工业通风第四版答案汇编
工业通风第四版答案
工业通风第四版答案
4.某车间体积V f =1000m 3,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=3.6m 3/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/m 3以下(风机启动后污染物继续发散)。
解: ∵V f =1000m 3 ,L=3.6m 3/s ,x=350mg/m 3, y 0=0, y 1==??f
6010350V 210mg/m 3 , y 2=100mg/m 3
∴0
6.33501006.306.33502106.3ln 6.31000y ln 0201f ?--??--?=----==
Ly x L Ly x Ly L V τ ==
ln40.66
.31000
1028.82s ≈17.15min
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m 1=12?20%=2.4kg, 加量后
1
4
4.212=++x x ,解得x =0.8kg,
则加量后香蕉水含量m 2=2.4+0.8=3.2kg
∴甲苯散发量x 1=3.2?50%=1.6kg, x ’1=
s /mg 3.2963600
5.11000
10006.1=???;
环己酮散发量x 2=3.2?8%=0.256kg, x ’2=mg/s 41.4736005.11000
1000256.0=???
环己烷散发量x 3=3.2?8%=0.256kg, x ’3=mg/s 41.4736005.11000
1000256.0=???
乙酸乙酯散发量x 4=3.2?30%=0.96kg,x ’4=mg/s 78.17736005.11000
100096.0=???
正丁醇散发量x 5=3.2?4%=0.128kg, x ’5=mg/s 7.233600
5.11000
1000128.0=???
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y p1=50mg/m 3, 环己酮y p2=50mg/m 3, 环己烷y p3=250mg/m 3, 乙酸乙酯y p4=200mg/m 3, 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y 0=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=
y y Kx
px - 甲苯:L 1=
m 926.550
3.2961=?3
/s, 环己酮:L 2=m 9482.05041.471=?3
/s,
环己烷:L 3=m 19.0250
41.471=?3
/s,
乙酸乙酯:L 4=m 8889.0200
78.1771=?3
/s
正丁醇:L 5=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=L 1+L 2+L 3+L 4+L 5=5.926+0.9482+0.19+0.8889=7.9531m 3/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Q b =450kW ,上部天窗排风量L zp =2.78m3/s ,局部排风量L jp =4.16m3/s ,室内工作区温度t n =20℃,室外空气温度t w =-12℃,
机械进风温度t j =37℃,车间内温度梯度H t
?=0.3℃/m ,从地面到天
窗中心线的距离为10m,求机械进风量L jj 和自然进风量L zj (m3/s)
【解】:列风量平衡方程式:
G zj +G jj =G zp +G jp ,
∴L zj ρw +L jj ρj =L zp ρp +L jp ρn ....①
上部天窗的排风温度:
t p =t n +H
t
?(H-2)=20+0.3?8=22.4℃,
查相关资料得:
ρw =1.35kg/m 3,ρj =1.14kg/m 3,ρp =1.2kg/m 3,ρn =1.2kg/m 3
,
列热平衡方程式:
Q+cL zj ρw t w +cL jj ρj t j =Q b +cL zp ρp t p +cL jp ρn t n .............②
由①:L zj ?1.35+L jj ?1.14=2.78?1.2+4.16?1.2;
由②:350+1.01?L zj ?1.35?(-12)+1.01?L jj ?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L jj =0.52m 3/s, 自然进风量L zj =6.69m 3/s
9.车间通风系统布置如图所示,已知机械进风量 G jj =1.11kg/s ,局部排风量 G p =1.39kg/s ,机械进风温度 t j =20℃,车间的得热量 Q d =20kW ,车间的失热 量 Q s =4.5(t n -t w )kW ,室外空气温度 t w =5℃,
开始时室内空气温度 t n=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:G zj+G jj=G zp+G p,
则G zj-G zp=G p-G jj=0.28kg/s,
∴窗孔A是进风,风量为0.28kg/s
(2)列热平衡方程式:
Q d+cG jj t j+cG zj t w=Q s+cG p t n ,
即20+1.01?1.11?20+1.01?0.28?5=4.5(t n-5)
+1.01?1.39?t 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 G jp = 0.84 ㎏/s, 机械进风量G jj =0.56㎏/s,室外空气温度t w =30℃,机械进风温度t jj=25℃,室内工作区温度t n=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:G zj+G jj=G zp+G jp .........①
列热平衡方程式:
Q+cG jj t jj+cG zj t w=cG zp t p+cG jp t n .............②
由①式:G zj-G zp=G jp-G jj=0.28kg/s;
由②式:
11.6+1.01?0.56?25+1.01?G zj?30=1.01?G zp?38+1.01?0.84?32
解得:自然进风量G z j=1.16kg/s,自然排风量G zp=0.88kg/s
11.某车间局部排风量 G jp=0.56㎏/s,冬季室内工作区温度t n =15℃,采暖室外计算温度t w=-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:G jj=G jp?90%=0.56?90%=0.504kg/s,
由风量平衡方程式:自然进风量G zp=G jp-G jj=0.56-0.504=0.056kg/s 列热平衡方程式:
cG jj t jj+cG zj t w=Q+cG jp t n ,
1.01?0.504?t jj+1.01?0.056?(-25)=5.8+1.01?0.56?15,
∴送风温度t jj=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=3600
170
2?=0.0944m 3/s,
12170
0944
.036001f
>=??=
V L
τ,
2
CO ρ=1.977?103g/m 3,
则y 1=y 0=0.05%?1.977?103=0.9885g/m 3, y 2=0.1%?1.977?103=1.977g/m 3,
设人数为n,则有害物浓度散发量x=19.8n/3600=0.0055n(g/s) )]exp(1)[()exp(y 012f
f V L
y L x V L
y ττ--++-
=, 解得n=19.6≈19(人) (2)由于稳态,
L
x y +=02y , 0.0055n=(y 2-y 0)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=0.54m 3/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: 0.1300/300/==b a 0.1300/300/==b x
由图3-23查得:
120.v
v 0
x = (1)罩口排风量:L=0v F
54.03.03.00=??=v L m 3/s
解得:s m v s m v x /72.012.06,/60=?==则 (2)对于有法兰边时,罩口排风量为无法兰边的75%,即 54.03.03.075.00=???=v L m 3/s 解得:s m v s m v x /96.012.08,/80=?==则 (3)把该罩看成是300mm ?600mm 的假想罩,则: (4) 0.2300/600/==b a (5) 0.1300/300/==b x
由图3-23查的:15.00
=v
v
x
罩口平均风速:
15.0/0
x
v v =
54.03.03.00=??=v L m 3/s 解得: s m v s m v x /90.0,/60==则
11、有一浸漆油槽槽面尺寸为mm mm 600600?,槽内污染物发散速度按s m v /25.01=考虑,室内横向风速为s m v /3.01=。在槽上部mm 350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m A 88.0235.04.06.0=??+= 短边m B 88.0235.04.06.0=??+= 罩口周长:m P 52.32)88.088.0(=?+= 取控制风速 s m v x /3.0= 则排风量为:
s m v KPH L x /52.03.035.052.34.13
=???==
②流量比法: 污染气体发生量为m 09.06.06.025.011
=??==F L
ν3/s,
m F m E m H
88.06.035.03
===、、,
根据??
????+??? ????? ??=-4.06.02.033
.1E F E H K L
09
.04.06.06
.035.02.06.088.03
.1=????
?
???
??+???=∴??? ??- K L 根据表3-5,取安全系数8=m
∴排风量15.0)09.081(09.0]1[13=?+?=+=L mK L L m 3/s
15.有一工业槽,长×宽为mm mm 15002000?,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s m v /4.01=,②吹吸式排风罩的
20/0
=b H 】
【解】∵mm mm B 7001500>=,
∴采用双侧槽边排风罩。
条缝式槽边排风罩的断面尺寸为mm mm 250250?, 且控制风速s m v /4.01=, 故总排风量为:
()
s
AB L m A B /97.15.124.0223
2
.02
.01
4/5.12=?
???==??? ?? ν
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d c (μm)
2.0
3.0 5.0 7.0 10 25 (%)d )(c φ
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d cj 及几何标准偏差j σ。 【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,d cj =5.5m μ,
∵ 9
.15cj 84.1j d d d d cj ==σ ∴45.15
.55.8j ==σ
11.有一两级除尘系统,系统风量为2.22m 3/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))((21111ηηη---==1-(1-80%)(1-95)=0.99, ∵%100%1001
2
1121?-=?-=
G Ly G G G G η=0.99, 且G 1=22.2g/s, L=2.22m 3/s, ∴排放浓度y 2=G (1-0.99)/L=0.1g/m 3
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/m 3,旋风除尘器效率为85%,为了达到排放标准50mg/m 3的要求,电除尘器的效率最少应是多少?
【解】: ∵G 2=50mg/m 3=0.05g/m 3, G 1=15g/m 3, ∴由%100121?-=
G G G η得997.015
05
.0-15==η, 且))((21111ηηη---=,∴%9885
.01997
.0-1-1-1-1-
112=-==ηηη
13.某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据:
求该除尘器的全效率。 【解】:全效率为:
1
21.099.023.096.025.0925.017.070.014.0)()(n
1
?+?+?+?+?=?=∑=c c i i c d d f d ηη =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: y 1=3200mg/m 3; 除尘器出口含尘浓度: y 2=480mg/m 3.
除尘器进口和出口管道内颗粒物的粒径分布如下表所示。
计算该除尘器的全效率和分级效率。 【解】全效率:
%85%1002.348.02.3%100%100%1001
2
112113=?-=?-=?-=?=L L L L L L G G G G G y
y y η
分级效率:
∵%100)
()()(1
3
?=
d G d G d c
c
c
η,
∴%100)
(d )
(d )(d )(1
1
2
2
1
1
?-=
d y d y d y d c
c
c
c
φφφη, ∴ %5.41%10020
2.378
48.0202.31
=???-?=)(d c
η
%79%100102.314
48.0102.32
=???-?=)(d c
η
%6.92%10015
2.34
.748.0152.33
=???-?=)(d c
η
%6.99%100202.36
.048.0202.34
=???-?=)(d c
η
%100%10035
2.30
48.0352.35
=???-?=)(d c
η
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/m 3,除尘器处理风量L=5600m 3/h,除尘器进口处及灰斗中颗粒物的粒径分布如下表所示。
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)∵1
3
1
3
1
3
1
3
d )()(%100)
()(φφη
ηηd d f d f d f d f G G d c
c
c
c
c
==?=)(
%1.684
.108
.7%8.90)(1=?
=d c η %7.8114
6.12%8.90)(2=?=d c η
%7.926
.1920%8.90)(3=?=d c η
%0.944
.222.23%8.90)(4=?=d c η
%0.9614
8.14%8.90)(5=?=d c η
%1006
.196.21%8.90)(6=?=d c η;
(2)∵ G 1-G 2=G 3,
即)(d )()d -(1-)(d 1
1
2
1
1
1
d G d G d G c
c
c
φηφφη=
∴η
ηφφ-1]
)(-1)[(d )(d 1
2d d d c c c =
∴ %0.360.8%
9-1%)
1.681(4.10)(d 1
2=-=d c φ, %8.270.8%
9-1%)
7.811(14)(d 22=-=d c φ, %6.150.8%
9-1%)
7.921(6.19)(d 32=-=d c φ, %6.140.8%
9-1%)
0.941(4.22)(d 42=-=d c φ, %0.60.8%
9-1%)
0.961(14)(d 52=-=d c φ, 00.8%
9-1)
11(4.10)(d 62=-=d c φ, h kg L L y
y G /06.21000
4
5600908.0456001000
1
1
2=??-?=
-=
η
20.已知试验颗粒物的中位径d cj =10.5μm ,平均的几何标准偏差
j σ=2.0,利用对数概率纸求出该颗粒物的粒径分布。
【解】:∵ d
d d
d cj cj
j 9
.151.84=
=σ, ∴ 当d cj =10.5μm ,j σ=2.0时,
代入式中可求出
m m d d μμ25.5219.151.84==