工业通风作业

工业通风作业答案

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0 

1000ln40.61028.82s≈17.15min 3.65.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 环己酮散发量x2=3.28%=0.256kg, x’2=47.41mg/s

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

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

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

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环己酮：L2=0.9482m/s, 50147.413环己烷：L3=0.19m/s, 2501177.783乙酸乙酯：L4=0.8889m/s 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： 3333

Q+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(LxL)(y0)[1exp()]， VfLVf 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0.54 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：

m3/s

a/b600/3002.0 x/b300/3001.0 由图3-23查的：v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

33

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0.40.35KL0.20.6 0.60.6　　　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 ∵ ∴ dcjd15.95.5

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， G1151-1-0.9971-98%

1-110.85 且1，∴21-（11）（12）

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%)∴ d2，(dc)36.0% 11-90.8%14(181.7%) d2，(dc)27.8% 21-90.8%19.6(192.7%) d2，(dc)15.6% 31-90.8%22.4(194.0%) d2，(dc)14.6% 41-90.8%14(196.0%) d2，(dc)6.0% 51-90.8%10.4(11) d2，(dc)0 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