工业通风第四版答案.docx
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工业通风第四版答案
工业通风第四版答案
3
4.某车间体积Vf=1000m,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
3
室内污染物浓度才能降到100mg/m以下(风机启动后污染物继续发
散)。
解:
f
3
3
3
∵V=1000m
,L=3.6m/s,x=350mg/m,
y
0=0,y1=
3501060210mg/m,y
2=100mg/m
3
3
Vf
∴VflnLy1xLy
LLy2xLy
0
0
1000ln3.6
210
350
3.6
0
3.6
3.6
100
350
3.6
0
1000ln40.61028.82s≈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=1220%=2.4kg,
加量后12x4,解得x=0.8kg,
2.4x1
则加量后香蕉水含量m2=2.4+0.8=3.2kg
∴甲苯散发量x1=3.2
50%=1.6kg,
x’1=1.610001000
296.3mg/s;
1.5
3600
环己酮散发量x2=3.2
8%=0.256kg,
x’2=
0.256
10001000
47.41mg/s
1.5
3600
环己烷散发量x3=3.2
8%=0.256kg,
x’3=
0.256
10001000
47.41mg/s
1.5
3600
乙酸乙酯散发量x4=3.230%=0.96kg,x’4=
0.9610001000
177.78mg/s
1.5
3600
正丁醇散发量x5=3.2
4%=0.128kg,
x’5=
0.128
10001000
23.7mg/s
1.5
3600
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=Kx
ypxy0
甲苯:
L1=1
296.3
5.926m3/s,
50
2
1
47.41
0.9482m
3
/s,
环己酮:
L=
50
3
1
47.41
0.19m
3
/s,
环己烷:
L=
250
乙酸乙酯:
L4=1
177.78
0.8889m3/s
200
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:
t
tp=tn+H(H-2)=20+0.38=22.4℃,
查相关资料得:
ρw=1.35kg/m3,ρj=1.14kg/m3,ρp=1.2kg/m3,ρn=1.2kg/m3,
列热平衡方程式:
Q+cLzjρwtw+cLjjρjtj=Qb+cLzpρptp+cLjpρntn.............
②
由①:
Lzj1.35+
Ljj
1.14=2.781.2+4.16
1.2;
由②:
350+1.01
Lzj
1.35(-12)+1.01Ljj
1.14
37=450+1.012.78
1.222.4+1.014.161.220
解得:
机械进风量
L
自然进风量
L
jj=0.52m3/s,
zj=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:
Q+cGt+cGt=Q+cGt
n
d
jjj
zj
ws
p
即20+1.01
1.11
20+1.01
0.28
5=4.5(t-5)+1.011.39
t
n
n
解得t
n=11.24℃
10.某车间生产设备散热量Q=11.6kJ/s,局部排风量Gjp=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tp=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:
zjzpjpjj
0.28kg/s;
G-G=G-G
=
由②式:
11.6+1.010.56
25+1.01Gzj
30=1.01Gzp38+1.010.8432
解得:
自然进风量
G
=1.16kg/s
,自然排风量G=0.88kg/s
z
j
zp
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=Gjp90%=0.5690%=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:
cGt
jj
+cGt=Q+cGt
n
jj
zj
w
jp
1.010.504
tjj
+1.01
0.056
(-25)=5.8+1.010.5615,
∴送风温度tjj=30.8℃
12.某办公室的体积
3
利用自然通风系统每小时换气2次,室内
170m,
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
CO2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=2170=0.0944m3/s,
3600
L136000.0944
21
Vf
170
CO2=1.977
103g/m3,
则y1=y0=0.05%1.977103=0.9885g/m3,
y2=0.1%1.977103=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)
y2y1exp(
L
)
(
x
y0)[1exp(
L
)],
f
L
V
f
V
解得n=19.6≈19(人)
(2)由于稳态,
y2y0
x,0.0055n=(y2-y0)L
L
解得n=16.9≈16(人)
8.有一侧吸罩,罩口尺寸为300mm300mm,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/b300/3001.0
x/b
300/300
1.0
由图3-23
查得:
vx
0.12
v0
(1)罩口排风量:
L=v0F
L
v00.30.30.54
3
m/s
解得:
v0
6m/s,则vx
60.120.72m/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
v00.30.3
0.54
3
m/s
解得:
v08m/s,则vx80.120.96m/s
(3)把该罩看成是300mm600mm的假想罩,则:
a/b600/300
2.0
x/b300/300
1.0
由图3-23查的:
vx
0.15
v0
罩口平均风速:
v0vx/0.15
L
v00.30.3
0.54m3/s
解得:
v
6m/s,v
0.90m/s
0
则x
11、有一浸漆油槽槽面尺寸为600mm600mm,槽内污染物发散
速度按v10.25m/s考虑,室内横向风速为v10.3m/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
20.88m
短边B
0.6
0.4
0.35
20.88m
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:
LKPHvx
1.4
3.52
0.35
0.3
3
/s
0.52m
②流量比法:
污染气体发生量为L1
1F
0.25
0.6
0.6
0.09m3/s,
H0.35m、E
0.6m、3
0.88m,
F
H
0.6F3
1.3
根据KL
0.2
0.4
E
E
1.3
KL
0.2
0.35
0.6
0.88
0.4
0.6
0.6
0.09
根据表3-5,取安全系数m
8
∴排
风量
L3
L1[1mKL]0.09
(18
0.09)
0.15m3/s
15.有一工业槽,长×宽为2000mm1500mm,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
H/b0
20】
【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250mm250mm,
且控制风速v10.4m/s,
故总排风量为:
B
0.2
0.2
L21AB
2A
20.421.51.5/4
3
1.97m/s
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
3.0
5.0
7.0
10
25
(dc)(%)
2
10
40
70
92
99.9
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=5.5m,
∵
j
d84.1
dcj
∴j
8.5
1.45
dcj
d15.9
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)(1
=1-(1-80%)(1-95)=0.99,
2)
∵
G1
G2
100%
G1
Ly2
G1
100%=0.99,
G1
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
3
50mg/m的要求,电除尘器的效率最
少应是多少?
2
3
3
1
3
【解】:
∵G=50mg/m=0.05g/m,G
=15g/m,
∴由
G
1G2
15-0.05
0.997
,
100%得
15
G1
且
1(1
1)(12)
2
1-
1-
1-0.997
98%
,∴
1-
10.85
1-
1
13.某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据:
粒径(m)
0-5
5-10
10-20
20-40
>40
分级效率(%)
70
92.5
96
99
100
实验粉尘的分组质量
14
17
25
23
21
百分数(%)
求该除尘器的全效率。
【解】:
全效率为:
n
(dc)fi(dc)dc0.140.700.170.9250.250.960.230.990.211
i1
=93%
14.在现场对某除尘器进行测定,测得数据如下:
3
除尘器进口含尘浓度:
y1=3200mg/m;
3
除尘器出口含尘浓度:
y2=480mg/m.
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)
0—5
5—10
10—20
20—40
>40
除尘器前(%)
20
10
15
20
35
除尘器后(%)
78
14
7.4
0.6
0
计算该除尘器的全效率和分级效率。
【解】全效率:
G3
100%
G1G2
100%
Ly1
Ly2100%
3.2L0.48L100%85%
G1
G1
Ly1
3.2L
分级效率:
∵(dc)
G3
(dc)
100%,
G1
(dc)
∴(dc)
y1d1(dc)
y2d2
(dc)
100%,
y1d
1(dc)
∴(1
dc)3.220
0.48
78100%41.5%
3.2
20
2
c
)
3.210
0.4814
100%
79%
(d
3.2
10
3
c
)
3.2
15
0.48
7.4
100%
92.6%
(d
3.2
15
4
c
)
3.2
20
0.48
0.6
100%
99.6%
(d
3.2
20
5
c
)
3.2
35
0.48
0100%100%
(d
3.2
35
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,
3
除尘器处理风量L=5600m/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)
0—5
5—10
10—20
20—40
40—60
>44
进口处d1
(%)
10.4
14
19.6
22.4
14
19.6
灰斗中d3
(%)
7.8
12.6
20
23.2
14.8
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。
【解】
(1)∵(dc)
G3
f3
(dc)
100%
f3
(dc)d
G1
f1(dc)
f1(dc)
d
3
1
5
(
d
c)
90.8%
14.8
96.0%
14
(dc)
90.8%
21.6
100%;
6
19.6
(2)∵G1-G2=G3,
即G1d
1(dc)-G1(1-)d
2(dc)
G1d
1(dc)
∴d
(dc)
d
1(dc)[1-(dc)]
2
1-
∴
d
(
d
c)
10.4(1
68.1%)
36.0%
1-90.8%
,
21
d
(dc)
14(1
81.7%)
27.8%
2,2
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