第一章 工业有害物及其防治的综合措施

1．什么是一次尘化作用，二次尘化作用，粉尘在室内扩散的直接原因是什么？

解：

使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用；

一次尘化作用给予粉尘的能量是不足以使粉尘扩散飞扬的，它只造成局部地点的空气污染。二次气流带着局部地点的含尘气流在整个车间内流动，使粉尘散布到整个车间，成为二次尘化作用。

粉尘在室内扩散的直接原因为二次尘化作用。

个别学生中常见问题：

概念问题——（1）把二次尘化作用简单的理解为：粉尘从一个地点扩散到另一个地点的过

程；

（2）将粉尘在室内扩散的原因写成：一次尘化和二次尘化的综合作用；

第二章 控制工业有害物的通风方法

4．某车间体积V＝1000m3,由于突然发生事故，某种有害物大量散入车间，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有害物浓度才能降低100mg/m3以下，（风机启动后有害物继续发散）。

解：

y0=0 mg/s L=3.6 m3/s Vf=1000 m3 y1=350×10×60/1000=210 mg/m3 y2=100 mg/m3 x=350 mg/s

??VfLlnLy1?x?Ly0?1028.8s?17min

Ly2?x?Ly0利用P14公式（2－3） 同学常见问题：

此题绝大多数的同学是正确的

计算错误——有一同学选用P14公式(2-4)进行解答，有两位同学计算错误；

9．车间通风系统布置如图2－12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

1

量Qh=4.5(tn-tw)kW，室外空气温度tw=5℃，开始时室内空气温度tn=20℃，部分空气经侧墙上的窗孔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度？

解：

（1）风量平衡：Gjj?Gzj?Gjp?Gzp 即：1.11+0=1.39+Gzp Gzp=-0.28 kg/s 故：窗孔A是进风，风量为0.28 kg/s 利用P18，式（2-12）

（2）热平衡：Qh?cGptn?Qd?cGjjtj?cGzjtw

4.5(tn?5)?1.01?1.39?tn?20?1.01?1.11?20?1.01?0.28?5

tn?11.24℃

利用P19，式（2－13） 学生常见错误：

风量平衡方程和热平衡方程都对，做题思路清晰；

概念错误——将（2）中所求平衡时的温度tn在1.01*1.39*tn一项中认为是已知的20℃，导致计算错误；

12．某办公室的体积170m3，利用自然通风系统每小时换气两次，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CO2量为19.8g/h，在下列情况下，求室内最多容纳人数。

（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％.

2

解： （1）L?2?170?5.67m3/min?0.0944m3/s 60?1?3600?0.0944?2?1

170?LVf2?co?1.977g/l?1.977?103g/m3

y1?y0?0.05%?1.977?103?0.9885g/m3

y2?0.001?1.977?103＝1.977g/m3

人数为n，有害物浓度散发量x?19.8n/3600?0.0055n(g/s)

y2?y1exp(??LVf)?(x?L?y0)[1?exp(?)] LVf带入求解n?19.6人?19人 （2）y2?y0?x L0.0055n?(y2?y0)L 得到n?16.9人?16人

学生常见问题： 公式选用基本正确

个别计算错误——大多由于代入的单位比较混乱导致的；

概念错误——有两位同学没完全理解（2）中co2含量始终不超过0.1％的含义,仍选用（1）所用的公式；

第三章 局部排风罩

1．分析下列各种局部排风罩的工作原理和特点。

（1）防尘密闭罩：

其原理是将有害物源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排出。其中排风量的确定依据进、排风量平衡确定：

L?L1?L2?L3?L4

式中：L——密闭罩的排风量，m3/s；

L1——物料下落时带入罩内的诱导空气量，m3/s； L2——从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s； L3——因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；

L4——在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量，m3/s。

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特点：

优点：只需较小的排风量就能有效控制有害物的扩散；排风罩气流不受周围气流的影响；缺点：影响设备检修，有的看不到罩内的工作状况。 （2）外部吸气罩

其原理：为保证有害物全部吸入罩内，必须在距吸气口最远的有害物散发点（即控制点）上造成适当的空气流动，通过控制风速的确定，确定排风量等参数。

特点：由于工艺条件限制，生产设备不能密闭时，可把排风罩设在有害物源附近，依靠罩口的抽吸作用，在有害物散发地点造成一定的气流运动，把有害物吸入罩内。 （3）接受罩

接受罩在外形上和外部吸气罩完全相同，但作用原理不同。对接受罩而言，罩口外的气流运动时生产过程本身造成的，接受罩只起接受作用。它的排风量取决于接受的污染空气量的大小。接受罩的断面尺寸应不小于罩口处污染气流的尺寸。

特点：是无动力源。 学生常见问题：

概念问题——以上3种局部排风罩特点都知道，原理部分大部分同学没写，写的又不太完整；

3．流量比法的设计原理和控制风速法有何不同？它们的适用条件是什么？

控制风速法：该计算方法的核心是边缘控制点上的控制风速，依据是实验求得的排风罩口速度分布曲线。

适用条件——没有污染气流的情况下，即L1=0，主要用于冷过程。

流量比法：该计算方法是通过计算排风罩的流量比，来计算该罩的排风量。

适用条件——用于排风罩口上同时有污染气流和吸气气流的情况，尽量减少周围的干扰。主要用于热过程。 学生常见问题：

概念问题——基本正确，有些回答不太完整；

9．有一侧吸罩罩口尺寸为300×300mm。已知其排风量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：

（1）a/b=300/300=1，x/b=300/300=1，则由P35图3-23得：

vx/v0=0.13；

已知排风量L=v0F=v0*(0.3*0.3)=0.54，v0=6m/s 则vx=0.13*6=0.78 m/s

（2）a/b=300/300=1，x/b=300/300=1，则由P35图3-23得：

vx/v0=0.13；

已知排风量L=0.75*v0F=v0*(0.3*0.3)*0.75=0.54，v0=8m/s 则vx=0.13*8=1.04 m/s

（3）b/a=300/600=1/2，x/b=300/300=1，则由P35图3-23得：

vx/v0=0.15；

已知排风量L=v0F=v0*(0.3*0.3)=0.54，v0=6m/s

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则vx=0.15*6=0.9 m/s 学生常见问题：

计算问题——由于题中所给的是等边矩形吸气口，不少同学按照圆形吸气口计算公式来做，有的是读错图上

vx数据；总的来说，做题的效果不是特别好； v011．有一金属熔化炉（柑埚炉）平面尺寸为600×600mm，炉内温度t=600℃。在炉口上部400mm处设接受罩，周围横向风速0.3m/s。确定排风罩罩口尺寸及排风量。

解：

1）确定是低悬罩还是高悬罩： H=400mm

1.5Ap=900mm

因为H?1.5Ap，所以为低悬罩。

2）求罩口的扩大面积：

因周围横向风速较明显，且热源为等边矩形，则有： A1=B1=600+0.5*400=800mm F'= 0.8*0.8—0.6*0.6=0.28m2 3)热源的对流散热量

Q???tF?1.7?t1/3F?A?t4/3F?1.7?(600?20)4/3?(0.6?0.6)?2960.2J/s?2.96kJ/s4)热射流收缩断面上的流量

L0?0.167Q1/3B3/2?0.167?2.961/3?0.63/2?0.111m3/s

已知扩大面积上空气的吸入速度，取值范围0.5～0.75m/s 取v’为0.5m/s 则：

L?L0?v'F'?0.111?0.5?0.28?0.251m3/s

学生常见问题:

计算问题——1)罩口扩大面积求解错误，正方形错按圆形来计算； 2)计算热射流收缩断面上的流量时，错误选用不同高度上热射流的流量的计算

公式p44（3-26）；

有几个同学在4）中代入Q数据时，直接代入的是2960J/s; 3)v选用0.3m/s，没在0.5-0.75m/s之间；

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'第四章 通风排气中粉尘的净化

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空浓度。 解：

(1?95％）?99％ （1）该系统的总效率：??1?(1??1)(1??2)?1?(1?80％）（2）排空浓度：y=

22.2(1??)?0.1g/m3 2.2212．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，处理一般的工业粉尘，已知起始的含尘浓度为15g/m3，旋风除尘器效率为85％，为了达到排放标准的要求，电除尘器的效率最小应是多少？ 解：

由课本附录查得：一般性工业粉尘排放标准应小于150mg/m3 根据起始含尘浓度和排放标准（0.15g/m3），可以计算出该除尘系统总效率

?z?L*15?L*0.15?99%

L*15因为一、二级除尘系统是串联，利用系统总效率公式

?z?1?(1??1)(1??2)，其中?1?85%

计算得到电除尘器除尘效率?2?93.3%

学生常见问题：

计算错误 ——做题思路清晰，但把一般性工业粉尘排放标准应小于150mg/m3认为是10mg/m3或者200mg/m3；

13．某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据： 粒径（um） 分级效率％ 实验粉尘的分组质量百分数％ 求该除尘器的全效率。 解：

该除尘器的全效率

0~5 70 14 5~10 92.5 17 10~20 96 25 20~40 99 23 >40 100 21 ????(dc)f1(dc)?dc?0.7?0.14?0.925?0.17?0.96?0.25?0.99?0.23?1?0.21

0?=93.3％

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粉尘的粒径分布为 粒径（um）

0~5 5~10 6

10~20 20~40 >40 除尘器前％ 除尘器后％ 20 78 10 14 15 7.4 20 0.6 35 0 计算该除尘器的全效率和分级效率。 解：

假设除尘器结构严密，没有漏风； (1)全效率:??Ly1?Ly2y1?y23200?480???85％

Ly1y13200y2d?2(dc) 其中：y1=3200mg/m3 ，y2=480mg/m3

y1d?1(dc)(2)由分级效率?(dc)?1?480?0.78?41.5％

3200?0.2480?0.14 5~10 ?(dc)=1??79％

3200?0.1480?0.07410~20 ?(dc)=1??92.6％

3200?0.15480?0.00620~40 ?(dc)=1??99.55％

3200?0.2480?0>40 ?(dc)=1??1

3200?0.35可以得出：粒径(um) 0~5 除尘器分级效率 ?(dc)=1?

第六章 通风管道的设计计算

2．一矩形风管的断面尺寸为400x200mm，管长8m，风量为0.88m3/s， 在t＝20℃的工况下运行、如果采用两钢板成混凝土(K=3.0mm)制风管，试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力。空气在冬季加热至50℃，夏季冷却至10℃，该矩形风管的摩擦阻力有何变化?

解：

(1) 流速当量直径方法：

Dv?2ab2?0.4?0.2??0.267m a?b0.4?0.2 v?G/S?0.88/(0.4?0.2)?11m/s

根据Dv，v，查附录6，得比摩阻Rm0?6Pa/m

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0.25?(3?11)0.25?2.397 粗糙度修正系数：K??(Kv) Rm?Rm0Kr?6?2.397?14.382Pa/m ?Pm?14.382?8?115.056Pa （2）流量当量直径方法：

(ab)0.625(0.4?0.2)0.625 DL?1.3?1.3??0.304m 0.250.25(a?b)(0.4?0.2) 根据DL，G?0.88m3/s，查附录6，得比摩阻Rm0?6Pa/m

0.25?(3?11)0.25?2.397 粗糙度修正系数：K??(Kv) Rm?Rm0Kr?6?2.397?14.382Pa/m

?Pm?14.382?8?115.056Pa

（3）比摩阻随空气温度和大气压力的修正 Rm?KtKBRmo

冬季：Kt?(273?200.825273?200.825)?()?0.923

273?t273?50Rm?14.382?0.923?13.275Pa/m ?Pm?13.275?8?106.2Pa

夏季：Kt?(273?200.825273?200.825)?()?1.029

273?t273?10Rm?14.382?1.029?14.799Pa/m ?Pm?14.799?8?118.39Pa

3．有一通风系统如图6—29所示。起初只设a和b两个排风点。已知

La?Lb?0.5m3/s，?Pac??Pbc?250Pa， ?Pcd?100Pa。因工作需要，又增设

排风点e，要求Le?0.4m3/s。如在设计中管段de的阻力?Pde分别为300Pa和500Pa(忽略d点三通直通部分阻力)，试问此时实际的La及Lb各为多少?

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解：

2根据节点平衡基本原理，?Pac?KacLac，

2?250/0.5?1000Pa.s2/m6 即Kac??Pac/L2ac 同理，得Kbc?1000 Pa.s2/m6

Lcd?Lac?Lbc?1m3/s

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