工業(yè)通風(fēng)期末考試題

1、工業(yè)通風(fēng)期末考試題計(jì)算問(wèn)答題(每小題1分，每附一個(gè)*，配分增加1分)會(huì)使用到的公式:氣罩前方中軸上的抽氣風(fēng)速：uxQ; Q為抽氣風(fēng)量，x為距氣罩距離，A為氣罩10x A開(kāi)口面積。在1 atm，20 C下動(dòng)壓與風(fēng)速的關(guān)係：VP (mmHzO) = (u/4)2： u ( m/s) 為風(fēng)速。 直徑固定導(dǎo)管的壓力損失：=TP (mmH20) =0.03 x L/d x VP: u (m/s)為導(dǎo)管風(fēng)速，Q(m3/min)為導(dǎo)管風(fēng)量，L (m)為導(dǎo)管長(zhǎng)度，d為導(dǎo)管管徑，VP (mmH2O)為導(dǎo)管 動(dòng)壓。注意：所有答案須使用方括號(hào)所指定的單位。1. (9分)選擇右圖中的號(hào)碼：(1) *全壓量測(cè)方式(1,

2、2或3)。(2) *動(dòng)壓量測(cè)方式(1,2或3)。(3) *靜壓量測(cè)方式(1,2或3)。(1) (2)2. (22分)通風(fēng)導(dǎo)管為穿越牆壁上一小洞，必 須在導(dǎo)管中段設(shè)置一縮管，並於其後設(shè)置一 擴(kuò)張管。令縮管前端、縮館後端、擴(kuò)張管前端擴(kuò) 張管後端分別為1、2、3與4。點(diǎn)2與3相距2m最前端(點(diǎn)1)與最後端(點(diǎn)4)導(dǎo)管 斷面積為0.008 m2,中段導(dǎo)管(點(diǎn)2至24)斷面積為0.004 m。有4.8 m3/min的空氣流由導(dǎo)管中通過(guò)。環(huán)境為1 atm, 20 Co縮管段的壓力關(guān)係為SP1 -SP2 = 1.1 (VP2 -VP1)(查閱技術(shù)手冊(cè)) 擴(kuò)張管段的壓力關(guān)係為 TP3 -TP4 = 0.33(

3、VP3 -VP4)(查閱技術(shù)手冊(cè)) 點(diǎn)1的靜壓值為-10 mmH2O(1) 點(diǎn)1的風(fēng)速為多少m/s。(2) 點(diǎn)1的動(dòng)壓 VP1為多少 mmH2O?(3) 點(diǎn)1的全壓 TP1為多少 mmH2O?(4) 點(diǎn)2的風(fēng)速為多少m/s。(5) 點(diǎn)2的動(dòng)壓 VP2為多少 mmH2O?(6) 點(diǎn)2的靜壓SP2為多少 mmH2O?(7) 點(diǎn)2的全壓 TP2為多少 mmH2O?(8) 點(diǎn)3的動(dòng)壓 VP3為多少 mmH2O?(9) *點(diǎn)2與3導(dǎo)管管徑為多少 m?(10) 點(diǎn)3的全壓 TP3為多少 mmH2O?(11) 點(diǎn)3的靜壓 SP3為多少 mmH2O?(12) 點(diǎn)4的風(fēng)速為多少m/s。(13) 點(diǎn)4的動(dòng)壓 VP

4、4為多少 mmH2O?(14) 點(diǎn)4的全壓 TP4為多少 mmH2O?(15) 點(diǎn)4的靜壓 SP4為多少 mmH2O?(16) *沿上圖x方向，繪出靜壓、動(dòng)壓與全壓的變動(dòng)情形。x範(fàn)圍包括點(diǎn)1上游與 點(diǎn)4下游部分管段。3( 20分)在無(wú)限平面上一狹長(zhǎng)開(kāi)口(如右圖)。沿x軸與y軸的長(zhǎng)度分別為 W與 L，且 W L。z軸垂直於開(kāi)口面，原點(diǎn)位 於開(kāi)口中央。開(kāi)口上每單位面積的吸氣流量為q，於開(kāi)口面上的垂直方向吸氣風(fēng)速均勻分佈。Q = qWL積分公式：dx(1)(10分)假設(shè)開(kāi)口是由sink均勻分佈所組成，證明沿 z軸方向，z方向的吸氣風(fēng)速為Q亠3 (好像一個(gè)距離z的point sink) 2二 z(5分

5、)證明當(dāng)z W/2 時(shí)，Vz (5分)證明當(dāng)z ：W/2 時(shí)，Vz -qL2 (好像一個(gè)距離z的 無(wú)限長(zhǎng)line sink)二 z4. (20分)於一氣罩後方導(dǎo)管測(cè)得其動(dòng)壓為20 mmH2O,靜壓為 -5 mmH2O。氣罩開(kāi)口面積為0.015 m2,後方導(dǎo)管直徑為8 cm = 0.08 m。問(wèn)(請(qǐng)用方括號(hào)中的單位)(1) 後方導(dǎo)管風(fēng)速m/s。(2) *後方導(dǎo)管斷面積m2。(3) 通過(guò)後方導(dǎo)管風(fēng)量m3/s。(4) 通過(guò)後方導(dǎo)管風(fēng)量m3/mi n。(5) 通過(guò)氣罩風(fēng)量m3/s。(6) 氣罩開(kāi)口平均風(fēng)速m/s。(7) 氣罩後方全壓mmH2O。(8) 氣罩壓力損失係數(shù)Fh。(9) 若無(wú)壓力損失，氣罩後

6、方動(dòng)壓應(yīng)為何值mmH2O。(10) 在上題狀況下之導(dǎo)管風(fēng)速m/s。(11) 在上題狀況下之導(dǎo)管風(fēng)量m3/s。(12) 氣罩的進(jìn)口係數(shù)Ce0(請(qǐng)根據(jù)以上各題結(jié)果計(jì)算，不得套公式)(13) 在氣罩前方0.15 m處中軸上的抽氣風(fēng)速m/s。(14) 若欲使上述位置之抽氣風(fēng)速達(dá)到0.5 m/s，抽氣風(fēng)量為何m3/s。(15) 續(xù)上題，此時(shí)導(dǎo)管內(nèi)風(fēng)速m/s。(16) 續(xù)上題，此時(shí)導(dǎo)管內(nèi)動(dòng)壓mmH2O。(17) 續(xù)上題，此時(shí)氣罩壓力損失mmH20。(18) 續(xù)上題，此時(shí)氣罩後方全壓mmH2O。(19) 續(xù)上題，此時(shí)氣罩後方靜壓mmH2O。5. (12分)如右圖，一坑道通過(guò)兩開(kāi)口的風(fēng)速分別為 U1 = 0.

7、5 m/s與U2 = 2 m/s,假設(shè)風(fēng)的方向均與開(kāi)口面平行?？諝饷芏?忌=1.2 kg/m3,水的密度 2 = 1000 kg/m3，重力加速 度g = 10 m/s(1)*2； (2)* 3 ； (3)* 1 (1)4.8/0.08/60 = 10 m/s,坑道中段斷面積A = 3 m2，坑道由一開(kāi)口至另一開(kāi)口的靜壓損失係數(shù)F=5.4。問(wèn)(請(qǐng)用方括號(hào)中的單位)(1) *兩開(kāi)口間的壓力差Pa。(2) *兩開(kāi)口間的壓力差公尺水柱。(3) 兩開(kāi)口間的壓力差mmH2O。(4) *氣流通過(guò)坑道內(nèi)的動(dòng)壓mmH2O(提示：利用 P = Fx VP)。(5) 坑道中段的風(fēng)速m/s。3(6) 通過(guò)坑道的風(fēng)量

8、m/s。3(7) 通過(guò)坑道的風(fēng)量m /min。6. (19分)一運(yùn)轉(zhuǎn)排氣機(jī)入口靜壓為0 mmH20,動(dòng)壓為30 mmHzO，出口靜壓為40mmH2O,入口導(dǎo)管直徑為 20 cm,出口導(dǎo)管直徑為 15 cm，此時(shí)轉(zhuǎn)速為 400 RPM，排氣 機(jī)安裝於一局部排氣導(dǎo)管系統(tǒng)所造成的總效率為60%，問(wèn)(請(qǐng)用方括號(hào)中的單位)(1) 入口導(dǎo)管中的平均風(fēng)速為何？ m/s(2) *入口導(dǎo)管斷面積為何？ m2(3) 通過(guò)此排氣機(jī)的風(fēng)量為何？m3/s(4) 通過(guò)此排氣機(jī)的風(fēng)量為何？m3/mi n(5) *出口導(dǎo)管斷面積為何？ m2(6) 出口導(dǎo)管中的平均風(fēng)速為何？ m/s(7) 出口導(dǎo)管中的動(dòng)壓為何？mmH2O(8

9、) 入口導(dǎo)管中的全壓為何？mmH2O(9) 出口導(dǎo)管中的全壓為何？mmH2O(10) 此時(shí)排氣機(jī)全壓(FTP)為何？ mmH2O(11) 此時(shí)排氣機(jī)靜壓(FSP)為何？ mmH2O(12) *將此排氣機(jī)安裝於一局部排氣導(dǎo)管，功率消耗為何？kW(13) 若局部排氣系統(tǒng)風(fēng)量需求為 45 m3/min，此排氣機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整至多少RPM ？(14) 續(xù)上題，調(diào)整轉(zhuǎn)速後的排氣機(jī)全壓(FTP)為何？ mmH2O(15) 續(xù)上題，調(diào)整轉(zhuǎn)速後的排氣機(jī)靜壓(FSP)為何？ mmH2O(16) 續(xù)上題，調(diào)整轉(zhuǎn)速後的排氣機(jī)功率消耗為何？ kW工業(yè)通風(fēng)考試題解答2(2) VPi = (10/4) = 6.25 mmH

10、2O(3) TPi = SPi + VPi = -10 + 6.25 =-3.75 mmH2O(4) 4.8/0.04/60 = 20 m/s2(5) VP2 = (20/4) = 25 mmH2O(6) SP2 = SP1 - 1.1 (VP2 -VP1) = -10 -(1.1)(25 -6.25) = -30.6 mmH2O(7) TP2 = VP2 + SF2 = 25 -30.6 = - 5.6 mmHzO(9)*(10)(11)(12)(13)(14)(15)(8) VP3 = VP2 = 25 mmH2O;ZA4x0.004d0.07136 mTF3 = TF2 - TP23 =

11、TF2 - fLVP2 = -5.6 - (0.03)(2)(25)/0.07136 = - 26.6 mmHzOSF3 = TP3 -VP3 = -26.6 -25 = -51.6 mmH2O4.8/0.08/60 = 10 m/sVP4 = (10/4)2 = 6.25 mmH2OTP4 =- TP3 - 0.33(VP3 -VP4) = -26.6- 0.33 (25 -6.25) = -32.8 mmH2OSP4 = TP4 -VP4 = -32.8 -6.25 = -39.1 mmH2O(16)*3. (1)(2) while z“W/2 = W/(2z)r 0(3) while z

12、 ： W/2 = 2z/W 04. (1)4,=4.20 =17.89 m/s(2) * A = -：(0.08)2/4 = 0.005027 m23(3) Q = Au = (17.89)(0.06283) = 0.08992 mi/s3(4) (0.08992)(60) = 5.40 m3/min(5) 0.08992 m3/s(6) U0 = Q/A0 = 0.08992/0.015 = 5.99 m/s(7) -35 + 20 = -15 mmH2O(8) Fh = -TP1/VP1 = -(-15)/20 = 0.75(9) 35 mmH2O(10) 4. VP1 =4.35 =23

13、.67 m/s(11) (23.67)(0.005027) = 0.1190 nf/s(12) Ce = 0.08992/0.1190 = 0.7556(13) ux = 0.08992/10(0.15)2 + 0.015 = 0.37 m/s(14) 0.08992 (0.5/0.37) = 0.12 ni/s(15) 0.12/0.005027 = 23.87 m/s(16) VP = (23.87/4)2 = 35.61 mmH2O(17) Fh VP = (0.75)(35.61) = 26.71 mmH2O5.(18)(19)(1)*-26.71-26.71mmH2O-35.61 =

14、 -62.32 m/s 1 2 2 1 2 2=.R_P a U2 -Ui(1.2)2 -0.5 =2.25Pa2 2(2) *：dgh = 2.25 = (1000)(10)h = 2.25 = h = 2.25 x 10-4 mHzO-4(3) h = 2.25 x 104 mH2O = 0.225 mmH2O(4) * 0.225 = 5.4VP = VP = 0.225/5.4 = 0.0417 mmHzO(5) (u/4)2 = 0.417 = u = 4 , 0.417 = 0.816 m/s(6) Q = uA = (0.816)(3) = 2.45 m3/s(7) Q = (2

15、.45)(60) = 147 m3/min6.(1)(u/4)2 = 30 = u = 4.30 = 21.9 m/s2 2 2(2) * A = d/4 =二(0.2)2/4 = 0.0314 m23(3) Q = Au = (21.9)(0.0314) = 0.688 mi/s(4) (0.688)(60) = 41.3 m3/min(5) * A = -d2/4 =二(0.15)2/4 = 0.0177 m2(6) u = Q/A = 0.688/0.0177 = 38.9 m/s2(7) VPout = (38.9/4) = 94.8 mmH2O(8) TPin = -60 + 30 = -30 mmH2O(9) TPout = 40 + 94.8 = 134.8 mmbtO(10) FTP = TPout