工业通风第四版答案 - 图文

工业通风第四版答案

4.某车间体积Vf=1000m3，由于突然发生事故，某种污染物大量散入车间，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L=3.6m3/s，试问：风机启动后要经过多长时间室内污染物浓度才能降到100mg/m3以下（风机启动后污染物继续发散）。 解： ∵Vf=1000m3 ，L=3.6m3/s，x=350mg/m3， y0=0, y1= ∴??350?10?6033?210mg/m , y2=100mg/m VfVfLy1?x?Ly010003.6?210?350?3.6?0?ln?ln LLy2?x?Ly03.63.6?100?350?3.6?01000ln40.6?1028.82s≈17.15min 3.6 ?

5.某大修厂在喷漆室内对汽车外表喷漆，每台车需1.5h，消耗硝基漆12kg，硝基漆中含有20％的香蕉水，为了降低漆的黏度，便于工作，喷漆前又按漆与溶剂质量比4：1加入香蕉水，香蕉水的主要成分是：甲苯50％，环己酮8％，环己烷8%，乙酸乙酯30％，正丁醇4％，计算使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量（取K值为1.0）

解： ∵加量前香蕉水含量m1=12?20%=2.4kg, 加量后

12?x4? ，解得x=0.8kg, 2.4?x1 则加量后香蕉水含量m2=2.4+0.8=3.2kg

1.6?1000?1000?296.3mg/s;

1.5?36000.256?1000?1000?47.41mg/s 环己酮散发量x2=3.2?8%=0.256kg, x’2=

1.5?36000.256?1000?1000?47.41mg/s 环己烷散发量x3=3.2?8%=0.256kg, x’3=

1.5?36000.96?1000?1000?177.78mg/s 乙酸乙酯散发量x4=3.2?30%=0.96kg,x’4=

1.5?36000.128?1000?1000?23.7mg/s 正丁醇散发量x5=3.2?4%=0.128kg, x’5=

1.5?3600 ∴甲苯散发量x1=3.2?50%=1.6kg, x’1=

根据卫生标准，车间空气中上述有机溶剂蒸气的允许浓度为： 甲苯yp1=50mg/m3, 环己酮yp2=50mg/m3, 环己烷yp3=250mg/m3, 乙酸乙酯yp4=200mg/m3, 正丁醇没有规定不计风量， 送风空气中上述溶剂的浓度为零，即y0=0 ∴稀释到使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量为L=1?296.33?5.926m/s, 501?47.413?0.9482m/s, 环己酮：L2=501?47.413?0.19m/s, 环己烷：L3=2501?177.783?0.8889m/s 乙酸乙酯：L4=200Kx ypx?y0甲苯：L1=正丁醇：L5=0 ∴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 L=L1+L2+L3+L4+L5=5.926+0.9482+0.19+0.8889=7.9531m3/s 8.某车间布置如图所示，已知生产设备散热量且Q=350kW，围护结构失热量Qb=450kW，上部天窗排风量Lzp=2.78m3/s，局部排风量Ljp=4.16m3/s，室内工作区温度tn=20℃，室外空气温度tw=-12℃，机

?t械进风温度tj=37℃，车间内温度梯度H=0.3℃/m，从地面到天窗中

心线的距离为10m,求机械进风量Ljj和自然进风量Lzj(m3/s)

【解】：列风量平衡方程式：

Gzj+Gjj=Gzp+Gjp ，

∴Lzjρw+Ljjρj=Lzpρp+Ljpρn....①

上部天窗的排风温度：

?ttp=tn+H(H-2)=20+0.3?8=22.4℃，

查相关资料得： ρw=1.35kg/m,ρj=1.14kg/m,ρp=1.2kg/m,ρn=1.2kg/m,

列热平衡方程式： 3333Q+cLzjρwtw+cLjjρjtj=Qb+cLzpρptp+cLjpρntn.............②

由①:Lzj?1.35+Ljj?1.14=2.78?1.2+4.16?1.2； 由②:350+1.01?Lzj?1.35?(-12)+1.01?Ljj?1.14?37=450+1.01?2.78 ?1.2?22.4+1.01?4.16?1.2?20 解得：机械进风量Ljj=0.52m3/s, 自然进风量Lzj=6.69m3/s

9.车间通风系统布置如图所示，已知机械进风量 Gjj=1.11kg/s，局部排风量 Gp=1.39kg/s，机械进风温度 tj=20℃，车间的得热量 Qd=20kW，车间的失热 量 Qs=4.5(tn-tw)kW，室外空气温度 tw=5℃，开始时室内空气温度 tn=20℃，部分空气经侧墙上窗孔 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？

【解】：（1）列风量平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gp ， 则Gzj-Gzp=Gp-Gjj=0.28kg/s, ∴窗孔A是进风，风量为0.28kg/s （2）列热平衡方程式：

Qd+cGjjtj+cGzjtw=Qs+cGptn ,

即20+1.01?1.11?20+1.01?0.28?5=4.5（tn-5）+1.01?1.39?tn , 解得 tn=11.24℃

10.某车间生产设备散热量Q=11.6kJ/s，局部排风量 G jp = 0.84 ㎏/s, 机械进风量Gjj =0.56㎏/s，室外空气温度tw =30℃，机械进风温度tjj=25℃，室内工作区温度tn=32℃，天窗排气温度t p =38℃，试问用自然通风排出余热时，所需的自然进风量和自然排风量是多少

【解】：列风量平衡方程式：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp .........① 列热平衡方程式： Q+cGjjtjj+cGzjtw=cGzptp+cGjptn .............②

由①式：Gzj-Gzp=Gjp-Gjj=0.28kg/s; 由②式：

11.6+1.01?0.56?25+1.01?Gzj?30=1.01?Gzp?38+1.01?0.84?32 解得：自然进风量Gzj=1.16kg/s，自然排风量Gzp=0.88kg/s

11.某车间局部排风量 Gjp=0.56㎏/s,冬季室内工作区温度tn =15℃,采暖室外计算温度tw=－25℃，围护结构耗热量 Q=5.8kJ/s,为使室内保持一定的负压,机械进风量为排风量的90％,试确定机械进风系统的风量和送风温度。

【解】：机械进风量：Gjj=Gjp?90%=0.56?90%=0.504kg/s, 由风量平衡方程式:自然进风量Gzp=Gjp-Gjj=0.56-0.504=0.056kg/s 列热平衡方程式：

cGjjtjj+cGzjtw=Q+cGjptn ,

1.01?0.504?tjj+1.01?0.056?(-25)=5.8+1.01?0.56?15, ∴ 送风温度tjj=30.8℃

12.某办公室的体积170m3,利用自然通风系统每小时换气2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CO 2量为19.8g/h,在下列情况下，求室内最多容纳的人数。 （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）由于是非稳态，因此L=

?LVf22?170=0.0944m3/s, 3600?1?3600?0.0944?2?1,

170 ?CO=1.977?103g/m3,

则y1=y0=0.05%?1.977?103=0.9885g/m3, y2=0.1%?1.977?103=1.977g/m3,

设人数为n,则有害物浓度散发量x=19.8n/3600=0.0055n(g/s) y2?y1exp(?)?(?y0)[1?exp(?)]，

VfVf?LxL?L 解得n=19.6≈19（人） （2）由于稳态，

y2?y0?， 0.0055n=(y2-y0)L 解得 n=16.9≈16（人）

8.有一侧吸罩，罩口尺寸为300mm?300mm，已知其新风量L=0.54m3/s，按下列情况计算距罩口0.3m处的控制风速； （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: a/b?300/300?1.0 x/b?300/300?1.0 由图3-23查得：xLv?0.12 vx0（1）罩口排风量：L=v0F

L?v0?0.3?0.3?0.54m3/s

解得：v0?6m/s,则vx?6?0.12?0.72m/s （2）对于有法兰边时，罩口排风量为无法兰边的75%，即 L?0.75?v0?0.3?0.3?0.54m3/s

解得：v0?8m/s,则vx?8?0.12?0.96m/s （3）把该罩看成是

300mm?600mm的假想罩，则：

a/b?600/300?2.0 x/b?300/300?1.0

v 由图3-23查的：?0.15

vx0 罩口平均风速：v0?vx/0.15 L?v0?0.3?0.3?0.54 m3/s 解得： v0?6m/s,则vx?0.90m/s

11、有一浸漆油槽槽面尺寸为600mm?600mm，槽内污染物发散速度按v1?0.25m/s考虑，室内横向风速为v1?0.3m/s。在槽上部350mm处设外部吸气罩。分别用控制风速法和流量比法进行计算，对计算结果进行比较。 【提示：用流量比法计算时，槽口尺寸应与前者相同】 【解】① 控制风速法： 罩口尺寸：长边

A?0.6?0.4?0.35?2?0.88m

短边B?0.6?0.4?0.35?2?0.88m 罩口周长：P?(0.88?0.88)?2?3.52m 取控制风速 vx?0.3m/s 则排风量为： L?KPHvx②流量比法：

?1.4?3.52?0.35?0.3?0.52m/s

3

3

??1F?0.25?0.6?0.6?0.09m/s, L1 污染气体发生量为 H?0.35m、E?0.6m、F?0.88m,

3?1.3L??H???F3? 根据K?0.2???0.6???0.4?

?E???E???1.3??0.88??0.35??KL?0.2???0.6???0.4??? 0.6?0.6?????　　　?0.09 根据表3-5，取安全系数m?8 ∴排风量

15.有一工业槽，长×宽为2000mm?1500mm，槽内溶液温度为常温，在槽上分别设置槽边排风罩及吹吸式排风罩，按控制风速法分别计算排风量。

【提示：①控制点的控制风速v1?0.4m/s，②吹吸式排风罩的

L3?L1[1?mKL]?0.09?(1?8?0.09)?0.15 m3/s

H/b?20】 0【解】∵B?1500mm?700mm，

∴采用双侧槽边排风罩。

条缝式槽边排风罩的断面尺寸为250mm?250mm， 且控制风速v1?0.4m/s， 故总排风量为：

B??L?2?AB???2A?

?1.97m/s130.2?2?0.4?2?1.5??1.5/4?0.2

10.某除尘系统在除尘器前气流中取样，测得气流中颗粒物的累计粒径分布如下： 粒径dc(μm) 2.0 2 3.0 10 5.0 40 7.0 70 10 92 25 99.9 ?（dc）(%) 在对数概率纸上作图检查它是否符合对数正态分布，求出它的中位径dcj及几何标准偏差?j。 【解】：

如图所示，将数据在对数概率纸上表示（红色点细线描出），可见其粒径分布近似为一条直线，所以符合对数正态分布； 由图可查得，当D=50%时，dcj=5.5?m，

d84.1?dcj8.5?1.45?j??j? ∵ dcjd15.9 ∴5.5

11.有一两级除尘系统，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放浓度。 【解】：除尘总效率??1?=1-（1-80%）（1-95）=0.99, （1??1）（1??2） ∵??G1?G2G1?Ly2?100%??100%=0.99， G1G1 且G1=22.2g/s, L=2.22m3/s, ∴排放浓度y2=G（1-0.99）/L=0.1g/m3

12.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，处理一般的工业颗粒物。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50mg/m3的要求，电除尘器的效率最少应是多少？ 【解】： ∵G2=50mg/m3=0.05g/m3, G1=15g/m3, ∴由??G1?G215-0.05?100%得???0.997， G115（1??1）（1??2） 且??1?，∴?2?1-1-?1-0.997?1-?98% 1-?11?0.85

13.某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据： 粒径（?m） 分级效率（%） 0-5 70 5-10 92.5 10-20 96 20-40 99 >40 100

实验粉尘的分组质量百分数（%） 14 17 25 23 21 求该除尘器的全效率。 【解】：全效率为：

????(dc)fi(dc)?dc?0.14?0.70?0.17?0.925?0.25?0.96?0.23?0.99?0.21?1i?1n =93% 14.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; 除尘器出口含尘浓度： y2=480mg/m3. 除尘器进口和出口管道内颗粒物的粒径分布如下表所示。 粒径（μm） 除尘器前（%） 除尘器后（%） 0—5 20 78 5—10 10 14 10—20 15 7.4 20—40 20 0.6 >40 35 0 计算该除尘器的全效率和分级效率。 【解】全效率： Ly?LyG3G1?G23.2L?0.48L12 ???100%??100%??100%??100%?85% G1G13.2LLy1分级效率： (d)G?100%， ∵?(d)?G(d)3cc1cyd?(d)?yd?(d)?100%， ∴?(d)?yd?(d)11c22cc11c3.2?20?0.48?78 ∴ ?（d）??100%?41.5%

3.2?201c

3.2?10?0.48?14 ?（d）??100%?79%

3.2?103.2?15?0.48?7.4 ?（d）??100%?92.6%

3.2?153.2?20?0.48?0.6 ?（d）??100%?99.6%

3.2?203.2?35?0.48?0 ?（d）??100%?100% 3.2?352c3c4c5c 19.对某除尘器测定后，取得以下数据：除尘器进口含尘浓度4g/m3,除尘器处理风量L=5600m3/h,除尘器进口处及灰斗中颗粒物的粒径分布如下表所示。 粒径范围（μm） 进口处d?1(%) 灰斗中d?3(%) 0—5 10.4 7.8 5—10 14 12.6 10—20 19.6 20 20—40 22.4 23.2 40—60 14 14.8 >44 19.6 21.6 除尘器全效率η=90.8%。 计算：（1）除尘器分级效率 （2）除尘器出口处颗粒物的粒径分布； （3）除尘器的颗粒物排放量，kg/h。 (d)(d)ffd?G【解】（1）∵?（d） ??100%????d?f(d)Gf(d)33c3c3c11c1c17.8?68.1% 10.4 ?2(dc)?90.8%?12.6?81.7%

14 ?3(dc)?90.8%?20?92.7%

19.6 ?4(dc)?90.8%?23.2?94.0%

22.4 ?1(dc)?90.8%?

?5(dc)?90.8%?14.8?96.0%

14 ?6(dc)?90.8%?21.6?100%；

19.6(2）∵ G1-G2=G3,

即Gd?(d)-G(1-?)d?(d)??Gd?(d)

11c12c11c ∴d?2(dc)?d?(dc)[1-?(dc)]11-?

10.4(1?68.1%)(dc)??36.0% ∴ d?2，11-90.8(1?81.7%)(dc)??27.8% d?2，21-90.8.6(1?92.7%)(dc)??15.6% d?2，31-90.8".4(1?94.0%)(dc)??14.6% d?2，41-90.8(1?96.0%)(dc)??6.0% d?2，51-90.8.4(1?1)(dc)??0 d?2，61-90.8%G2? Ly??Ly111000?5600?4?0.908?5600?4?2.06kg/h 100020.已知试验颗粒物的中位径dcj=10.5μm，平均的几何标准偏差?j=2.0，利用对数概率纸求出该颗粒物的粒径分布。 【解】：∵ ?j?d84.1?dcjd， dcj15.9 ∴ 当dcj=10.5μm，?j=2.0时，

代入式中可求出

d84.1?21?m　　d15.9?5.25?m

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