通风除尘作业及答案.docx
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通风除尘作业及答案
1.3粉尘有哪些基本性质?
粉尘爆炸应具备哪些条件?
影响粉尘爆炸的主要因素有哪些?
(1)基本性质1.悬浮性;2.凝聚与附着性;3.湿润性;4.自燃性和爆炸性;5.粒度及分散度特性;6.荷电性;7.光学特性;8.磨损性。
(2)粉尘爆炸的条件必须同时具备以下三个条件:
①粉尘本身具有爆炸性。
②粉尘悬浮在一定氧含量的空气中,并达到一定浓度。
③有足以引起粉尘爆炸的起始能量,即点火源。
(3)影响粉尘爆炸的主要因素
①粉尘的化学组分及性质;②粒度及分散度;③氧含量;④灰分及水分;⑤可燃气含量;⑥点火能量;⑦粉尘粒子形状和表面状态。
1.4试述粉尘进入人体的过程。
经历以下四个过程:
(1)在上呼吸道的咽喉、气管,含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使粒径大于10μm的尘粒首先沉降在,经过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外;
(2)在上呼吸道的较大支气管,通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用,使5~10μm的尘粒沉积下来,经气管、支气管上皮的纤毛运动,咳嗽随痰排出体外,因此,真正进入下呼吸道的粉尘,其粒径均小于5μm;
(3)在下呼吸道的细小支气管,由于支气管分支增多,气流速度减慢,使部分2~5μm的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来,通过纤毛运动逐级排出体外;
(4)其余的细小粉尘进入呼吸性支气管和肺后,一部分可随呼气排出体外;另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺。
1.风道直径250mm,长15m,风道空气温度40℃。
求维持层流运动的最大流速和相应的摩擦阻力。
(计算)
解:
管道流动的状态的变化,可用无量纲雷诺数Re来表征。
层流状态下,Re≤2300,故最大流速为Re=2300时的流速。
空气温度在40℃时,其密度和动力粘度分别为:
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,风道流过的风量L=4000m3/h。
求风道的总摩擦阻力。
(查图或表)
解:
矩形风管空气流速
m/s
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。
解:
梯形风道的长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
Pa
4.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。
解:
由线算图查得:
D=200hb0=14.8Pa/m,
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。
解:
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变化?
解:
(1)先求该风管空气流速v:
m/s
再求流速当量直径Dv:
m
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:
hb0=5.4Pa/m,则该风管的摩擦阻力为:
h=hb0×l=5.4×8=43.2pa
则两种法结果相同。
(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=1.04×5.4×8=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。
解:
(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
m/s
故小断面上的平均动压为
Pa
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,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。
N-Q特性曲线:
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。
代入可得:
HN=52.6Pa。
13.
解:
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的空气量,m3/min;
Qmb2——由口或不密缝隙吸入的空气量,m3/min。
已知:
Qmb1=0.2m3/s,缝隙及工作面积S=0.08m2,缝隙局部阻力系数ξ=3.9,并使罩形成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.
解:
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)
Pa
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?
是否可认为罩排除粉尘越多越好?
全密闭罩形式、罩吸风口的位置、吸风速度等要选择得当、合理。
注意事项:
(1)合理地组织罩气流,排风点应设在罩压力最高的部位,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,也不宜设在物料集中地点和飞溅区。
(3)设置的密闭罩应不妨碍工艺生产操作和便维修。
(4)罩风速不宜过高。
设置全密闭罩时,一面要保证罩负压,另一面还要避免把物料过多地从排风系统排出。
因此,不是罩排出粉尘越多越好。
P151
4.紊流粗糙区流动的角联风网中如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。
口出流流量为:
从上式可以看出,要使各侧的送风量Q0保持相等,必须保证各侧
相等,实现的途径:
1.保持
和
均相等
(1)保持各侧流量系数
相等,出流角α尽量大(≥60o)
(2)保持各侧
相等,实现途径
①风管断面尺寸改变,送风口面积保持不变;
a.各侧口面积f0相等,风道断面变化保持各侧静压pj相等。
可保持各侧
相等。
②风管断面尺寸不变,送风口面积改变;
b.风道断面相等,各侧口面积f0变化使得
相等。
可保持各侧
相等。
2.
变化,
也随之变化
③风管断面尺寸和送风口面积都不变。
当送风管断面积和口面积f0均不变时,
、pj沿风管长度向将产生变化,这时可根据静压pj变化,在侧口上设置不同的阻体,使不同的口具有不同的压力损失(即改变流量系数
),以满足各侧
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法。
降尘机理:
通过喷雾式使液体形成液滴、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.喷雾作用围与质量;3.喷雾器型式与安装式;4.粉尘与液体捕集体的相对速度
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- 通风 除尘 作业 答案