防排烟工程习题2011

1、1一、根据能量守恒理论证明：风流通过建筑物时，一、根据能量守恒理论证明：风流通过建筑物时，其周围风压的变化规律是迎风面上的风压为正、侧面其周围风压的变化规律是迎风面上的风压为正、侧面上的风压为负。上的风压为负。二、在某排烟系统中，风机的转数为二、在某排烟系统中，风机的转数为560r/min560r/min，这时风机的风压为这时风机的风压为1846 Pa1846 Pa，风量为，风量为37.8m3/s37.8m3/s，效率，效率为为9393，轴功率为，轴功率为75.4KW75.4KW。由于系统的扩容将转数提。由于系统的扩容将转数提高到高到710r/min710r/min，问这时风机的风压、风量、轴

2、功率和，问这时风机的风压、风量、轴功率和效率各为若干？原有效率各为若干？原有95KW95KW的电动机是否需要更换？的电动机是否需要更换？ 2三、在如下图所示的着火房间内，以地板上的燃三、在如下图所示的着火房间内，以地板上的燃烧中心烧中心O O点为坐标原点，以点为坐标原点，以O O点至气体排出口或外窗中点至气体排出口或外窗中心心P P点在地板上投影点在地板上投影B B点连线为横坐标轴（点连线为横坐标轴（x x轴）；以轴）；以通过通过O O点的垂线为纵坐标轴（点的垂线为纵坐标轴（y y轴），其交于顶棚轴），其交于顶棚A A点。点。如果在该直角坐标系中如果在该直角坐标系中K K点点(OB/2,OA/

3、2)(OB/2,OA/2)处安装的热电处安装的热电偶测定某一时刻烟气的温度为偶测定某一时刻烟气的温度为600600。 C-C剖面y0 x0KPBAyxOOBCCx31. 1. 确定着火房间内在该时刻烟气的平均容积温度。确定着火房间内在该时刻烟气的平均容积温度。 2.2.写出在直角坐标系中，任何一点的气体温度经写出在直角坐标系中，任何一点的气体温度经验计算公式。验计算公式。 4.4.计算该时刻计算该时刻A A点、点、B B点处烟气的温度。点处烟气的温度。 3.3.证明燃烧中心正上方的顶棚处（证明燃烧中心正上方的顶棚处（A A点）是整个点）是整个着火房间内气温最高的部位和远离燃烧中心的气着火房间内

4、气温最高的部位和远离燃烧中心的气体排出口中心在地板上投影处（体排出口中心在地板上投影处（B B点）是整个着点）是整个着火房间内气温最低的部位。火房间内气温最低的部位。4四、如图所示，某厂房的高度四、如图所示，某厂房的高度h h0 0为为8m8m，在其迎风外，在其迎风外墙（该外墙面的风压系数墙（该外墙面的风压系数K K为为0.750.75）的上部布置有一个高）的上部布置有一个高度为度为0.5m0.5m的自然排烟口，该排烟口的上边缘距底板面的的自然排烟口，该排烟口的上边缘距底板面的高度高度h h1 1为为7.5m7.5m。当厂房内发生火灾后，其内外静压差。当厂房内发生火灾后，其内外静压差Pw-Pw

5、-PnPn为为50Pa50Pa，厂房外的空气温度，厂房外的空气温度t tw w和风流所具有的风速和风流所具有的风速u uf f分分别为别为2727和和4m4m3 3/s/s。，厂房内的烟气温度。，厂房内的烟气温度t tn n为为527527。（所。（所有计算结果保留两位小数）。有计算结果保留两位小数）。twtnPnh0ufPwh151.1.在不考虑分压作用时，计算中性层距地板面的高在不考虑分压作用时，计算中性层距地板面的高度，并判断自然排烟效果。度，并判断自然排烟效果。 2.2.计算迎风外墙上的风压。计算迎风外墙上的风压。 3.3.在考虑风压作用时，计算中性层距地板面的高度，在考虑风压作用时，

6、计算中性层距地板面的高度，并判断自然排烟效果。并判断自然排烟效果。 6五、某建筑所在地区室外的空气温度五、某建筑所在地区室外的空气温度t tw w=27=27，其顶，其顶层房间的高度层房间的高度h h为为4.2m4.2m，在其迎风外墙的上部布置，在其迎风外墙的上部布置一个自然排烟口。当该建筑顶层内发生火灾后烟气一个自然排烟口。当该建筑顶层内发生火灾后烟气温度温度t tn n为为527527。( (结果保留两位小数结果保留两位小数) )。1.1.假设烟气由烟羽流变为顶棚流过程中的局部阻假设烟气由烟羽流变为顶棚流过程中的局部阻力系数力系数=1=1，且烟气在顶棚流过程中无能量损失，且烟气在顶棚流过程

7、中无能量损失，计算室内排烟口处烟气的动压。计算室内排烟口处烟气的动压。 2.2.假设室外距地面高度假设室外距地面高度 H(mH(m) ) 风速为风速为u=4u=4(H/10)(H/10)1/31/3 ( (m/sm/s) )，计算该建筑的极限高度。，计算该建筑的极限高度。 7六、在下图所示有进风口和排烟口的房间中，假如六、在下图所示有进风口和排烟口的房间中，假如室外地面处空气的静压为室外地面处空气的静压为P Pw w，密度为，密度为w w；室内地面；室内地面处烟气的静压为处烟气的静压为P Pn n，密度为，密度为n n，迎风面上的风压为，迎风面上的风压为P Pdfdf 。 wwP,22wwdf

8、uKPnnP,1.1.画图并证明无风压作用画图并证明无风压作用时，中性层距地板面高度时，中性层距地板面高度为：为： gPPhnwnw)/()(02.2.画图并证明有风压作用画图并证明有风压作用时，中性层距地板面高度时，中性层距地板面高度为：为： guKgPPhnwwwnwnw)( 2/)/()(208七、某防烟楼梯间采用正压送风防烟方式，若该楼七、某防烟楼梯间采用正压送风防烟方式，若该楼梯间与前室之间防火门的尺寸为梯间与前室之间防火门的尺寸为2.02.00.8m0.8m，在防，在防火门的上边缘安装一个常闭式闭门器（其回转力矩火门的上边缘安装一个常闭式闭门器（其回转力矩M Mf f =50Nm

9、=50Nm）。发生火灾后，疏散人员至少需要多大）。发生火灾后，疏散人员至少需要多大的推力才能将防火门开启的推力才能将防火门开启? (? (结果保留两位小数结果保留两位小数) ) 9八、当风流通过建筑物时，风流方向与建筑物的迎风八、当风流通过建筑物时，风流方向与建筑物的迎风面和背风面垂直，其流动形状如下图所示。分别取未面和背风面垂直，其流动形状如下图所示。分别取未受建筑物影响的无穷远处为受建筑物影响的无穷远处为断面、建筑物迎风断面、建筑物迎风面为面为1 11 1断面、建筑物背面为断面、建筑物背面为2 22 2断面。断面。断面断面上空气的绝对静压为上空气的绝对静压为P Pss, ,温度温度t t=

10、27=27，流动速度，流动速度u u=3.0m/s=3.0m/s，密度为，密度为; 1; 11 1断面和断面和2 22 2断面上风流断面上风流的绝对静压、流动速度和密度为别为的绝对静压、流动速度和密度为别为P Ps1s1、u u1 1、1 1 ；P Ps2s2、u u2 2、2 2; ;风流流过风流流过1 11 1断面和断面和2 22 2断面时产生的断面时产生的压力损失为压力损失为5Pa5Pa。假设。假设=1 1=2 2=，建筑物外墙面，建筑物外墙面的风压系数值如表的风压系数值如表1 1所示。所示。 101122表表1. 1. 建筑物外墙面的风压系数值建筑物外墙面的风压系数值面向夹角() 风压

11、系数 面向夹角() 风压系数 迎风面背风面迎风面背风面00.75-0.4 600.28-0.48150.75-0.5750-0.5300.72-0.4890-0.4-0.4450.45-0.51.1.求求1 11 1断面和断面和2 22 2断面上的风压。断面上的风压。 2.2.求求1 11 1断面和断面和2 22 2断面上的风速。断面上的风速。11九、某建筑所在地区室外标准高度九、某建筑所在地区室外标准高度H H0 0(m)(m)处的风速为处的风速为u u0 0(m/s)(m/s)，室外距地面高度，室外距地面高度 H(mH(m) )处风速为处风速为u= uu= u0 0 (H/H(H/H0 0

12、) )1/31/3 ( (m/sm/s) )，空气温度为，空气温度为t tw w()()，其顶层房间的高，其顶层房间的高度度h(mh(m) )，在其迎风外墙的上部布置一个自然排烟口。，在其迎风外墙的上部布置一个自然排烟口。当该建筑顶层内发生火灾后烟气温度为当该建筑顶层内发生火灾后烟气温度为t tn n()()。假设烟。假设烟气由烟羽流变为顶棚流过程中的局部阻力系数气由烟羽流变为顶棚流过程中的局部阻力系数，且，且烟气在顶棚流过程中无能量损失。证明：烟气在顶棚流过程中无能量损失。证明： 1.1.排烟口处烟气的动压为排烟口处烟气的动压为 1)(22ghuPnwyndy2.2.该建筑物的极限高度为该建

13、筑物的极限高度为 23300max)1()(2(wnwghuHH12十、某排烟系统中，排烟风机的额定转数为十、某排烟系统中，排烟风机的额定转数为n n0 0= =2800r/min2800r/min，进风口和出风口的断面积，进风口和出风口的断面积A A1 1、A A2 2均为均为2.0m2.0m2 2，烟气的密度为，烟气的密度为为为0.745kg/m0.745kg/m3 3，直接传动电动机，直接传动电动机的输出功率为的输出功率为110kW110kW。在转数。在转数n n1 1=2000r/min=2000r/min的全压的全压h hft1ft1=1900Pa=1900Pa，风量，风量Q Qf1

14、f1=20m3/s=20m3/s，效率，效率f1f1=90=90，轴功率，轴功率N Nfi1fi1=75kW=75kW。计算结果保留两位小数。计算结果保留两位小数。 1.1.求此时排烟风机的动压求此时排烟风机的动压P Pfd1fd1、静压、静压h hfs1fs1。 2.2.由于系统扩容的需要，决定采用提高风机转速方由于系统扩容的需要，决定采用提高风机转速方法将该排烟系统的风量提高到法将该排烟系统的风量提高到Q Qf2f2=25m=25m3 3/s/s。求此时。求此时排烟风机的动压排烟风机的动压P Pfd2fd2、全风压、全风压h hft2ft2、静风压、静风压h hfs2fs2、轴、轴功率功率

15、N Nfi2fi2和效率和效率f2f2，原有的排烟风机和电动机是，原有的排烟风机和电动机是否需要更换否需要更换? ? 13十一、当风流通过建筑物时，迎风面十一、当风流通过建筑物时，迎风面1 11 1断面上的风压断面上的风压系数系数k k1 1=0.75=0.75。未受建筑物影响的无穷远处。未受建筑物影响的无穷远处断面空断面空气的绝对静压为气的绝对静压为P Pss=101325Pa=101325Pa、温度、温度t t=27=27、流动速、流动速度度u u=3.0m/s=3.0m/s，建筑物迎风面，建筑物迎风面1 11 1断面上风流的绝对静断面上风流的绝对静压为压为P Ps1s1、流动速度为、流动

16、速度为u u1 1，假设风流的密度不变。求，假设风流的密度不变。求1 11 1断面上风流的风压断面上风流的风压P Pdf1df1、绝对静压为、绝对静压为P Ps1s1和速度为和速度为u u1 1。 14十二、如图所示，某厂房的高度为十二、如图所示，某厂房的高度为h h0 0=8.0m=8.0m，在其迎风外，在其迎风外墙（该外墙面的风压系数墙（该外墙面的风压系数k k为为0.750.75）靠近上部布置有一个）靠近上部布置有一个高度为高度为0.5m0.5m的自然排烟口，该自然排烟口下沿距地面高的自然排烟口，该自然排烟口下沿距地面高度度h h1 1=7.0m=7.0m。未受建筑物影响的无穷远处风流的速度。未受建筑物影响的无穷远处风流的速度u u=3.0m/s=3.0m/s。发生火灾后假设烟气由烟羽流变为顶棚流。发生火灾后假设烟气由烟羽流变为顶棚流过程中的局部阻力系数过程中的局部阻力系数