通风除尘_作业及答案

1、1.3粉尘有哪些基本性质？粉尘爆炸应具备哪些条件？影响粉尘爆炸的主要因 素有哪些？ （ 1）基本性质1.悬浮性；2.凝聚与附着性；3.湿润性；4.自燃性和 爆炸性；5.粒度及分散度特性；6荷电性；7光学特性；8.磨损性。（2）粉尘爆炸的条件 必须同时具备以下三个条件：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起始能量，即点火源。（3）影响粉尘爆炸的主要因素粉尘的化学组分及性质；粒度及分散度；氧含量；灰分及水分；可 燃气含量；点火能量；粉尘粒子形状和表面状态。1.4试述粉尘进入人体的过程。经历以下四个过程：（1）在上呼吸道的咽喉、气管内，含尘气流由于

2、沿程的惯 性碰撞作用使粒径大于10卩m的尘粒首先沉降在内，经过鼻腔和气管粘膜分泌 物粘结后形成痰排出体外；（2）在上呼吸道的较大支气管内，通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用，使510 卩m的尘粒沉积下来，经气管、支气管上皮的纤毛运动，咳嗽随痰排出体外，因此，真正进入下呼吸道的粉尘，其粒径均小于5卩m ；（3）在下呼吸道的细小支气管内，由于支气管分支增多，气流速度减慢，使部 分25卩m的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级排出体外；（4）其余的细小粉尘进入呼吸性支气管和肺内后，一部分可随呼气排出体 外；另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内。1风道直径250mm，长15m，风道内空气温度40C

3、。求维持层流运动的最大流 速和相应的摩擦阻力。（计算）解：管道内流动的状态的变化，可用无量纲雷诺数Re来表征。层流状态下，Rew 2300,故最大流速为Re=2300时的流速。空气温度在40C时， 其密度和动力粘度分别为：1.128 kg/m3、1.92 Pa - sX10-5。则最大流速为：Re 2300 1.92 10 5v0.156 m/sD0.25 1.128相应的摩擦阻力为：2 2hr L V 0.0175D 0.21v 0.075 151.128 0.1560.02216D 20.252Pa2.有一钢板制矩形风道，其断面尺寸为宽 300mm、长600mm，长10m，风道内 流过的风

4、量L=4000 m3/h。求风道的总摩擦阻力。（查图或表）解：矩形风管内空气流速v3600流速当量直径40006.1736000.30.6m/sDe4UDe=400 mm,查图得单位摩擦阻力：hb0=1.25 Pa/m3 60.42 (0.3 0.6)由 v =6.17 m/s,所以 hb=Lhbo=1OX 1.25=12.5 Pa3.已知某梯形风道摩擦阻力系数a =0.0177 N s2/m4，风道长L=200m净断面 积S=5m,通过风量Q=720 m/min，求摩擦风阻与摩擦阻力。 解：梯形风道的周长U与断面积S之间满足 得 U=4.16*50.5=9.30 m 由风道的摩擦风阻为Rr

5、则风道摩擦阻力为hr6S， 其中C=4.16，贝U可，带入上述数值可得 Rr=0.263 kg/m7或Ns2/m8。 S 720 2RrQ20.26337.8760 Pa4.兰州市某厂有一通风系统，风管用薄钢板制作。已知风量L=1500 m3/h( 0.417 m3/s)，管内空气流速v=15 m/s,空气温度t=100C，求风管的管径和单位长度 的沿程损失。解：由线算图查得：D=200hb0=14.8 Pa/m，兰州市大气压力：B=82.5 kPa由图 2-3-3 查得：Kt=0.82， Kb=0.86所以，hb=KtKBhb0=O.82X 0.83X 14.8=10. 07 Pa/m5.

6、一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为 600,小断面直径为400m今在 断面变化处测得大小断面之间的静压差为 550Pa,大断面的平均动压为100Pa, 空气密度为1.2kg/m，求该处的局部阻力系数。解：由于全压差为局部阻力，已知静压差为大断面平均动压为100Pa,由 hvv2550Pa,，则v112.9m/s ;由风量不变可知 Q1=Q2，即S1v仁S2v2，则压为hvi1 R；V2，有 v42V22 5046耆12.9 29.0 m/s，则小断面平均动Pa,故动压差为：-404.6 Pa,则全压差为:550-404.6=145.4v2则有145.42对于大断面来说，局部阻力系数E 1=

7、1.456. 一矩形薄钢板风管(K=0.15 mm )的断面尺寸为400mm x 200mm,管长8m,曰、日量当量制作风管，再求该10C，该矩形薄钢K=1.5 mm )夏季冷却至风量为0.88 m3/s,在t=20C的工况下运行，试分别用流速当量直径和流 直径计算其摩擦阻力。如果采用矿渣混凝土板( 风管的摩擦阻力。如果空气在冬季加热至50C,板风管的摩擦阻力有何变化？解:(1 )先求该风管内空气流速Lv:0.88110.40.2m/s再求流速当量直径SDv:4ab4* 0.4* 0.2Dv 4 U 2(a b)由 v=11 m/s, Dv=270 mm，查线算图可得：hb0=5.4 Pa/m

8、,阻力为：2* (0.40.2).27 m则该风管的摩擦流量当量直径Dl :0.625DL 1.3(ab)05h=hb0 x l=5.4 X 8=43.2 pa(0.4 * 0.2)01 .3*右 0.30(0.40.2)0.25由 L=0.88 m3/s=3168 m3/h, Dl=300 mm，查线算图可得:hb0=5.4 Pa/m,则该风管的摩擦阻力为：h=hb0 x l=5.4 x 8=43.2 pa 则两种方法结果相同。(3) 矿渣混凝土风管Kr (Kv)0.25(1.5* 1 1)0.252.02K=1.5 ,贝U, h=Krhbol=5.4*2.O2*8=87.26(3)又由图2

9、-3-3查得温度修正系数：当 t=50C, Kti=0.93; 当 t=10 C, Kt2=1.04所以，该矩形风管在冬季和夏季时的摩擦阻力分别为：h 冬=Ktihb0l=0.93X 5.4X 8=40. 18 Pa/mh 夏=Kt2hb0l=1.04X 5.4X 8=44. 93 Pa/m6. 一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为 600,小断面直径为400m今在 断面变化处测得大小断面之间的静压差为 550Pa,大断面的平均动压为100Pa, 空气密度为1.2kg/m，求该处的局部阻力系数。解：2hV12*1001.212.9(1)大断面平均动压为hv1 =100 Pa,p =1.2 k

10、g/m，则大断面上 的平均风速为：m/s(2)由于两断面上的风量相等，则有Q1Q2VSV2S2v1S1V2S212.9* 0.3229.0m/s* 0.22故小断面上的平均动压为2 hv271.2* 292504.6Pa则大小断面的平均动压差为2404.6 Ps。两断面上的全压差为：(hj1l%1)(hj2hv2)(hj1hj2)(hv2hvJ已知两断面静压差为550Pa,动压差为404.6Pa,则全压差为145.4Pa。(3)局部阻力为两断面的全压差，由局部阻力计算公式可知，则局部阻力系数则此处的局部阻力系数为14541.45100E为:Ptv2/23.离心式和轴流式通风机的个体特性曲线有哪

11、些区别?300400300JO 30607Cffl 3-Z-2离心式通风机牛体好忡曲那运P-wau70(X)D弭10U150M a-2-1報谶式通JlL牛体斡杵曲轉马鞍形驼峰”从两种曲线可看出，轴流式通风机的 H-Q特性曲线出现马鞍形“驼峰”区， 风机在该段工作，有时会出现风量、风压和电动机功率的急剧波动，产生喘振 现象。N-Q特性曲线：在其稳定工作区内，功率随风量的增大而减小，故应在 工作风阻最小即风量最大时启动。离心式通风机的H-Q特性曲线比轴流式通风机工作段更为平缓；当管网风阻 做相同量变化时，其风量变化比轴流式通风机要大。N-Q特性曲线：功率随风量的增加而增加，应在工作风阻最 大时启动

12、。12.大气运动造成的自然风压：Hn其中，vw=8 m/s，p w=1.3 kg/m3, A=0.69。 代入可得：Hn=28.7 Pa。13.密度造成的自然风压：HnZg( m1m2)，其中，z=30m， g=9.8 m/s2，p m1=1.212 kg/m3，p m2=1.033kg/m3。 代入可得：Hn=52.6 Pa。13.解：全密闭罩的需要风量Qmb :Qmb=Qmb1+Qmb2其中，Qmb1 物料或工艺设备带入罩内的空气量，m3/min ；Qmb2由孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/min。已知：Qmb1=0.2 m3/s，缝隙及工作孔面积S=0.08 m2，缝隙局部阻力系数E

13、 =3.9,并使罩内形成hl=25 Pa的负压，则由：其中，空气密度P =1.293 kg/m3,代入可得：Qmb2=0.08*3.15=0.252 m3/s, 则可得全密闭罩的需要风量：Qmb=0.2+0.252=0.452 m3/s。若出现面积为0.08 m2的孔洞未及时修补，则在保证负压不变的情况下， Qmb2增大一倍为0.454 m3/s,即通过不严密缝隙吸入的空气量增大一倍，而 全密闭罩需要风量增大为0.654 m3/s。14.解：已知D=200 mm,集气罩局部阻力系数为 0.35,罩口尺寸A x B=500 mm x 600 mm, p =1.2 kg/m3。根据能量守恒方程，可

14、得：式中，P0、V0、h0与P、V、h分别表示集气罩口和风管中的压力、速度、阻力 损失。已知，相对大气压 P0=0 Pa, p= -55 Pa,且有：jtD3二=三、E v i= S；根据以上条件可得：(1) Q=0.258 m3/s由 Q=vS，可得:(2) v0=0.858 m/s；(3) h。0.35竺空竺0. 166 Pa3. 为获得良好的防尘效果，设计防尘密闭罩时应注意哪些问题？是否可认为罩内 排除粉尘越多越好？全密闭罩形式、罩内吸风口的位置、吸风速度等要选择得当、合理。注意事 项：(1) 合理地组织罩内气流，排风点应设在罩内压力最高的部位，以利于消 除正压。(2) 排风口不能设在含

15、尘气流浓度高的部位或侧区内，也不宜设在物料集中地点和飞溅区内(3) 设置的密闭罩应不妨碍工艺生产操作和方便维修。(4) 罩内风速不宜过高。设置全密闭罩时，一方面要保证罩内负压，另一方面还要避免把物料过多地 从排风系统排出。因此，不是罩内排出粉尘越多越好。P1514紊流粗糙区流动的角联风网中如何判别角联分支的风向?R2R31,分支5中风向由31,分支5中风流停滞1,分支5中风向由2由该判别式可以看出，简单角联风路中角联分支的风向完全取决于边缘风路 的风阻比，而与角联分支本身的风阻无关。10根据均匀送风管道的设计原理，说明下列三种结构形式为什么能达到均匀送 风？在设计原理上有何不同？风管断面尺寸改

16、变，送风口面积保持不变； 风管断面尺寸不变，送风口面积改变；风管断面尺寸和送风口面积都不变。孔口出流流量为：Q fvfVj从上式可以看出，要使各侧孔的送风量 Qo保持相等，必须保证各侧孔foP相等，实现的途径:1保持 f 0 ： Pj和均相等(1)保持各侧孔流量系数相等，出流角a尽量大(60。)(2) 保持各侧孔f。,. Pj相等，实现途径 风管断面尺寸改变，送风口面积保持不变；a.各侧孔孔口面积fo相等，风道断面变化保持各侧孔静压pj相等。可保持各 侧孔f、.pj相等。 风管断面尺寸不变，送风口面积改变；b.风道断面相等，各侧孔孔口面积fo变化使得|f. 口相等。可保持各侧孔f 0 . Pj

17、 相等。2. fo Pj变化，也随之变化 风管断面尺寸和送风口面积都不变。当送风管断面积和孔口面积fo均不变时，fo.Pj、pj沿风管长度方向将产生 变化，这时可根据静压 pj变化，在侧孔口上设置不同的阻体，使不同的孔口具 有不同的压力损失（即改变流量系数n），以满足各侧孔fupj的相等。 ii.与传统的混合通风相比，置换通风有什么优点？置换通风具有气流扩散浮力提升、小温差、低风速、送风紊流小、温度/浓度分层、空气品质接近于送风、送风区为层流区的特点。优点：（1）可定量区分通风房间不同位置的空气质量（2）存在热力分层，工作区域空气新鲜（3）巧妙将自然通风与机械通风结合，且节省通风机电耗（4）出

18、现明显的垂直温度梯度和有害物浓度梯度（5）混合通风以消除整个空间负荷为目标，而置换通风类似于自然通风，以 消除工作区域负荷为目标。更有针对性。2. 什么是喷雾降尘？其降尘机理是什么？影响降尘效果的因素有哪些？定义：指水在一定压力作用下，通过喷雾器的微孔喷出形成雾状水滴，并与空气中的浮游粉尘接触而捕捉沉降的方法。降尘机理：通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等形式的液体捕集 体，并与尘粒接触，使液体捕集体和粉尘之间产生惯性碰撞、截留、布朗扩散、 凝集、静电及重力沉降等作用，将粉尘从含尘气流中分散出来。影响喷雾降尘效果的主要因素： 1.粉尘的湿润性与密度；2.喷雾作用范围 与质量；3喷雾器型式与

19、安装方式；4粉尘与液体捕集体的相对速度；5.液体供 给相关参数。3. 磁水降尘的机理是什么？影响因素有哪些？机理：水经磁化处理后，其黏度降低，晶构变短，会使水珠变细变小，有 利于提高水的雾化程度，因此，与粉尘的接触机遇增加，特别是对于吸附性粉 尘的吸附能力加强。影响因素：（1）水流方向、流速及磁感应强度；（2）对水的磁化方式。4. 荷电喷雾降尘的机理为何？影响荷电液滴捕尘效率的因素有哪些？机理：悬浮粉尘大部分带有电荷，如水雾上有与粉尘极性相反的电荷，则带水雾粒对带有相反极性电荷的尘粒具有静电引力，且对不带电荷尘粒具有 镜像力，这样，水雾对尘粒的捕集效率及凝聚力显著增强，导致尘粒增重而沉 降，从

20、而提高降尘效果。影响荷电液滴捕尘效率的因素：（1 ）荷电液滴粒度；（2）荷电液滴喷射速度；（3）含尘风流的速度；（4）液滴荷电量；（5）粉尘荷电量；（6）喷雾器性能。14.型砂的真密度p p=2700 kg/m3，在大气压力p=101.325 kPa、温度t=20 C的静 止空气中自由沉降，计算粒径 dp=3, 7, 11, 16, 28, 55卩m时尘粒所受的阻力 及沉降速度。解：其中，卩=1.808/1.82 x 10-5 Pa-s, p p=2700 kg/m3, p g=1.205 kg/m3,g=9.81 m/s2。由于尘粒和空气的密度相差很大，故：2（1）沉降速度公式,:Vs pg

21、d p18dP=3, 7, 11, 16, 28, 55卩m，分别得到的沉降速度为：dp=3 卩 m 时，vs1=7.324x 10-4 m/s；dp=7 卩 m 时，vs2=3.988x 10-3 m/s；dp=11 卩 m 时，vs3=9.848x 10-3 m/s；dp=16 卩 m 时，vs4=20.835X 10-3 m/s；dp=28 卩 m 时，vs5=63.808X 10-3 m/s； dp=55 卩 m 时，vs6=0.2462 m/s；（2）阻力计算公式lgdpv根据雷诺数Re的不同而不同：Redp=3 a m 时，Re=1.46x 10“ 1.0,贝U f 3 dpvF1

22、=3*3.14*1.808 x 1O-5*3*1O-6*v s1=3.74 x 10-13 N。3dp=7 a m 时，；Re=1.86x 10 w 1.0, F 3 dPvF2=3*3.14*1.808 x 10-5*7*10 -6*v s2=4.75 x 10-12 N。dp=11 a m 时，Re=7.21 x 10-3 w 1.0, F 3 dpvFs=3*3.14*1.808 x 10-5*11*10-6*vs3=1.84 x 10-11 N。dp=16 a m 时，Re=2.22x 10- w 1.0, f 3 dpvF4=3*3.14*1.808 X 10-5*16*10 -6*

23、Vs4=5.68X 10-11 N。1dp=28 a m 时，Re=1.19X 10 1.0, F 3 dPVF5=3*3.14*1.808 X 10-5*28*10 -6*Vs5=3.04X 10-10 N。dp=55 a m 时，Re=9.02X 10-1 40除尘器进口质量分数/%2515102525除尘器出口质量分数/%8012620试计算该除尘装置的除尘总效率和分级效率。解：（1）总效率(1Q 2C 2)Q 1C 1100 %代入可得：n =85.7%（2）分级效率Q 1g d1C1 Q 2 g d 2C 2Q 1g d1C1g d 2 C2g d 1C10-5卩 m,n 1= (1-80*400/25*2800 ) *100%=54.3%5-10 m,n 2= (1-12*400/15*2800 ) *100%=88.6%10-20m,n 3= (1-6*400/10*2800 ) *100%=91.4%20-40卩 m,n 4= (1-2*400/25*2800 ) *100%=98.8%大于 40 卩 m,