110512通风作业(1)报告

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 V1000m3 , 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=3.6m3/s 。试问：风

2、机启动后要经过多长时间室内有害L物浓度才能降低100mg/m3 以下，（风机启动后有害物继续发散） 。解：L =3.6 m3/sV f=1000 m 3y0=0 mg/sy1=3501060/1000=210 mg/m 3y2=100 mg/m 3x=350 mg/sV flnLy1xLy01028.8s17 minLLy2x 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/ 4/1.52.4 3 /1.55.4/1.5 3.6kg / h各种有机溶剂的散发量为：甲苯x13.6kg / h50%1.8kg / h500m

3、g / s环已酮x23.6kg / h8%0.288kg / h80mg / s环已烷x33.6kg / h8%0.288kg / h80mg / s乙酸乙酯x43.6kg / h30%1.08kg / h300mg / s正丁醇x53.6kg / h4%0.144kg / h40mg / 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 / m3正丁醇200mg / m3进入车间的空气中，上述四种溶剂的浓度为零，即y00 。按式（ 2-9）计算全面通风量：K=1 ，甲苯L1500m3 / s10 m

4、3 / s500环已酮L2800m3 / s1.6m3 / s50环已烷L380m3 / s0.32 m3 / s2500乙酸乙酯L4300m3 / s1.5m3 / s2000正丁醇L540m3 / s0.2m3 / s20001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 LLLLL10 1.60.321.5 0.213.62m3 / s123456.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 ，L120*3m3 / s60m3 / s10消除余热所需的全面通风量：GQ174c(t p57.43kg /

5、st0 ) 1.01(35 32)=1.29kg/m3G57.43/1.2944.43m3 / s60m3 / s硫酸蒸汽与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7.解：根据卫生标准，车间空气中有害气体的容许浓度为：CO20mg / m3SO25mg / m3按式（ 2-9）计算全面通风量： K=6 ，COL1140*6m3 / s42m3 / s200SO2L256*6m3 / s67.2m3 / s50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LL1L24267.2109.2m3 / s9车间通风系统布置如图2 12 所示，已知机械进风量Gjj =

6、1.11kg/s ，局部排风量Gp=1.39kg/s ，机械进风温度 t j =20，车间的得热量Qd=20kW，车间的失热量Qh=4.5( t n- t w)kW，室外空气温度t w=5，开始时室内空气温度t n=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： G jjGzjG jpGzp即： 1.11+0=1.39+GzpGzp=-0.28 kg/s故：窗孔 A 是进风，风量为 0.28 kg/sTips:利用 P18，式（ 2-12），注意正负号的含义。（2）

7、热平衡： QhcGp tnQdcG jj t j cGzj tw24.5(t n 5) 1.01 1.39 tn 20 1.01 1.11 20 1.01 0.28 5 t n 11.24Tips: 利用 P19，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%。（2）室内一直有人， CO2含量始终不超过 0.1 .解：（1

8、）Tips: 非稳态计算，注意公式选择L2 1705.67m3 / min 0.0944 m3 / s60L13600 0.09442 1 ，判断是否可以用公式（2-4）进行计算的相应条件。V f170co21.977g / l1.977103 g / m3 由查表获得y1y00.05%1.9771030.9885g / m3y20.0011.9771031.977g / m3人数为 n，有害物浓度散发量 x19.8n / 36000.0055n (g/s)y2y1exp(L )( xy0 )1exp(L )V fLV f带入求解 n19.6人19人（2）Tips: 稳态计算，注意公式选择y2

9、y0xL0.0055n( y2y0 ) L得到 n16.9人16人13.解：CO2 产生量：x4515g / h675g / h0.1875g / sCO2 的摩尔质量 M44g / mol 。M440.05%22.433y1y0Cg / m1/10000.982g / m22.4（1）稳定时 CO2 的浓度 y2 。y2y0x0.9820.1875g / m32.32 g / m3L0.14（1）由式（ 2-3）计算 CO2的含量达到稳定浓度2.32 g / m3所需的通风时间。3m3/s；VF ln Ly1xLy 0LLy 2xLy 0224 ln 0.14 0.982 0.1875 0.

10、14 0.982 s 0.14 0.14 2.32 0.1875 0.14 0.9821600ln1041.7s11117.8s185.3min3.09h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。（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：LL1L2L3L4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，L2从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，L3因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；3m /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

11、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，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

12、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。9有一侧吸罩罩口尺寸为 300300mm。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。（

13、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=v0 F=v0 (0.3 0.3)=0.54， v0=6m/s则 vx=0.136=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=0.75v0F= v0 (0.30.3) 0.75=0.54，v0= 8m/s则 vx=0.138=1.04 m/s（ 3）b/a=

14、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=v0 F=v0 (0.3 0.3)=0.54， v0=6m/s则 vx=0.156=0.9 m/s4Tips: 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=400mm1.5Ap =900mm因为 H1.5Ap ，所以为低悬罩。2）求罩口的扩大面积：因周围横向风速较

15、明显，且热源为等边矩形，则有：A1=B1=600+0.5 400=800mmF = 0.8 0.80.60.6=0.28m2 3)热源的对流散热量QtF 1.7 t 1/ 3 FAt 4 / 3 F1.7(60020)4 / 3(0.6 0.6) 2960.2J / s 2.96kJ / s4)热射流收缩断面上的流量L00.167Q1 /3B3/ 20.1672.961 / 30.63 / 20.111 m3/s已知扩大面积上空气的吸入速度，取值范围0.50.75m/s取 v 为 0.5m/s则：LL0v F 0.1110.50.280.251m3/s第四章通风排气中粉尘的净化11有一两级除尘

16、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：1 (11 )(1 2 ) 1 (1 80）(195）99（2）排空浓度： y= 22.2(1)0.1g / m32.2212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 3根据起始含尘浓度和排放标准（0.15g/m3），可以计算出该除尘

17、系统总效率L 15L 0.15z99%L15因为一、二级除尘系统是串联，利用系统总效率公式z 1 (1 1 )(12)，其中1 85%计算得到电除尘器除尘效率293.3%13某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据：粒径（ um ）055101020204040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(dc ) f 1 (dc )dc0.70.14 0.9250.170.96 0.250.990.23 1 0.210=93.314.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

18、口含尘浓度y2=480mg/m35除尘器进口和出口管道内粉尘的粒径分布为粒径（）055101020204040um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：假设除尘器结构严密，没有漏风；Ly1Ly 2 y1y23200 48085(1)全效率 :y13200Ly1(2)由分级效率 (d c )y2 d2 (d c )其中： y 1=3200mg/m 3 ，y2=480mg/m311 (dc )y1d可以得出：粒径 (um)05(dc) =4800.78除尘器分级效率141.532000.25104800.14(dc ) = 17932000.

19、14800.0741020(dc ) = 192.632000.154800.0062040(dc ) = 199.5532000.2404800(dc ) = 1132000.35第五章8.解nA0.30HCL 的摩尔分数 xHCL36.50.26117nAnB0.300.7036.529HCL 的比摩尔分数 X HCLxHCL0.261170.353491xHCL10.261179.解3排放气体中 NO 2的摩尔数： nNO22000*103每 m460.0435mol温度为 50。 C 时 NO 2的体积： V2V1 T20.0435*22.4 (27350)1.152L0.001152

20、m3T1273NO 2 的比摩尔分数： YNO2V20.0011520.001154 KmolNO 2 /Kmol 空气1V210.00115210.解NH 3 的分压力kPa00.40.81.21.62.0气相 NH 3 的摩尔分数00.00390.00790.01180.01580.0197气相 NH 3 的比摩尔分数 Y*00.00390.00800.01200.01580.0201溶液浓度 kg NH 3 100kgH 2 O00.511.52.02.56液相 NH3的摩尔分数00.00530.01050.01560.02070.0258液相 NH3的比摩尔分数X00.00530.01

21、060.01590.02120.0265m00.73580.75470.75470.74530.754811.解吸收前混合气体中空气的体积：100 （1-20% ）=80m 3吸收前混合气体中NH 3 的体积：10020%=20m 3吸收前后空气体积不变，吸收后混合气体的体积为：80/（1-5%）=84.21m 3吸收后混合气体中NH 3 的体积： 84.2180=4.21m 3比摩尔分数求解：吸收前混合气体中空气的体积：100 （1-20% ）=80m 3吸收前混合气体的比摩尔分数：yNH 320%1XNH31yNH 3120%0.254吸收后混合气体的比摩尔分数：yNH 35%1X NH3

22、1 y15%0.053NH 319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NH 3 的体积： V NH 3Vair.X NH3 .V0800.053 V0 4.21m3V0V012.解由表 5-2 查得 t20 C时， SO2的亨利系数 E38atm ，则相平衡系数 mE / Pz38气液平衡关系为P*38x或 Y38XSO2 和水的分子量分别为：M SO64,M H2O182平衡状态下溶液中SO2 的浓度： X SO0.025 / 640.00720.975 /182气相中 SO2 的平衡浓度： Y *SOmXSO380.00720.27422平衡状态下气相中SO2 的摩尔分

23、数： y * SOY *SO20.215121Y *SO2根据道尔顿气体分压定律，混合气体中SO2 的分压为：P Pz y * SO2101.3 0.215121.79kPa13。解假设混合气体的流量 L=1m 3/s，则混合气体中惰气的流量：VD= 10.975 =0.0435kmol/s22.4混合气体中的 Cl 2 流量： VCl 2 = 10.025 =0.0011kmol/s22.4进口处气相中 Cl 2 的浓度： Y1VCl 20.00110.0253kmolCl2 / kmolAirVD0.0435出口处气相中 Cl 2 的浓度： Y20.0253198%0.0005kmolCl

24、2 / kmolAir进口液相中 Cl 2 的浓度： X 20由表 5-2 查得 t20 C时， Cl 2的亨利系数 E530atm，则7相平衡系数 mE / Pz530最小液气比：LxY1Y20.0253 0.0005519.526VDY10.0253minX 20m530实际液气比：Lx1.2Lx519.5261.2623.431VDVDmin出口处液相浓度：X1Y1Y20.0253 0.00050.00004kmolSO2 / kmolH 2OLx / VD623.43114解实际供液量 L44600kg / h44600 kmol / h2477.78kmol / h18混合气体中惰气

25、的流量：VD = 1000 0.99 =44.1964kmol/h22.4混合气体中的 SO2流量： VSO= 10000.00 =0.4464kmol/h222.4进口处气相中的SO2 浓度： Y1VSO20.44640.0101kmolCl2 / kmolAirVD44.1964实际液气比：Lx2477.7856.0629VD44.1964最小液气比：Lx1Lx156.0629 28.0314VDmin2VD2进口液相中的 SO2浓度： X20由表 5-2 查得 t20 C时， SO2的亨利系数 E38atm，则相平衡系数 mE / Pz38根据最小液气比：LxY1Y2，得VDminY1X

26、 2m出口处气相中的SO2 浓度：Y2Y1LxY1X0.0101 28.03140.0101/ kmolAirVDmin m20 0.00265kmolSO238Y20.0026564kg / 22.4m30.00757014kg / m37570.14mg / 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 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?8解：(1) 流速当量直径方法：D v2ab2 0.4 0.20.267ma b0.40.2v G / S0.88 /(0.4 0.