第七章 工业通风设计1

工业通风与除尘通风机……粉尘及其他有害物质排风罩除尘器管道主要内容工业通风设计的一般要求和步骤全面通风风量计算管道系统的设计计算工业通风设计的一般要求和步骤工业通风设计的一般要求将足够的新鲜空气有效的输送到工作场所，保证安全安全，创造良好的劳动条件。设计简单，风流稳定、可靠，易于管理，具有抗灾能力设计方案可行，经济上合理，便于作业发生突发事件后，风流易于控制，利用抢险救灾工业通风设计的一般要求和步骤步骤：明确设计要求收集原始资料制定可行性方案，选择最佳方案划分系统，计算各系统所需风量风量、热平衡计算，选择除尘装置，预选风机布置系统风管和设备进行系统水力计算，确定管径大小和风机型号绘制施工图编写设计施工说明书进行工程概、预算全面通风的效果不仅与通风量有关，而且与通风气流组织有关。要使全面通风效率良好，不仅需要足够的通风量，而且要有合理的气流组织。全面通风风量计算一、全面通风的原则

1.散发热、湿或有害物的车间，当不能采用局部通风时，或采用局部通风仍不能满足卫生要求时，辅以全面通风；

2.全面通风设计时，应尽量考虑自然通风方式；

3.复杂的生产厂房及辅助建筑物应先考虑自然补风的可能性。

全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有害气体,粉尘,水蒸气,热等)全部稀释或排除,使有害物浓度不超过卫生标准。由于有害物的性质不同,应分别计算所需风量,然后确定全面通风所需风量。二、全面通风换风量的确定

排污模型及排污微分方程：X（mg/s）通风风量Q(m3/s)有害物浓度y(mg/m3)通风风量Q(m3/s)有害物浓度y0(mg/m3)房间体积Vf车间通风排污模型有害物如果采用全面通风稀释室内空气中的有害物，那么在任何一个微小时间间隔dt内，室内得到的有害物量（即有害物源散发的有害物量和送风空气带入的有害物量）与从室内排出的有害物量（排出空气带走的有害物量）之差应等于整个房间内增加（或减少）的有害物量，即式中L—全面通风量，m3/s；

y0—送风空气中有害物浓度，mg/m3；

x—有害物散发量，mg/s；

y—在某一时刻室内空气中有害物浓度，mg/m3；

—房间体积，m3；

—某一段无限小的是时间间隔，s；

—在时间内房间内浓度的增量，g/m3；上式称为全面通风的基本微分方程式。它反映了任何瞬间室内空气中有害物浓度y与全面通风量Q之间的关系。如果在t秒钟内，室内空气中有害物浓度y1从变化到y2，那么室内有害物浓度处于稳定状态时所需的全面通风量按下式计算：

m3/s式中：

Cz—室内空气中有害物质的最高容许浓度，mg/m3；

Ci—进入室内的空气中有害物质的浓度，mg/m3；实际上，室内有害物的分布及通风气流是不可能非常均匀的，混合过程也不可能在瞬间完成，即使室内平均有害物浓度符合卫生标准，但有害物附近空气中的有害物浓度仍比室内平均值高得多。为了保障有害物源附近工人呼吸带的有害物浓度控制在容许值以下实际所需全面通风量要比上式计算值大得多，引入了一个安全系数k，可得：安全系数k选取要考虑多因素，可按经验取3~10范围。存在多种有害物时风量确定原则：

（1）分别求出排除每种有害物风量Li

（2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶剂类；S2O3、SO3等刺激性气体，按求和计算风量：Q=∑Qi

（3）毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量计算式：L=max{Qi}有害物散发量无法确定时的风量计算原则：

按经验式计算：L=nVf

（m3/h）

n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积消除余湿风量公式：Q——通风质量风量，Kg/s；W----室内余湿量,g/s;dk----排气含湿量,g/Kg;dj----进气含湿量,g/Kg。消除余热风量公式：Q——通风质量风量，Kg/s；L----室内余热量,KJ/s;C----空气的质量比热,C=1.01KJ/Kg℃;th----排气温度,℃;tj----进气温度,℃。[例]

某车间使用脱漆剂，每小时消耗量为4kg，脱漆剂成分为苯50%，醋酸乙酯30%，乙醇10%，松节油10%，求全面通风所需空气量。（苯容许浓度为40mg/m3,醋酸乙酯300mg/m3,松节油300mg/m3）

[分析]进入车间的空气中，上述四种溶剂的浓度为零。即y0=0。取安全系数K=6，按公式分别计算把每种溶剂蒸气稀释到最高容许浓度以下所需的风量。

苯

醋酸乙酯

乙醇L3=0

(乙醇无规定，不计风量)松节油

（式中苯容许浓度为40mg/m3,醋酸乙酯

300mg/m3,松节油300mg/m3

）由上题可以看出，用全面通风把室内有害物稀释到最高容许浓度以下，所需风量是很大的。数种有机溶剂混合存在时，全面通风量为各自所需风量之和。即注意：当室内同时存在有害物源、热源和湿气源时，应三个式分别计算取其中最大值为所需的换气量。三、全面通风气流组织全面通风时空气按照设计好的流程流动，成为全面通风的气流组织。

一般通风房间气流组织的方式有：上送上排、下送上排及中间送上下排等多种形式。设计时采用哪种形式，要根据有害物源的布置、操作位置、有害物的性质及浓度分布等具体情况，按下列原则确定。

1.排风口尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速从室内排出。⒉送风口应接近操作地点。送入通风房间的清洁空气，要先经过操作地点，再经污染区排至室外。⒊在整个通风房间，尽量使进风气流均匀分布，减少涡流，避免有害物在局部地区积聚。

4.房间内所要求的卫生条件比起周围环境的气卫生条件高时，应保持室内为正压状态；当室内有害物质有可能污染相邻房间时，应保持室内为负压状态。根据上述原则，对同时散发有害气体、余热的热车间，一般采用下送上排的送排风方式，清洁空气从车间下部进入，在工作区散开，然后带着有害气体或吸收的余热，流至车间上部，由设在上部的排风口排出，这种气流组织的特点是：

⒈新鲜空气沿最短的路线迅速到达作业地带，途中受污染的可能较小；⒉工人（绝大部分在车间下部作业地带操作）首先接触清洁空气；⒊符合热车间内有害气体和热量的分布规律，一般上部的空气温度或有害物浓度较高。工程设计中，通常采用以下的气流组织方式⒈如果散发的有害气体温度比周围空气温度高，或受车间发热设备影响产生上升气流时，不论有害气体密度大小，均应采用下进上排的气流组织形式。

⒉如果没有热气流的影响，散发的有害气体均密度比周围空气密度小时，应采用下进上排的形式；比周围空气密度大时，应从上下两个部位排出，从中间部位将清洁空气直接送到工作地带。应当指出，通风房间内有害气体浓度分布除了受对流气流影响外，还受局部气流、通风气流影响。因此，在复杂的情况下，要预先进行模型试验，以确定气流组织方式。气流组织形式下面列举了一些气体组织形式气流组织形式气流组织形式管道通风系统设计一、抽出式通风系统设计的一般步骤（重点）

1.正确设计控制设备散尘所需的排风量，计算所需风量。局部排风问题要涉及整个车间内的风量平衡和热量平衡，要全面考虑。

2.提出多种通风系统类型，按技术可行、经济合理的原则优选。

3.确定通风除尘系统风管的布置型式，绘制通风系统轴侧示意图，对各管段编号标注。管道通风系统设计

4.计算各管段需风量，选择风管内的空气流速。

5.根据各管段风量、气流速度，确定各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。

6.根据系统图找出管道的主管线（阻力最大的管线），决定风管上的各种附件的安装位置和结构。

7.并联管路阻力平衡，计算系统总阻力。

8.选择通风机和配用电动机。

9.绘制施工图，编制设计文件。二、管道系统的设计计算（一）风管布置的一般原则

1.风管布置力求简单。

2.连接吸尘用排风罩的风管宜采用竖直方向铺设。

3.除尘风管一般应明设，尽量避免在地下铺设。

4.除尘风管一般应采用圆形断面。

5.为减轻含尘气体对风机的磨损，一般应将除尘器置于通风机的吸入段。解：

1.确定主线路—阻力最大的管线。

分析：管线1-2-3-4-5-6-7最长，且弯管、局部构件较多，暂定为主管线。

先确定一条线路，等完成整个管道设计后，再比较，最终确定。2.选择风管内风速。分析：由含尘性质，查表5-3，得出最小风速值。水平风管：≥16m/s

竖直风管：≥14m/s

确定1-2管路内风速为16m/s，由递增规律，逐渐增加0.3m/s。

注意：有并联风管8-2、9-3，要根据阻力平衡来确定。3.各段风管内的阻力计算。

1-2段：

d1-2=240mm

先按确定的最小速度计算，选择断面直径，然后再返算风速。注意单位的换算。查附录2，确定比摩阻Rm1-2

计算管内摩擦阻力1-2段局部阻力：

（1）根据题意，结合实际情况，逐个部位确定阻力系数ξ，得出总的∑ξ可得出1-2总阻力计算并联支管8-2阻力：核算1-2与8-2两管处的阻力平衡，用课本公式5-13：不符合要求，需调节调节1-2段，增大断面直径，减小阻力。按新确定的断面直径重新计算，直到符合要求为止。依据此方法把系统中每一部分的阻力均计算出来。

4.把结果记录于《除尘管网计算表》5.计算通风除尘管道系统总阻力。

6.根据风量和风压选择合适的通风机选择风机时注意下面几个问题：（1）根据输送的气体性质，确定风机的类型。例如输送清