通风除尘作业及答案Word格式.docx
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通风除尘作业及答案Word格式.docx
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1.128kg/m3、1.92Pa·
s×
10-5。
则最大流速为:
m/s
相应的摩擦阻力为:
Pa
2.有一钢板制矩形风道,其断面尺寸为宽300mm、长600mm,长10m,风道内流过的风量L=4000m3/h。
求风道的总摩擦阻力。
(查图或表)
矩形风管内空气流速
流速当量直径
m
由v=6.17m/s,De=400mm,查图得单位摩擦阻力:
hb0=1.25Pa/m
所以hb=Lhb0=10×
1.25=12.5Pa
3.已知某梯形风道摩擦阻力系数α=0.0177N·
s2/m4,风道长L=200m,净断面积S=5m2,通过风量Q=720m3/min,求摩擦风阻与摩擦阻力。
梯形风道的周长U与断面积S之间满足,其中C=4.16,则可得U=4.16*50.5=9.30m
由风道的摩擦风阻为,带入上述数值可得Rr=0.263kg/m7或Ns2/m8。
则风道摩擦阻力为
4.兰州市某厂有一通风系统,风管用薄钢板制作。
已知风量L=1500m3/h(0.417m3/s),管内空气流速v=15m/s,空气温度t=100℃,求风管的管径和单位长度的沿程损失。
由线算图查得:
D=200hb0=14.8Pa/m,
兰州市大气压力:
B=82.5kPa
由图2-3-3查得:
Kt=0.82,KB=0.86
所以,
hb=KtKBhb0=0.82×
0.83×
14.8=10.07Pa/m
5.一圆形通风管道系统的局部,大断面直径为600,小断面直径为400m,今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa,大断面的平均动压为100Pa,空气密度为1.2kg/m,求该处的局部阻力系数。
由于全压差为局部阻力,已知静压差为550Pa,
大断面平均动压为100Pa,由,则
m/s;
由风量不变可知Q1=Q2,即S1v1=S2v2,则
,有
m/s,则小断面平均动压为Pa,故动压差为:
-404.6Pa,则全压差为:
550-404.6=145.4
则有
对于大断面来说,局部阻力系数ξ1=1.45
6.一矩形薄钢板风管(K=0.15mm)的断面尺寸为400mm×
200mm,管长8m,风量为0.88m3/s,在t=20℃的工况下运行,试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力。
如果采用矿渣混凝土板(K=1.5mm)制作风管,再求该风管的摩擦阻力。
如果空气在冬季加热至50℃,夏季冷却至10℃,该矩形薄钢板风管的摩擦阻力有何变化?
(1)先求该风管内空气流速v:
再求流速当量直径Dv:
由v=11m/s,Dv=270mm,查线算图可得:
hb0=5.4Pa/m,则该风管的摩擦阻力为:
h=hb0×
l=5.4×
8=43.2pa
流量当量直径DL:
M
由L=0.88m3/s=3168m3/h,DL=300mm,查线算图可得:
则两种方法结果相同。
(3)矿渣混凝土风管
K=1.5,
则,h=Krhb0l=5.4*2.02*8=87.26
(3)又由图2-3-3查得温度修正系数:
当t=50℃,Kt1=0.93;
当t=10℃,Kt2=1.04
所以,该矩形风管在冬季和夏季时的摩擦阻力分别为:
h冬=Kt1hb0l=0.93×
5.4×
8=40.18Pa/m
h夏=Kt2hb0l=1.04×
8=44.93Pa/m
6.一圆形通风管道系统的局部,大断面直径为600,小断面直径为400m,今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa,大断面的平均动压为100Pa,空气密度为1.2kg/m,求该处的局部阻力系数。
(1)大断面平均动压为
=100Pa,ρ=1.2kg/m,则大断面上的平均风速为:
m/s
(2)由于两断面上的风量相等,则有
故小断面上的平均动压为
则大小断面的平均动压差为:
404.6Pa。
两断面上的全压差为:
已知两断面静压差为550Pa,动压差为404.6Pa,则全压差为145.4Pa。
(3)局部阻力为两断面的全压差,由局部阻力计算公式可知,则局部阻力系数ξ为:
则此处的局部阻力系数为
3.离心式和轴流式通风机的个体特性曲线有哪些区别?
马鞍形“驼峰”
从两种曲线可看出,轴流式通风机的H-Q特性曲线出现马鞍形“驼峰”区,风机在该段工作,有时会出现风量、风压和电动机功率的急剧波动,产生喘振现象。
N-Q特性曲线:
在其稳定工作区内,功率随风量的增大而减小,故应在工作风阻最小即风量最大时启动。
离心式通风机的H-Q特性曲线比轴流式通风机工作段更为平缓;
当管网风阻做相同量变化时,其风量变化比轴流式通风机要大。
功率随风量的增加而增加,应在工作风阻最大时启动。
12.
大气运动造成的自然风压:
,
其中,vw=8m/s,ρw=1.3kg/m3,A=0.69。
代入可得:
HN=28.7Pa。
13.
密度造成的自然风压:
其中,z=30m,g=9.8m/s2,ρm1=1.212kg/m3,ρm2=1.033kg/m3。
HN=52.6Pa。
全密闭罩的需要风量Qmb:
Qmb=Qmb1+Qmb2
其中,Qmb1——物料或工艺设备带入罩内的空气量,m3/min;
Qmb2——由孔口或不严密缝隙吸入的空气量,m3/min。
已知:
Qmb1=0.2m3/s,缝隙及工作孔面积S=0.08m2,缝隙局部阻力系数ξ=3.9,并使罩内形成hl=25Pa的负压,则由:
可得:
其中,空气密度ρ=1.293kg/m3,代入可得:
Qmb2=0.08*3.15=0.252m3/s,
则可得全密闭罩的需要风量:
Qmb=0.2+0.252=0.452m3/s。
若出现面积为0.08m2的孔洞未及时修补,则在保证负压不变的情况下,Qmb2增大一倍为0.454m3/s,即通过不严密缝隙吸入的空气量增大一倍,而全密闭罩需要风量增大为0.654m3/s。
14.
已知D=200mm,集气罩局部阻力系数为0.35,罩口尺寸A×
B=500mm×
600mm,ρ=1.2kg/m3。
根据能量守恒方程,可得:
(1)
式中,P0、v0、h0与P、v、h分别表示集气罩口和风管中的压力、速度、阻力损失。
已知,相对大气压P0=0Pa,p=-55Pa,且有:
(2)
根据以上条件可得:
(1)Q=0.258m3/s
由Q=vS,可得:
(2)v0=0.858m/s;
(3)
3.为获得良好的防尘效果,设计防尘密闭罩时应注意哪些问题?
是否可认为罩内排除粉尘越多越好?
全密闭罩形式、罩内吸风口的位置、吸风速度等要选择得当、合理。
注意事项:
(1)合理地组织罩内气流,排风点应设在罩内压力最高的部位,以利于消除正压。
(2)排风口不能设在含尘气流浓度高的部位或侧区内,也不宜设在物料集中地点和飞溅区内。
(3)设置的密闭罩应不妨碍工艺生产操作和方便维修。
(4)罩内风速不宜过高。
设置全密闭罩时,一方面要保证罩内负压,另一方面还要避免把物料过多地从排风系统排出。
因此,不是罩内排出粉尘越多越好。
P151
4.紊流粗糙区流动的角联风网中如何判别角联分支的风向?
由该判别式可以看出,简单角联风路中角联分支的风向完全取决于边缘风路的风阻比,而与角联分支本身的风阻无关。
10.根据均匀送风管道的设计原理,说明下列三种结构形式为什么能达到均匀送风?
在设计原理上有何不同?
①风管断面尺寸改变,送风口面积保持不变;
②风管断面尺寸不变,送风口面积改变;
③风管断面尺寸和送风口面积都不变。
孔口出流流量为:
从上式可以看出,要使各侧孔的送风量Q0保持相等,必须保证各侧孔
相等,实现的途径:
1.保持
和
均相等
(1)保持各侧孔流量系数
相等,出流角α尽量大(≥60o)
(2)保持各侧孔
相等,实现途径
a.各侧孔孔口面积f0相等,风道断面变化保持各侧孔静压pj相等。
可保持各侧孔
相等。
b.风道断面相等,各侧孔孔口面积f0变化使得
2.
变化,
也随之变化
当送风管断面积和孔口面积f0均不变时,
、pj沿风管长度方向将产生变化,这时可根据静压pj变化,在侧孔口上设置不同的阻体,使不同的孔口具有不同的压力损失(即改变流量系数
),以满足各侧孔
的相等。
11.与传统的混合通风相比,置换通风有什么优点?
置换通风具有气流扩散浮力提升、小温差、低风速、送风紊流小、温度/浓度分层、空气品质接近于送风、送风区为层流区的特点。
优点:
(1)可定量区分通风房间不同位置的空气质量
(2)存在热力分层,工作区域空气新鲜
(3)巧妙将自然通风与机械通风结合,且节省通风机电耗
(4)出现明显的垂直温度梯度和有害物浓度梯度
(5)混合通风以消除整个空间负荷为目标,而置换通风类似于自然通风,以消除工作区域负荷为目标。
更有针对性。
2.什么是喷雾降尘?
其降尘机理是什么?
影响降尘效果的因素有哪些?
定义:
指水在一定压力作用下,通过喷雾器的微孔喷出形成雾状水滴,并与空气中的浮游粉尘接触而捕捉沉降的方法。
降尘机理:
通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等形式的液体捕集体,并与尘粒接触,使液体捕集体和粉尘之间产生惯性碰撞、截留、布朗扩散、凝集、静电及重力沉降等作用,将粉尘从含尘气流中分散出来。
影响喷雾降尘效果的主要因素:
1.粉尘的湿润性与密度;
2.喷雾作用范围与质量;
3.喷雾器型式与安装方式;
4.粉尘与液体捕集体的相对速度;
5.液体供给相关参数。
3.磁水降尘的机理是什么?
影响因素有哪些?
机理:
水经磁化处理后,其黏度降低,晶构变短,会使水珠变细变小,有利于提高水的雾化程度,因此,与粉尘的接触机遇增加,特别是对于吸附性粉尘的吸附能力加强。
影响因素:
(1)水流方向、流速及磁感应强度;
(2)对水的磁化方式。
4.荷电喷雾降尘的机理为何?
影响荷电液滴捕尘效率的因素有哪些?
悬浮粉尘大部分带有电荷,如水雾上有与粉尘极性相反的电荷,则带水雾粒对带有相反极性电荷的尘粒具有静电引力,且对不带电荷尘粒具有镜像力,这样,水雾对尘粒的捕集效率及凝聚力显著增强,导致尘粒增重而沉降,从而提高降尘效果。
影响荷电液滴捕尘效率的因素:
(1)荷电液滴粒度;
(2)荷电液滴喷射速度;
(3)含尘风流的速度;
(4)液滴荷电量;
(5)粉尘荷电量;
(6)喷雾器性能。
14.型砂的真密度ρp=2700kg/m3,在大气压力p=101.325kPa、温度t=20℃的静止空气中自由沉降,计算粒径dp=3,7,11,16,28,55μm时尘粒所受的阻力及沉降速度。
其中,μ=1.808/1.82×
10-5Pa·
s,ρp=2700kg/m3,ρg=1.205kg/m3,g=9.81m/s2。
由于尘粒和空气的密度相差很大,故:
(1)沉降速度公式,:
dp=3,7,11,16,28,55μm,分别得到的沉降速度为:
dp=3μm时,vs1=7.324×
10-4m/s;
dp=7μm时,vs2=3.988×
10-3m/s;
dp=11μm时,vs3=9.848×
dp=16μm时,vs4=20.835×
dp=28μm时,vs5=63.808×
dp=55μm时,vs6=0.2462m/s;
(2)阻力计算公式
根据雷诺数Re的不同而不同:
dp=3μm时,Re=1.46×
10-4≤1.0,则
F1=3*3.14*1.808×
10-5*3*10-6*vs1=3.74×
10-13N。
dp=7μm时,;
Re=1.86×
10-3≤1.0,
F2=3*3.14*1.808×
10-5*7*10-6*vs2=4.75×
10-12N。
dp=11μm时,Re=7.21×
F3=3*3.14*1.808×
10-5*11*10-6*vs3=1.84×
10-11N。
dp=16μm时,Re=2.22×
10-2≤1.0,
F4=3*3.14*1.808×
10-5*16*10-6*vs4=5.68×
dp=28μm时,Re=1.19×
10-1≤1.0,
F5=3*3.14*1.808×
10-5*28*10-6*vs5=3.04×
10-10N。
dp=55μm时,Re=9.02×
F6=3*3.14*1.808×
10-5*55*10-6*vs6=2.31×
10-9N。
15.计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度,以及每种颗粒在30s内的沉降高度。
假定飞灰颗粒为球形,颗粒直径分别为0.4、40、4000μm,空气温度为387.5K,压力为101.325Pa,飞灰真密度为2200kg/m3。
其中,μ=2.23×
10-5Pa·
s,ρp=2200kg/m3,g=9.81m/s2。
dp=0.4,40,4000μm,分别得到的沉降速度为:
dp=0.4μm时,vs1=8.60×
10-6m/s;
dp=40μm时,vs2=8.60×
10-2m/s;
dp=4000μm时,处于牛顿区域,则:
vs3=14.23m/s。
通过Re验证:
,代入可得:
Re=3292,属于牛顿区域。
则,30s沉降高度为:
h=vt,分别为:
h1=2.58×
10-4m;
h2=2.58m;
h3=42.69m。
16.直径为200μm、真密度为1850kg/m3的球形颗粒置于水平筛上,用温度293K和压力为101325Pa的空气由筛下部垂直向上吹筛上的颗粒,试确定:
①恰好能吹起颗粒时的空气速度;
②在此条件下的颗粒雷诺数。
①即此时速度为颗粒的悬浮速度。
μ=1.82×
s,ρp=1850kg/m3,g=9.81m/s2。
由于尘粒和空气的密度相差很大,故
dp=200μm,得到的空气速度为:
vs=2.21m/s;
②颗粒雷诺数
式中,ρg=1.29kg/m3,故Re=26.8。
17.某种粉尘的真密度为2600kg/m3,气体介质(近如空气)温度为433K,压力为101325Pa,试计算粒径为10和500μm的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。
已知离心力中颗粒的旋转半径为200mm,该处的气流切向速度为16m/s。
温度为433K时的空气粘度μ=2.41×
s,
(1)斯托克斯区域的离心沉降速度公式:
粒径为10μm,vs1=0.767m/s;
,代入可得Re=0.411<2,属于斯托克斯区域。
(2)紊流区(牛顿区)的离心沉降速度公式:
粒径为500μm,vs2=58.8m/s。
Re=1500,属于牛顿区域。
1.对某旋风除尘器进行现场测定,得到的数据为:
除尘装置的入口含尘浓度为2800mg/m3,除尘装置的出口含尘装置为400mg/m3,除尘装置入口粉尘和出口粉尘的粒径分布列于下表中。
粒径/μm
0~5
5~10
10~20
20~40
>
40
除尘器进口质量分数/%
25
15
10
除尘器出口质量分数/%
80
12
6
2
试计算该除尘装置的除尘总效率和分级效率。
(1)总效率
η=85.7%
(2)分级效率
0-5μm,η1=(1-80*400/25*2800)*100%=54.3%
5-10μm,η2=(1-12*400/15*2800)*100%=88.6%
10-20μm,η3=(1-6*400/10*2800)*100%=91.4%
20-40μm,η4=(1-2*400/25*2800)*100%=98.8%
大于40μm,η5=(1-0*400/25*2800)*100%=100%
2.根据对某旋风除尘器的现场测试得到:
出口的气流量为11000m3/h,含尘浓度为4.2g/m3。
入口的气体流量为13000m3/h,含尘浓度为340g/m3。
试计算该除尘装置的处理气体流量、穿透率和除尘效率(分别按考虑漏风率和不考虑漏风率两种情况计算)。
(1)处理气体量
则:
Q=12000m3/h。
(2)若除尘器漏风,则
η=(1-11000*4.2/13000*340)*100%=98.95%
Pr=1.05%
(2)若不漏风,则
η=(1-4.2/340)*100%=98.8%
Pr=1.2%
3.有一沉降室长7.0m,高12m,气体流速为30m/s,空气温度为300K,尘粒密度为2.5g/cm3,空气黏度为0.067kg/(m·
h),求该沉降室能100%捕集的最小粒径。
如果将沉降室高度改为8m,长度保持不变,除尘装置的最小捕集粒径会不会发生改变,为什么?
(1)气流通过沉降室的时间为:
=7/30=0.2333s
尘粒从沉降室顶部到底部所需时间为:
,若使尘粒100%被捕集,则必有τ≥τs,则有vs≥Hv/L=12*30/7=51.43m/s,即为尘粒的沉降速度,由μ=1.85×
可得最小粒径为;
=8.36×
10-4m=0.836mm
(2)高度改变后,vs变小,即
vs≥Hv/L=8*30/7=34.3m/s,则dp=6.82×
10-4m=0.682mm
最小捕集粒径变小。
因为沉降室高度增加后,尘粒从顶部到底部所需的沉降时间增加,沉降速度减小,能捕集的最小粒径也随之减小。
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