工业通风期末复习总结

第一章

1、气溶胶：固体或液体微粒分散在气体介质中所构成的分散系

统。

2、气溶胶按性质分类：a灰尘b烟c霎d烟雾

3、有害物对人体的危害途径：1）呼吸道2）皮肤3）消化

道。

粉尘对人体的危害取决于粉尘的性质、粒径大小和进入人体

的粉尘量。

有害气体和蒸气对人体的危害可以分为刺邀拄、麻醉性、腐

蚀性和窒息性儿种。

4、危害程度的决定因素：①有害物毒性的大小；②有害物浓

度的大小；③有害物与人体持续接触的时间；④车间的气象

条件以及人的劳动强度、年龄、性别和体质情况等。

有害物进入人体形成的毒性作用的表达式为：

k=\c^-a）t

式中：k——某种可观察到的毒性作用；c——有害物的浓度；

t——有害物对机体的作用时间；a——有害物不会对

人体产生危害的最低浓度。

5、尘化作用：使尘粒从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。

一次尘化作用型式：①剪切压缩造成的尘化作用；②诱导

空气造成的尘化作用;

③综合性的尘化作用；④热气流上升

造成的尘化作用；

6、工业有害物在车间内的传播机理：

尘粒的受力：重力、机械力（惯性力）、分子扩散力和气流带动

尘粒运动的力。

细小的粉尘本身没有独立运动的能力,一次尘化作用给予粉

尘的能力不足以使粉尘扩散飞扬,它只会造成局部地点的空气污

染。造成粉尘进一步扩散，污染车间空气的主要原因是二次气流

（横向气流）。除尘设计中尽量采用密闭装置,使•次尘化气流和

二次尘化气流隔开，避免颗粒物传播。

7、污染物浓度及换算

1）污染蒸气和气体的浓度表示方法：质量浓度和体积浓度。

质量浓度（F）：每立方米空气中所含有害蒸气或气体的毫克

数，mg/m3

体积浓度（。：每立方米空气中所含有害蒸气或气体的蔓t

数，mL/m3

1mL/m3=lppm（百万分率符号ppm）

Ippm表示空气中某种污染蒸气或气体的体积浓度为百万分之

O

标况下质量浓度与体积浓度的换算关系式:

A/xlO3M

--------------(-------

22.4xlO322.4

式中：Yf染气体的质量浓度，mg/m3M—有害气体的

摩尔质量，g/mol

C—污染气体的体积浓度，mL/m3或ppm

2）含尘浓度（粉尘在空气中的含量）表示方法：质量浓度和颗粒

浓度。

质量浓度：每立方米空气中所含粉尘的质量。颗粒浓度：每立方

米空气中所含粉尘的颗粒数。

在工业通风中一般采用质量浓度，颗粒浓度主要用于洁净车间。

第二章

1、控制工业有害物的通风方法类型：

①按通风作用范围：局部通风和全面通风。

局部排风：在有害物产生地点直接将其捕集，经过净化

处理，排至室外。

（需要风量小，效果好，设计时优先考虑）

全面排风：对整个车间进行通风换气，用新鲜空气把整

个车间的有害物浓度稀释到最高容许浓度以下。

②按通风动力：自然通风和机械通风。

自然通风：依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度

差所造成的热压使空气流动。

机械通风：依靠风机造成的压力使空气流动。

2、局部通风的组成

局部排风系统系统组成:①局部排风罩②风管③净化设

备④风机。

局部排风罩：捕集有害物风管：连接各种设备和部件

净化设备：除尘和有害气体净化风机：提供动力

(净化设备分除尘器和污染气体净化装置两类。风机通常放

在净化设备后面)

局部送风系统类型：系统式和分散式。

用途：向个别的局部工作地点送风，在局部地点造成良好

的空气环境。

适用场合：面积很大，操作人员较少的生产车间。

3、全面通风效果：由通风量和通风气流的组织决定。

全面通风按对有害物控制机理不同分：稀释通风、单向流通

风、均匀流通风、置换通风。

确定全面通风换气量的基本原理：风量平衡原理和污染物质量平

衡原理，即总进入质量和总排出质量相等；热平衡原理，即总进

入能量、总排出能量、车间蓄能或散能的能量平衡。风量平衡因

进排风空气温度不同，注意采用质量风量表示；当温度差相差不

大时，可以采用体积风量表示。对于热平衡，严格讲气相要按进、

排风的焰值进行算，当气相中的水蒸气未产生相变，可以采用表

达显热的气相温度来表示。

室内有害物浓度按指数规律增加或减小，其增减速度取决于

(L/Vf)o

换气次数，就是通风量L(m3/h)与通风房间体积Vf的比值，具

体的表达式为：

式中：n—换气次数，次/h;Vf—房

间体积，m3

4、换气量的确定例题2-2例题2-3

5、气流组织

定义：合理地布置送、排风口位置、分配风量以及选用风口

形式,以便用最小的通风量达到最佳的通风效果。

根据有害物源位置、工人操作位置、有害物性质与浓度分布等

确定合理的气流组织方式。

6、气流组织原则：

①排风口应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；

②送风口应尽量接近操作地点。送入通风房间的清洁空气，要

先经过操作地点，再经污染区域排至室外；

③在整个通风房间内，尽量使送风气流均匀分布,减小涡流、

避免有害物在局部地区的积聚。

在工程设计中，一般采用以下的气流组织方式：

1)有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高，或者车

间存在上升气流，不论有害气体密度大小，均应当采用下送上排

的方式；

2)若无热气流的影响，当散发的有害气体密度比空气小时，

则应采用下送上排的方式;比空气密度大，应当采用上下两个部

位同时排出的方式,并在中间部位将清洁空气直接送到工作地

4+h

TfTo

7、风量平衡热平衡的计算

1)风量平衡

式中Gzj一自然进风量，

kg/s；Gjj一机械进风量，kg/s

Gzp—自然排风量，

kg/s；Gjp—机械排风量，kg/s

当Gjj=Gjp时：室内外压差为零，用于无特殊要求车间。

当Gjj>Gjp时：室内处于正压状态，室内的部分空气会通过房

间不严密的缝隙或窗户、门洞渗到室外。适用于洁净度要求高

的车间。

当GjjvGjp时：室内处于负压状态，室外空气会渗入室内。适

用于产生有害物污染的车间。

2)热平衡

围护结构、材料失热(£0h)+通风排风热量(cLp)皿11)=设备散热

量(EQf)+机械进风热量(c£jj夕jjrjj)+自然进风热量(c£zjPwtw)+

循环风的热量(cLhx夕n(7s-m))

热平衡方程：

+cLpP\二+々4而7+区丁木+早江山(广一：)

式中：XQh—围护结构、材料吸热的总失热量，kW；

EQf—生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，

kW；

Lp—局部和全面排风风量，m3/s；rw—室外

空气温度，℃

Ljj、Lzj、Lhx—机械、自然以及再循环进风量，m3/s；

夕n、夕w—室内、外空气密度，kg/m3；c—空气的质

量比热，c=1.01kJ/kg.℃

tn、以"s—室内排出空气、机械进风以及再循环送风温度，℃

当相邻房间未设有组织进风装置时，要取其冷风渗透量的50%作

为自然补风。

第三章

1、局部排风罩形式及特点：

形式：①密闭罩②柜式排气罩（通风柜）③外部吸气罩（包

括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等）④接受式排风罩

⑤吹吸式排风罩

类型特点适用范围

污染源全部密闭在罩有害物危害较大，控制

密闭罩内、风量小，控制效果要求高的场合。

好、不受环境气流影响。

有一面敞开的工作面，化学实验室操作台、零

柜式排风罩其它面均密闭。件喷漆以及粉料装袋等

场合。

罩位于有害源附近，依因工艺或操作条件的限

外部吸气罩靠罩口的抽吸作用将有制，不能将污染源密闭

害物吸入罩内。的场合。

排风罩口直接对着具有热工艺过程、砂轮磨削

接受式排风

一定速度的有害物混合等有害物具有定向运动

罩

气流的运动方向。的污染源的通风。

因生产条件限制，外部

吹吸式排风排风量少、抗外界干扰吸气罩离有害物源较

罩能力强，控制效果好。远，仅靠吸风控制有害

物较困难的场合。

①密闭罩工作时，必须保证罩内各点均为鱼区。

②密闭罩排风口应设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压;

③密闭罩排风口不应设在含尘气流浓度高的部位或飞溅区，以

避免把过多的物料或粉尘吸入通风系统，增加除尘器的负担。

2、柜式排风罩排风量确定原则

原则：保证排风量满足孔口吸入风速达到控制风速的要求。

通风柜的排风量按下式计算：

L-L^+vF-flm3/s

式中：L1一柜内污染气体的发生量，m3/s；v一工作孔

口上的控制风速，m/s；

厂一工作孔口及缝隙总面积，m2；£—安全系

统，£=1.1〜1.2。

罩内发热量大，采用自然排风时，其最小排风量是按中和面高

度不低于通风柜工作孔上缘确定的。通风柜的中和面是指通风

柜某侧壁高度上壁内外压差为零的位置。

3、外部吸气罩计算方法：控制风速法、流量比法。核心内容区

别适用条件

控制风速法核心内容：确定控制点上的控制风速。

流量比法核心内容：确定安全经济合理的流量比K值。

4、排风罩与外部吸气罩区别

1）外形与外部吸气罩完全相同，但作用原理不同。对接受罩，

罩口外的气流运动是生产过程本身造成的，接受罩只起接受作

用。

2）排风量取决于接受的污染空气量的大小,不存在控制风速。

接受罩的断面尺寸应不小于罩口处污染气流的尺寸。

5、槽边排风罩计算

控制条缝口的速度分布均匀的措施：①减小条缝口面积为和罩横

断面积S1）之比,即通过增大条缝口阻力，促使速度分布均匀。

②槽长大于1500mm时可沿槽长度方向分设两个或三个排风罩，

即采用多口式罩。③采用楔形条缝口。

条缝式槽边排风罩的排风量按下列规则计算：

七=截修正系数X控制风速X槽面积X维修正系数

截修正系数：高截取2,低截取3；维修正系数：单侧取（3/4）02

双侧取（3/2A）0.2

槽面积：矩形槽面积=AX3,圆形槽面积="。2/4

条缝式槽边排风罩的阻力按下式计算：

加=吟。Pa式中C—局部阻力系数，4

=2.34

⑷一条缝口上空气流速，m/s

）一周围空气密度，kg/m3

第四章

1、颗粒物（粉尘）特性

1）主要性质：粉尘的密度、粘附性、爆炸性、荷电性、润湿

性、粉尘的粒径（粒度）

①粉尘的密度定义:单位体积粉尘的质量称为粉尘密度。kg/m3

或g/cm3

粉尘密度分类：容积密度：自然状态下堆积起来的粉尘在颗

粒之间及颗粒内部充满空隙，把松散状态下单位体积粉尘的质量

称为粉尘的容积密度。计算灰斗体积

真密度L如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，所测出

的在密实状态下单位体积粉尘的质量，把它称为真密度（或尘粒

密度）。研究单个尘粒在空气中运动

②粘附性定义：粉尘附着固体表面或者粉尘互相粘附的性质（力

的表现）

性质：粉尘相互间的凝聚与粉尘在器壁上的附着都与

粘附性有关。

粘附性与颗粒物形状、大小及吸湿等状况有关。粒径细。吸湿性

大的颗粒物粘附性强。尘粒间的粘附性使尘粒增大，有利于提高

除尘效率。

③一般认为，含硫大于10%的硫化粉尘即可有爆炸性，发生爆

炸的浓度范围为250-1500g/m3,引燃温度为435-450℃.

©荷电性定义：粉尘能被荷电的难易程度。

指标：衡量粉尘荷电性的指标为止电阻，它反映粉尘

的导电性能。

荷电量的大小与粉尘的表面积和含湿量有关系。

⑤根据粉尘被液体润湿的程度将粉尘大致分为两类:①容易被

水润湿的亲水性粉尘②难以被水润湿的疏水性粉尘

指标：衡量润湿性的指标是润湿接触角（。）,如图4T所示。

当0<60°时,表示润湿性好，为亲水性;当e>90°时,润湿性

差，属于憎水性。

粉尘的润湿性是湿式防、除尘的依据。各种湿式除尘装置主

要依靠粉尘与水的润湿作用捕集粉尘。

影响因素：润湿性与粉尘成分、粒径、荷电状况及水的表面

张力等因素有关。

⑥粉尘的粒径表示方法：用显微镜法测量：定向粒径、长轴粒

径、短轴粒径

用筛分法测量：筛分直径用液体沉降法测量：斯托克斯

直径（定义：在同一种流体中，与尘粒密度相同并且有相同沉降

速度的球体直径）

粉尘粒径分布特性定义：某种粉尘中，各种粒径的颗粒所占

比例，也称粉尘的分散度。

粒径的分布通常有以下表示方法：①粒数分布：颗粒的粒数

所占的比例。②质量分布：颗粒的质量所占的比例。（某一粒径

间隔内尘粒所占的质量百分数为频率分布）

粉尘粒径常用的分布函数有正态分布函数和对数正态分布函

数。

凡符合正态分布的函数具有左右对称的特性,在这种情况下

算术平均粒径即为累计质量分数50%时的粒径，我们这个粒径称

为中位径，以比0表示。

评定除尘器工作性能的主要指标有：除尘效率,阻力,经济

性等。

2、除尘器效率

除尘器效率指除尘器从气流中捕集粉尘的能力。常用除尘器的

全效率、分级效率和穿透率表示。

含尘气体通过除尘器时所捕集的粉尘量占进入除尘器的粉尘总

量的百分数称为除尘器全效率，以〃表示。

r-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1

〃=」X100%=00%

5G,

式中G1——进入除尘器的粉尘量，g/s；G2——从除尘器排

出的粉尘量，g/s；

G3——除尘器所捕集的粉尘量，g/so

n个除尘器串联时的总除尘效率为：

〃石［1-（1-7）（二加）•二”加）］x100与

两个型号相同的除尘器串联运行时，由于它们处理粉尘的粒径

不同，和〃2是不同的。

要正确评价除尘器的除尘效果，必须按粒径标定除尘器的效率,

这种效率称为分级效率。

除尘器的分级效率与诸多因素有关：除尘器种类和结构、气流

流动状况、运行条件、粉尘密度和粒度等。

大多数除尘器的分级效率可用下列皿7衿一exp［与祀］

式中a、m待定的常数。其大小由粉尘的粒径、气体的

性质、除尘器种类、运行状态等决定。

a值愈大，除尘器的分级效率愈高；

m值愈大，说明粒径de对分级效率的影响愈大。

分级效率的一般表达式L1%川

将除尘器分级效率为50%时的粒径称为分割粒径或临界粒径。

通常用公50表示。

3、全效率和分效率二者关系

,狷（4）GJ（4）M/及"4）

式中dOl（dc）——在除尘器进口处，该粒径范围内粉尘所占

的质量百分数;

d03（dc）——在除尘器灰斗中，该粒径范围内粉尘所占

的质量百分数。

jG「d叫(4)”(4)

8

G,50

〃=f〃（4）,dR（4）i

工程计算中"

4、除尘机理：①重力②离心力③惯性碰撞④接触阻留⑤扩

散⑥静电力⑦凝聚

1）重力：气流中的尘粒可以依靠重力自然沉降，从气流中进行

分离。由于尘粒的沉降速度一般较小，这个机理只适用于粗大

的尘粒。

2）离心力：含尘气流作圆周运动时，由于惯性离心力的作用，

尘粒和气流会产生相对运动，使尘粒从气流中分离。它是旋风

除尘器工作的主要机理。

3）惯性碰撞：惯性碰撞是过滤式除尘器、湿式除尘器和惯性除

尘器的主要除尘机理。

4）接触阻留：细小的尘粒随气流一起绕流时，如果流线紧靠物

体表面，有些尘粒因与物体发生接触而被阻留，这种现象称为

接触阻留。另外当尘粒尺寸大于纤维网眼而被阻留时，这种现

象称为筛滤作用。粗孔或中孔的泡沫塑料过滤器主要依靠筛滤

作用进行除尘。

5）扩散：如果尘粒在运动过程中和物体表面接触，就会从气流

中分离，这个机理称为扩散。对于dcW0.3um的尘粒，这是一

个很重要的机理。

6）静电力：悬浮在气流中的尘粒，如带有一定的电荷，可以通

过静电力使它从气流中分离。由于自然状态下，尘粒的荷电量

很小，因此，要得到较好的除尘效果，必须设置专门的高压电

场，使所有的尘粒都充分荷电。

7）凝聚：凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波、蒸

汽凝结、加湿等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再

用一般的除尘方法去除。

5、重力沉降室沉降速度与最小捕集粒径

工作原理：重力沉降室是通过重力使尘粒从气流中分离的，含尘

气流进入重力沉降室后，流速迅速下降，在层流或接近层流的状

态下运动，其中的尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。

尘粒的沉降速・

匕Tm/s

式中PC——尘粒密度，kg/m3；P——空气密度，kg/m3；

g---重力加速度，m/s2；

de——尘粒直径，m；CR——空气阻力系数。

在通过风除尘中通常都近似认为处于RecWl的范围内，

如果已知尘粒的沉降速度，可用下式求得对应的尘粒直径：

沉降室的分级效率与粒径大小平方成正比，粒径大效率高，粒径

小效率低。

重力沉降室能100%捕集的御〃从1r

a.=--——m

Vgpj

沉降室内的气流速度V要根据尘粒的密度和粒径确定，一般为

0.3~2m/s。

6、过滤式除尘器机理

袋式除尘器：袋式除尘器通过由棉、毛、人造纤维等加工成的

滤料来进行过滤，主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和集尘层

进行过滤作用。它通过以下儿种效应捕集粉尘：

①筛滤效应②惯性碰撞效应③扩散效应

第五章

1、有害气体的净化方法：①燃烧法②冷凝法③吸收法④吸

附法

燃烧法应用：有机溶剂蒸气和碳氢化合物的净化处理以及除臭。

其用于通风排气的形式：热力燃烧、催化燃烧。

吸收定义：用适当的液体和混合气体接触，利用气体在液体中溶

解能力的不同,除去其中一种或儿种组分的过程成为吸收。

吸收分为物理吸收和化学吸收两类:

2、浓度表示方法及二者关系

表示方法：摩尔分数、比摩尔分数

比摩尔分数：对于吸收过程中,被吸收的气体称为吸收质,气相

中不参与吸收的气体称为惰气,吸收用的液体称为吸收剂。由于

惰气量和吸收剂量在吸收过程中基本上是不变的，以它们为基准

表示浓度，对于计算相当方便。

液相：簿=威=吸收剂的摩尔数X”言

=雷=气相中某一组分的摩尔数7二上

“一点一惰气的摩尔数''二九

气相：

式中XA、YA一一液相、气相组分A的比摩尔数。

3、吸收的气液平衡关系

在溶有气体组分的液体上方同时有该组分的气体存在，溶液

中气体组分的含量不仅与气体和液体的种类有关，而且还与温

度、压力和气相组成有关。

气体的溶解度不仅与吸收质和吸收剂的性质有关，还与吸收

剂的温度、气相中吸收质分压力有关。

溶液吸收某种气体之后，在溶液表面处因分子扩散形成一定

的分压力,其值大小与溶液中吸收质浓度（即液相浓度）有关。

在一定的温度、压力下,气液两相处于平衡状态时,液相中

的吸收质浓度与气相的平衡分压力之间存在着一定的函数关

系，即每一个液相浓度都有一个气相平衡分压力与之对应。

在气相吸收质分压力相同的情况下,吸收剂温度愈高,液相平

衡浓度（溶解度）愈低。

气体能否被液体吸收，关键在于气相中吸收质分压力和与

液体中吸收质浓度相对应的平衡分压力之间的相对大小。

对于稀溶液，气体总压力不高的情况（低于5个大气压）,气液之

间平衡关系可用下式表示:

P*=Ex

式中p*------气相吸收质平衡分压力，atm或kPa；%------液

相中吸收质浓度（用摩尔分数）；

E---亨利常数，atm或kPa。

4、吸收过程机理

吸收过程是吸收质从气相转移到液相的质量传递过程。

传质的基本方式：分子扩散、对流传质。

双模理论：相界面两侧分别存在一层很薄的气膜和液膜，吸收

质以分子扩散方式通过双模,从气相进入液相。

两膜以外的气液两相叫做气相主体和液相主体，主体中的流体

均处于紊流状态，可以认为是吸收质的浓度分布是均匀的。

在相界面上，气液两相总是处于平衡状态，传质阻力只存在与

通过双膜的过程。

5、亨特定律例题5-25-3

6、操作线与平衡线二者关系（二者垂直距离代表什么）

操作线方程

丫1、XI—塔底的气相和液相中吸收质浓度；丫2、X2—塔顶的气

相和液相中吸收质浓度。

V—单位时间通过吸收塔的惰气量，kmol/s；L—单位时间通过吸

收塔的吸收剂量，kmol/s；

上式在图上表示的是通过（XI,丫1）和（X2，丫2）两点，斜率为L/V的

一条直线，称为操作线。操作线反映了吸收塔内任一断面上气、

液两相吸收质浓度的变化关系。

操作线的斜率L/V称为液气比,它表示每处理Ikmol惰气所用

的吸收剂量(kmol)。

液气比V?

通过平衡线可以找出与A-A断面上液相浓度

相对应的气相平衡浓度Ya*。A-A断面上的

气相浓度Ya与气相平衡浓度Ya*之差就是

A-A断面的吸收推动力。

操作线和平衡线之间的垂直距离就是塔内各断面的吸收推动

力。不同断面上的吸收推动力ay是不同的，不是一个常数。

7、吸附法吸收者二者区别联系

①吸收过程中吸收剂是液体，吸附过程吸附剂是固体；

②吸收时吸收质均匀分散在液相中，吸附时吸附质只吸附在吸

附剂表面。

用作吸附剂的物质是松散的多孔状结构，具有巨大的比表面积

8、静活性与动活性的关系

静活性:单位质量吸附剂在一定温度、压力下，达到饱和状态（即

吸附量与解吸量处于平衡状态）时所吸附的气体量称为吸附剂

的静活性。

影响因素：平衡吸附量的大小取决于吸附质分压力（或浓度）

和温度

温度I,平衡吸附量t浓度t,平衡吸附量t

动活性：从操作开始到吸附层被穿透，该吸附层内单位质量吸

附剂所吸附的气体量

动活性<静活性

9、有害气体高空排放影响扩散因素⑴排气立管高度2）烟气抬升

高度3）大气温度分布4）大气风速5）烟气温度6）周围建筑物高度

计布置

第八早

1、风管内空气流动的阻力包括摩擦阻力和局部阻力。

2、矩形风管摩擦阻力计算方法

进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形

风管直径，即折算成当量直径,再由此求得矩形风管的单位长度

摩擦阻力。

当量直径：与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直

径。包括流速当量直径和流量当量直径。

1）流速当量直径

（圆形风管）空气流