全面通風(fēng)教學(xué)

全面通風(fēng)基本要求：掌握全面通風(fēng)通風(fēng)量的確定；掌握氣流組織的設(shè)計(jì)方法；了解置換通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法；全面通風(fēng)的定義：是指對(duì)整個(gè)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣。全面通風(fēng)的分類：1)按通風(fēng)動(dòng)力不同：自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)2)按對(duì)有害物控制機(jī)理的不同：類型原理特點(diǎn)稀釋通風(fēng)用新鮮空氣把整個(gè)車間內(nèi)的有害物濃度稀釋到最高允許濃度以下。通風(fēng)量大，控制效果差單向流通風(fēng)通過有組織的氣流運(yùn)動(dòng)，控制有害物的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。通風(fēng)量小，控制效果好均勻流通風(fēng)利用送風(fēng)氣流構(gòu)成的均勻流把室內(nèi)污染空氣全部壓出和置換。能有效排除室內(nèi)污染空氣置換通風(fēng)通過把較低風(fēng)速的新鮮空氣送入人員工作區(qū)，利用擠壓原理把污染空氣擠壓到上部空間排走的通風(fēng)方法。節(jié)能，通風(fēng)效果好§2.1全面通風(fēng)換氣量的計(jì)算一全面通風(fēng)換氣的基本微分方程式X(g/sX(g/s)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)室內(nèi)有害物最高允許濃度y(g/m3)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)送風(fēng)中有害物濃度y0(g/m3)房間體積Vf圖2-1車間通風(fēng)排污模型房間內(nèi)有害物濃度的變化情況可根據(jù)“物質(zhì)平衡”原理建立微分方程，對(duì)于連續(xù)，穩(wěn)定的通風(fēng)過程,根據(jù)在通風(fēng)過程中排出有害物的量應(yīng)與產(chǎn)生的有害物量達(dá)到平衡的原則有：排污微分方程：在時(shí)間內(nèi)：送入量+散發(fā)量-排走量=變化量則：（2-1）式中L——全面同風(fēng)量，m3/s；——送風(fēng)空氣中有害物濃度，g/m3；——有害物散發(fā)量，g/s；——在某一時(shí)刻室內(nèi)空氣中有害物濃度，g/m3；——房間體積，m3；——某一無限小的時(shí)間間隔，s；——在時(shí)間內(nèi)房間內(nèi)濃度的增量，g/m3；對(duì)公式（2-1）進(jìn)行變換：(2-2)由于常數(shù)的微分為零，上式可以改寫為：積分得(2-3)(2-4)(2-5)對(duì)上式進(jìn)行變換，當(dāng)通風(fēng)量L一定時(shí)，任意時(shí)刻室內(nèi)的有害物濃度(2-7)圖2-2有害物濃度隨時(shí)間的變化曲線圖2-2有害物濃度隨時(shí)間的變化曲線當(dāng)時(shí)，，室內(nèi)有害物濃度趨于穩(wěn)定，其值為g/m3(2-9)穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風(fēng)量：m3/s(2-10)實(shí)際上，室內(nèi)有害物的分布及通風(fēng)氣流是不可能非常均勻的；混合過程也不可能在瞬時(shí)完成；即使室內(nèi)平均有害物濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，有害物源附近空氣中的有害物濃度，仍然會(huì)比室內(nèi)平均值高得多。為了保證有害物源附近工人呼吸帶的有害物濃度控制在容許值以下，實(shí)際所需的全面通風(fēng)量要比上式的計(jì)算值大得多。因此，需要引入一個(gè)安全系數(shù)K。則m3/s(2-12)考慮到室內(nèi)有害物分布及通風(fēng)氣流的不均勻性，增大安全系數(shù)K=3－10二全面通風(fēng)量的確定消除余熱風(fēng)量公式：kg/s(2-13)式中G——全面通風(fēng)量，kg/s；Q——室內(nèi)余熱量，kJ/s；c——空氣的質(zhì)量比熱，其值為1.0kJ/kg?0c；——排出空氣的溫度，0c；——進(jìn)入空氣的溫度，0c消除余濕風(fēng)量公式：kg/s(2-14)式中W——余濕量，g/s；——排出空氣的含濕量，g/kg干空氣；——進(jìn)入空氣的含濕量，g/kg干空氣；三有害物散發(fā)量的計(jì)算正確計(jì)算有害物的散發(fā)量，是合理確定全面通風(fēng)量的基礎(chǔ)。1.生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量(1)工業(yè)爐窖及其熱設(shè)備的散熱量；(2)蒸氣鍛錘的散熱量；(3)高溫原材料、半成品和成品冷卻時(shí)的散熱量；(4)電爐、電動(dòng)機(jī)的散熱量(5)內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力設(shè)備的散熱量；(7)燃料燃燒時(shí)的散熱量。2.散熱量(1)暴露水平面或潮濕表面散發(fā)的水蒸氣量；(2)生產(chǎn)過程中散發(fā)的水蒸氣量；(3)原材料或半成品散發(fā)的水蒸氣量。3.有害氣體和蒸氣的散發(fā)量(1)燃燒過程產(chǎn)生的有害氣體；(2)從生產(chǎn)設(shè)備或管道不嚴(yán)密處滲透出來，進(jìn)入室內(nèi)的有害氣體或蒸氣；(3)工業(yè)槽面散發(fā)的有害氣體；(4)容器及化學(xué)物品自由面的蒸發(fā)；(5)噴涂過程中散入室內(nèi)的有害氣體或蒸氣；(6)生產(chǎn)工藝過程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有害氣體。[補(bǔ)充]稀釋排除有害氣體和粉塵的風(fēng)量存在多種有害物時(shí)風(fēng)量確定原則：1)分別求出排除每種有害物風(fēng)量Li2)毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶劑類；S2O3、SO3等刺激性氣體，按求和計(jì)算風(fēng)量：L=∑Li3)毒性無相加作用的有害物：取最大者為風(fēng)量計(jì)算式：L=max{Li}4)有害物散發(fā)量無法確定時(shí)的風(fēng)量計(jì)算原則：按經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算：L=nVf（m3/h）n—換氣次數(shù)，(次/h)；Vf—房間體積四全面通風(fēng)的氣流組織氣流組織：送風(fēng)、排風(fēng)口位置的合理布置，選用合理的風(fēng)口形式，合理分配風(fēng)流。氣流組織原則：能避免把害物吹向作業(yè)人員操作區(qū)；能有效地從污染源附近或有害物濃度最大的區(qū)域排出污染空氣；能確保在整個(gè)房間內(nèi)進(jìn)風(fēng)氣流均勻分布,盡量減少渦流區(qū)。通風(fēng)房間氣流組織的主要方式有：上送下排、下送上排和中間送上下排等。具體工程采用哪種方式，則根據(jù)操作人員位置、有害物源分布情況、有害物性質(zhì)及其濃度分布、有害物運(yùn)動(dòng)趨向等因素綜合考慮。見圖2-3圖2-3某車間氣流組織實(shí)例圖2-4表示了集中不同的氣流組織方式。其中a、b、c所示的氣流組織方式通風(fēng)效果差，d、e、f所示的氣流組織方式通風(fēng)效果好。圖2-4氣流組織方式示意圖五空氣平衡和熱平衡在用通風(fēng)方法控制有害物污染、改善房間的空氣環(huán)境時(shí)，必須考慮通風(fēng)房間的空氣平衡和熱平衡，這樣才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。1.空氣平衡自然進(jìn)風(fēng)熱量自然進(jìn)風(fēng)熱量機(jī)械進(jìn)風(fēng)熱量通風(fēng)排風(fēng)熱量循環(huán)風(fēng)的熱量熱交換器∑Qf圍護(hù)結(jié)構(gòu)、材料失熱圖2-5平衡模型室內(nèi)的進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)是多通道的,既有由通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的有組織的進(jìn)排風(fēng),也有從縫隙，窗戶，門洞等產(chǎn)生的無組織進(jìn)排風(fēng)，是機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)的共同作用結(jié)果，根據(jù)“物質(zhì)平衡”原理，各種進(jìn)風(fēng)量與各種排風(fēng)量應(yīng)相等。這就是室內(nèi)風(fēng)量平衡的原則。見圖2-5。其表達(dá)式為：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp（2-16）(1)當(dāng)Gjj=Gjp時(shí)：室內(nèi)外壓差為零，適用于無特殊要求車間；(2)當(dāng)Gjj>Gjp時(shí)：室內(nèi)處于正壓狀態(tài)，適用于潔凈度要求高的車間；(3)當(dāng)Gjj<Gjp時(shí)：室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，適用于產(chǎn)生污染的車間。2.熱平衡在通風(fēng)過程中，室內(nèi)空氣通過與進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)各種高低溫?zé)嵩催M(jìn)行交換，為了使房間內(nèi)的空氣溫度維持不變，必須使房間內(nèi)的總得熱量∑Qd與總失熱量∑Qs相等，也就是要保持房間內(nèi)的熱平衡。見圖2-5。即∑Qd=∑Qs=++（2-17）式中——圍護(hù)結(jié)構(gòu)、材料吸熱造成的總失熱量（KW）；——設(shè)備散熱量（KW）；——通風(fēng)排風(fēng)熱量（KW）；——機(jī)械進(jìn)風(fēng)熱量（KW）；——循環(huán)風(fēng)的熱量（KW）；——自然進(jìn)風(fēng)熱量（KW）。§2.2置換通風(fēng)有別于傳統(tǒng)的混合通風(fēng)的混合稀釋原理，置換通風(fēng)是通過把較低風(fēng)速（紊流度）的新鮮空氣送入人員工作區(qū)，利用擠壓的原理把污染空氣擠到上部空間排走的通風(fēng)方法，它能在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的基礎(chǔ)上與輻射吊頂（地板）技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。見圖2-6。混和通風(fēng)置換通風(fēng)圖2-6兩種通風(fēng)方式的原理一評(píng)價(jià)通風(fēng)效果的指標(biāo)η>1εη>1ε≈100％η>1ε＝50～100％(a)活塞流通風(fēng)(a)活塞流通風(fēng)(b)置換通風(fēng)η≈1η≈1ε＝50％η<1ε≈50％c)頂送上回c)頂送上回(d)上送上回圖2-7送回風(fēng)形式的換氣效率1.換氣效率換氣效率用工作區(qū)某點(diǎn)空氣被更新的有效性作為氣流分布的評(píng)價(jià)指標(biāo)。常見送回風(fēng)形式的換氣效率見圖2-7。2.通風(fēng)效率考慮到氣流分布方式的能量利用有效性，可用通風(fēng)效率來表示，即（2-21）式中——排風(fēng)溫度；——送風(fēng)溫度；——工作區(qū)溫度；——送風(fēng)含量[ppm（10-4%）]；——工作區(qū)含量[ppm（10-4%）]；——排風(fēng)含量[ppm（10-4%）]。二置換通風(fēng)的原理置換通風(fēng)是以擠壓的原理來工作的（圖2-8），置換通風(fēng)以較低的溫度從地板附近把空氣送入室內(nèi)，風(fēng)速的平均值及紊流度均比較小，由于送風(fēng)層的溫度較低，密度較大，故會(huì)沿著整個(gè)地板面蔓延開來。室內(nèi)的的熱源（人、電器設(shè)備等）在擠壓流中會(huì)產(chǎn)生浮生氣流（熱煙羽），浮生氣流會(huì)不斷卷吸室內(nèi)的空氣向上運(yùn)動(dòng)，并且，浮生氣流中的熱量不再會(huì)擴(kuò)散到下部的送風(fēng)層內(nèi)，因此，在室內(nèi)某一位置高度會(huì)出現(xiàn)浮生氣流量與送風(fēng)量相等的情況，這就是熱分離層。在熱分離層下部區(qū)域?yàn)閱蜗蛄鲃?dòng)區(qū)，在上部為混合區(qū)。圖2-8置換通風(fēng)的原理三置換通風(fēng)的特性1.置換通風(fēng)房間內(nèi)的自然對(duì)流2.置換通風(fēng)房間室內(nèi)溫度、速度與濃度的分布3.置換通風(fēng)房間的熱力分層四置換通風(fēng)的設(shè)計(jì)1.置換通風(fēng)的設(shè)計(jì)指南(1)置換通風(fēng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列條件：1)污染源與熱源共存時(shí)；2)房間高度不小于2.4m；3)冷負(fù)荷小于120W/m2的建筑物。(2)置換通風(fēng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)符合下列條件：(3)置換通風(fēng)選形時(shí)，面風(fēng)速應(yīng)符合下列條件：(4)置換通風(fēng)器的布置2.置換通風(fēng)房間內(nèi)的溫度梯度3.送風(fēng)溫度的確定4.送風(fēng)量的確定；5.送排風(fēng)溫差的確定?！?.3事故通風(fēng)對(duì)于有可能突然從設(shè)備或管道中逸出大量有害氣體或