸入空氣，罩內(nèi)污染空氣由上部排 風口排出。其中排風量的確定依據(jù)進、排風量平衡確定：L L1L2L3 L4式中：L密閉罩的排風量，m3/s；L1 物料下落時帶入罩內(nèi)的誘導空氣量，m3/s;L2從孔口或不嚴密縫隙吸入的空氣量，m3/s;L3因工藝需要鼓入罩內(nèi)的空氣量，m3/s;m3/s。L4在生產(chǎn)過程中因受熱使空氣膨脹或水分蒸發(fā)而增加的空氣量， 特點：優(yōu)點：只需較小的排風量就能有效控制有害物的擴散；排風罩氣流不受周圍氣流的影響；缺點：影響 設備檢修，有的看不到罩內(nèi)的工作狀況。（2）外部吸氣罩其原理：

11、為保證有害物全部吸入罩內(nèi)，必須在距吸氣口最遠的有害物散發(fā)點（即控制點）上造成適當 的空氣流動，通過控制風速的確定，確定排風量等參數(shù)。抽吸作特點：由于工藝條件限制，生產(chǎn)設備不能密閉時，可把排風罩設在有害物源附近，依靠罩口的 用，在有害物散發(fā)地點造成一定的氣流運動，把有害物吸入罩內(nèi)。（3）接受罩接受罩在外形上和外部吸氣罩完全相同，但作用原理不同。對接受罩而言，罩口外的氣流運動時生產(chǎn) 過程本身造成的，接受罩只起接受作用。它的排風量取決于接受的污染空氣量的大小。接受罩的斷面尺寸 應不小于罩口處污染氣流的尺寸。特點：是無動力源。3流量比法的設計原理和控制風速法有何不同？它們的適用條件是什么？控制風速法：

12、該計算方法的核心是邊緣控制點上的控制風速，依據(jù)是實驗求得的排風罩口速度分布曲線。適用條件一一沒有污染氣流的情況下，即L1=0,主要用于冷過程。流量比法：該計算方法是通過計算排風罩的流量比，來計算該罩的排風量。適用條件一一用于排風罩口上同時有污染氣流和吸氣氣流的情況，盡量減少周圍的干擾。主要用于熱過程。9.有一側(cè)吸罩罩口尺寸為 300 X 300mra已知其排風量L=0.54m3/s，按下列情況計算距罩口0.3m處的控制風速。（1） 解：（1）自由懸掛，無法蘭邊；（2）自由懸掛，有法蘭邊；（3）放在工作臺上，無法蘭邊。(2)(3)a/b=300/300=1，x/b=300/300=1，則由 P3

13、5 圖 3-23 得： vx/v0=0.13;已知排風量 L=voF=vo X (0.3 X 0.3)=0.54，V0=6ms貝Ll Vx=0.13 X 6=0.78 m/sa/b=300/300=1，x/b=300/300=1，則由 P35 圖 3-23 得： vx/v0=0.13;已知排風量 L=0.75 X voF= vo X (0.3 X 0.3) X 0.75=0.54，vo= 8m/s LU vx=0.13 X 8=1.04 m/sb/a=300/600=1/2，x/b=300/300=1，則由 P35 圖 3-23 得： vx/v0=0.15;已知排風量 L=v0F=v0 X (

14、0.3 X 0.3)=0.54， v0=6m/s貝U vx=0.15 X 6=0.9 m/sTips:注意不同罩體結(jié)構(gòu)和放置方法導致的計算特征。11.有一金屬熔化爐(柑堝爐)平面尺寸為600X 600mm爐內(nèi)溫度t =600C。在爐口上部400mm處設接受罩，周圍橫向風速0.3m/s。確定排風罩罩口尺寸及排風量。解：1) 確定是低懸罩還是高懸罩：H=400mm1.5 J A p =900mm因為H1.5jAP，所以為低懸罩。2) 求罩口的擴大面積：因周圍橫向風速較明顯，且熱源為等邊矩形，則有：A1=B1=600+0.5 X400=800mmF = 0.8 X 0.80.6X 0.6=0.28m

15、23) 熱源的對流散熱量1 / 34/ 34/3Q tF 1.7 t F At F 1.7 (600 20)(0.6 0.6)2960.2J / s 2.96kJ /s4) 熱射流收縮斷面上的流量0.5 0.75m/sL00.167Q1/3B3/2 0.167 2.961/3 0.63/20.111 m3/s已知擴大面積上空氣的吸入速度，取值范圍取 v 為 0.5m/s則：LLovF 0.1110.5 0.280.251 m3/s第四章 通風排氣中粉塵的凈化11.有一兩級除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)風量為2.22m3/s,工藝設備產(chǎn)塵量為 22.2g/s，除塵器的除塵效率分別為80%和95%，計算該系統(tǒng)的總

16、效率和排空濃度。解：(11)(12)1 (1 80%) (1 95%)99%22 2(2)排空濃度：y=y2(12.2212有一兩級除塵系統(tǒng)，第一級為旋風除塵器，第二級為電除塵器，處理一般的工業(yè)粉塵，已知起始的含 塵濃度為15g/m3，旋風除塵器效率為 85%，為了達到排放標準的要求，電除塵器的效率最小應是多少?解：由課本附錄查得：一般性工業(yè)粉塵排放標準應小于150mg/m 3根據(jù)起始含塵濃度和排放標準(0.15g/m3)，可以計算出該除塵系統(tǒng)總效率L 15 L 0.15z)0.1g/m3L 15因為一、二級除塵系統(tǒng)是串聯(lián)，z 1(11)(12)計算得到電除塵器除塵效率99%利用系統(tǒng)總效率公式

17、，其中185%293.3%(1)該系統(tǒng)的總效率：13某旋風除塵器在試驗過程中測得下列數(shù)據(jù):粒徑(um)055101020204040分級效率7092.59699100實驗粉塵的分組質(zhì)量百分數(shù)1417252321求該除塵器的全效率。解：該除塵器的全效率0 (dc)f1(dc) de 0.7 0.14 0.925 0.170.96 0.25 0.99 0.23 1 0.21=93.3 %14.在現(xiàn)場對某除塵器進行測定，測得數(shù)據(jù)如下:除塵器進口含塵濃度yi=3200mg/m 3除塵器出口含塵濃度y2=480mg/m 3除塵器進口和出口管道內(nèi)粉塵的粒徑分布為粒徑(um)055101020204040除

18、塵器前2010152035除塵器后78147.40.60計算該除塵器的全效率和分級效率。解：(1)全效率：Ly1Ly 2y1y2Ly13200480(2)由分級效率(dc)1可以得出：粒徑(um) 055101020204040yi320085%y2d 2(de)yid1(de)其中:除塵器分級效率y1=3200mg/m3 , y2=480mg/m3(de) = 1(de) = 1(de)=1(de)=1(de)=1480 0.7832004800.20.1432000.14800.07432000.154800.00632000.2480 032000.3541.5%79%92.6%99.5

19、5%假設除塵器結(jié)構(gòu)嚴密，沒有漏風；第五章8.解0.30HCL的摩爾分數(shù)XncLnAnA nBHCL的比摩爾分數(shù)XHCLXhcl1 XHCL36.50.30 0.7036.5290.261171 0.261179.解每m3排放氣體中NO2的摩爾數(shù):nNO2溫度為50。C時NO2的體積:V2VT1T20.261170.35349000*0.0435mol46O.0435*22.4 (273 50)1.152L0.001152m3273NO2的比摩爾分數(shù)：YnqV21 V20.001152 0.001154 KmolNO 2/Kmol 空氣1 0.00115210.解NH 3的分壓力 kPa01 0

20、.40.81.21.62.0氣相NH 3的摩爾分數(shù)00.00390.00790.01180.01580.0197氣相NH 3的比摩爾分數(shù)Y*00.00390.00800.01200.01580.0201溶液濃度 kg NH 100kgH 2O00.511.52.02.5液相NH 3的摩爾分數(shù)00.00530.01050.01560.02070.0258液相nH 3的比摩爾分數(shù)X00.00530.01060.01590.02120.0265m01 0.73580.75470.75470.74530.754811解吸收前混合氣體中空氣的體積：100 (1-20% )=80m3吸收前混合氣體中 NH

21、s的體積：10020%=20m3吸收前后空氣體積不變，吸收后混合氣體的體積為：80/ (1-5%)=84.21m 3吸收后混合氣體中 nHs的體積：84.2180=4.21m3比摩爾分數(shù)求解：吸收前混合氣體中空氣的體積：吸收前混合氣體的比摩爾分數(shù):100（1-20% ）=80m320%XnH3yNH31yNH31 20%10.254吸收后混合氣體的比摩爾分數(shù):X NH3y NH35%1 yNH31 5%10.05319假設該溫度條件下氣體的摩爾體積為V0，吸收后混合氣體中NH3的體積：VNH3VoV 80NH3 V0Vo30.053 V04.21m312.解由表5-2查得t20 C相平衡系數(shù)m

22、時，SO238的亨利系數(shù)38atm，則E/PzP* 38x 或 YSQ和水的分子量分別為： M SO2氣液平衡關(guān)系為38X64, M H2O18平衡狀態(tài)下溶液中SO2的濃度：X氣相中SO2的平衡濃度：Y *SO20.025/64 ccc”S020.00720.975/18mXSO 38 0.00720.274平衡狀態(tài)下氣相中SO2的摩爾分數(shù):y*so2Y*SO0.21511 Y*so2根據(jù)道爾頓氣體分壓定律，混合氣體中SO2的分壓為:21.79k PaPFZy*so2 101.3 0.215113。解 假設混合氣體的流量 L=1m3/s，貝U1 0.975 =0.0435kmol/s 22.4

23、1 0.025 =0.0011kmol/s 22.4Vcl20.0011vD混合氣體中惰氣的流量：VD =混合氣體中的進口處氣相中出口處氣相中Cl 2 流量：Vq =Cl 2的濃度：Y,0.04350.0253kmolCl2 / kmolAirCl2的濃度：0.0253 1 98%0.0005kmolCl2 / kmolAir進口液相中Cl2的濃度：X2由表5-2查得t 20 C時，Cl2的亨利系數(shù)E 530atm，則相平衡系數(shù)E/Pz530最小液氣比:Y 丫2實際液氣比:Vdmin丫1X20.0253 0.00050.02530530519.526Vd1.2L.Vd519.526 1.262

24、3.431min出口處液相濃度：X1Y1丫20.0253 0.000514.解Lx/Vd623.4310.00004kmolSO2 / kmolH 2O44600實際供液量 L 44600kg / h kmol / h 2477.78kmol / h1810000 99混合氣體中惰氣的流量：Vd = 1000 0.99 =44.1964kmol/h22.4混合氣體中的 SQ 流量：Vso =1000000 =0.4464kmol/h222.4Vsc0.4464vD進口處氣相中的SO2濃度：Y144.19640.0101kmolCl2/kmolAir實際液氣比:Vd247728 56.06294

25、4.1964最小液氣比:L.VdLx進口液相中的minSO2濃度:Vd1 56.0629 28.03142X2由表5-2查得t20 C時,SO2的亨利系數(shù)E 38atm，則相平衡系數(shù)mE/Pz38根據(jù)最小液氣比:丫1丫2出口處氣相中的Vdmin，得X2SO2濃度:丫1min m丫20.00265 64kg/22.4m3丫2 Y1VdX20.0101 28.031400101380.00757014kg /m37570.14mg /m300.00265kmolSQ / kmolAir第六章通風管道的設計計算2.一矩形風管的斷面尺寸為400x200mm管長8m,風量為0.88m3/s , 在t = 20 C的工況下運行、如果采用兩鋼板成混凝土（K=3.0mm）制風管，試分別用流速當量直徑和流量當量直徑計算其摩擦阻力?？諝庠诙炯訜嶂?0 C，夏季冷卻至10C，該矩形風管的摩擦阻力有何變化？解：（1）流速當量直徑方法:Dv2ab2 O.4 O.20.267m0.40.2粗糙度修正系數(shù):（2）流量當量直徑方法:根據(jù)a bG/S 0.88/(0.4 0.2)Dv, V ,查附錄6,得比摩阻(Kv)。.25(3.八 0.2511)R