《通風(fēng)工程》第 2 版(58857)習(xí)題參考答案

《通風(fēng)工程》第2版（58857）習(xí)題參考答案

第1章概述

1.粉塵、有害蒸氣和氣體對(duì)人體有何危害？

答：（1）粉塵對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

①引起塵肺病。一般粉塵進(jìn)入人體肺部后，可引起各種塵肺病。有些非金

屬粉塵如硅、石棉、炭黑等，由于吸入人體后不能排除，將變成硅肺、

石棉肺或塵肺。

②引起中毒甚至死亡。有些毒性強(qiáng)的金屬粉塵（銘、鎬、鎘、鉛、銀等）

進(jìn)入人體后，會(huì)引起中毒以致死亡。例如，鉛使人貧血，損傷大腦；銃、

鎘損壞人的神經(jīng)、腎臟；銀可以致癌；銘會(huì)引起鼻中隔潰瘍和穿孔，以

及肺癌發(fā)病率增加。此外，它們都能直接對(duì)肺部產(chǎn)生危害。如吸入錦塵

會(huì)引起中毒性肺炎；吸入鎘塵會(huì)引起心肺功能不全等。

（2）有害氣體和蒸氣對(duì)人體的危害

根據(jù)氣體（蒸氣）類有害物對(duì)人體危害的性質(zhì)，大致可分為麻醉性、窒息性、

刺激性、腐蝕性等四類。下面列舉幾種常見氣體（蒸氣）對(duì)人體的危害：

①汞蒸氣（Hg）汞蒸氣是一種劇毒物質(zhì)。即使在常溫或0℃以下汞也會(huì)大量

蒸發(fā)，通過呼吸道或胃腸道進(jìn)入人體后便發(fā)生中毒反應(yīng)。急性汞中毒主

要表現(xiàn)在消化器官和腎臟，慢性中毒則表現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生易怒、頭

痛、記憶力減退等病癥，或造成營養(yǎng)不良、貧血和體重減輕等癥狀。職

業(yè)中毒以慢性中毒較多。

②鉛（Pb）鉛蒸氣在空氣中可以迅速氧化和凝聚成氧化鉛微粒。鉛不是人體

必需的元素，鉛及其化合物通過呼吸道及消化道進(jìn)入人體后，再由血液

輸送到腦、骨骼及骨髓各個(gè)器官，損害骨髓造血系統(tǒng)引起貧血。鉛對(duì)神

經(jīng)系統(tǒng)也將造成損害，引起末梢神經(jīng)炎，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和感覺異常。兒童經(jīng)

常吸入或攝入低濃度的鉛，會(huì)影響兒童智力發(fā)育和產(chǎn)生行為異常。

③苯（CH）苯屬芳香經(jīng)類化合物，在常溫下為帶特殊芳香味的無色液體，極

易揮發(fā)。苯在工業(yè)上用途很廣，有的作為原料用于燃料工業(yè)和農(nóng)藥生產(chǎn)，

有的作為溶劑和黏合劑用于造漆、噴漆、制藥、制鞋及苯加工業(yè)、家具

1

制造業(yè)等。苯蒸氣主要產(chǎn)生于焦?fàn)t煤氣及上述行業(yè)的生產(chǎn)過程中。苯進(jìn)

入人體的途徑是呼吸道或從皮膚表面滲人。短時(shí)間內(nèi)吸人大量苯蒸氣可

引起急性中毒。急性苯中毒主要表現(xiàn)為其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉作用，

輕者表現(xiàn)為興奮、欣快感，步態(tài)不穩(wěn)，以及頭暈、頭痛、惡心、嘔吐等，

重者可出現(xiàn)意識(shí)模糊，由淺昏迷進(jìn)人深昏迷或出現(xiàn)抽搐，甚至導(dǎo)致呼吸、

心跳停止。長期反復(fù)接觸低濃度的苯可引起慢性中毒，主要是對(duì)神經(jīng)系

統(tǒng)、造血系統(tǒng)的損害，表現(xiàn)為頭痛、頭昏、失眠，白細(xì)胞持續(xù)減少、血

小板減少而出現(xiàn)出血傾向。

④一氧化碳（CO）多數(shù)屬于工業(yè)爐、內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備中燃料不完全燃燒時(shí)的

產(chǎn)物，或來自煤氣設(shè)備的滲漏。co是一種對(duì)血液、神經(jīng)有害的毒物。

由呼吸道吸入的co容易與血紅蛋白相結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，co與血

紅蛋白的結(jié)合力比氧與血紅蛋白的結(jié)合力大200~300倍,碳氧血紅蛋白

的存在影響氧和血紅蛋白的離解，阻礙了氧的釋放，導(dǎo)致低氧血癥，引

起組織缺氧。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺氧最敏感。缺氧引起水腫、顱內(nèi)壓增高，

同時(shí)造成腦血液循環(huán)障礙，部分重癥CO中毒患者，在昏迷蘇醒后，經(jīng)

過兩天至兩個(gè)月的假愈期，出現(xiàn)一系列神經(jīng)一精神障礙等遲發(fā)性腦病。

⑤二氧化硫（SO?）是無色、強(qiáng)刺激性的一種活性毒物，在空氣中可以氧化成

形成硫酸煙霧，其毒性要比S02大10倍。它對(duì)人的眼、呼吸器官有強(qiáng)烈

的刺激作用，使鼻、咽喉和支氣管發(fā)炎。

⑥甲醛（HCHO）又稱蟻醛，是無色有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體?？諝庵械?/p>

甲醛對(duì)人的皮膚、眼結(jié)膜、呼吸道黏膜等具有刺激作用，也可經(jīng)過呼吸

道吸收。甲醛在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榧姿?，有一定的麻醉作用。甲醛濃度高?/p>

居室中有明顯的刺激性氣味，可導(dǎo)致流淚、頭暈、頭痛、乏力、視物模

糊等癥狀，檢查可見結(jié)膜、咽部明顯充血，部分患者聽診呼吸音粗糙或

有干性羅音。較重者可有持續(xù)咳嗽、聲音嘶啞、胸痛、呼吸困難等病狀。

2.試闡明粉塵粒徑大小對(duì)人體危害的影響。

答：粉塵的粒徑粉塵的粒徑是影響其對(duì)人體危害程度的一個(gè)重要因素，粉塵的粒

徑越小對(duì)人體危害越大，原因有兩方面：一方面，粒徑越小的粉塵越容易懸浮于

空氣中，不易捕集，并且比較容易通過鼻腔和咽喉進(jìn)入人的氣管、支氣管甚至肺

2

部。粒徑大于10pm的粒子，幾乎都被鼻腔和咽喉所阻隔，而不進(jìn)入肺泡。對(duì)人

體健康危害最大的是l(Him以下的懸浮顆粒一一飄塵。飄塵經(jīng)過呼吸道沉積于肺

泡的沉積率與飄塵的粒徑有很大的關(guān)系。0.1?10pm的粒子有90%沉積于呼吸

道和肺泡上，其中5Plm以上的粒子容易被呼吸道阻留，一部分在口、鼻中阻留，

一部分在氣管和支氣管中阻留。在支氣管的上皮細(xì)胞上長著纖毛，這些纖毛把黏

附有粉塵的黏液送到咽喉，然后被人咳出去或者咽到胃里。粒徑為2?5pm的微

粒大都在氣管和支氣管被阻留；粒徑小于2Hm的微粒可進(jìn)入人體的肺泡，粒徑

小于0.4plm的微?？勺杂傻剡M(jìn)出于肺部。塵粒粒徑小的則易被肺泡吸收和溶解，

因而不經(jīng)肝臟的解毒就直接被血液和淋巴液輸送至全身，造成對(duì)人體很大的危害;

另一方面，粉塵粒徑越小，化學(xué)活性越大。因?yàn)閱挝毁|(zhì)量的表面積增大，其表面

活性也越大，會(huì)加劇對(duì)人體的生理效應(yīng)。例如鋅和一些金屬本身并無毒，但將其

加熱后形成煙狀氧化物時(shí)，可與體內(nèi)蛋白質(zhì)作用而引起發(fā)燒，發(fā)生所謂鑄造熱病。

再有，粉塵的表面可能吸附空氣中的有害氣體、液體甚至細(xì)菌、病毒等微生物，

故是污染物質(zhì)傳播的媒介物。有時(shí)，它還會(huì)和空氣中的二氧化硫聯(lián)合作用，加重

對(duì)人體的危害。

3.試闡述采用通風(fēng)技術(shù)控制有害物的理論依據(jù)。

答：通風(fēng)方法按照空氣流動(dòng)動(dòng)力的不同，可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩大類：

(1)自然通風(fēng)

自然通風(fēng)是依靠室內(nèi)外溫差所造成的熱壓，或者室外風(fēng)力作用在建筑物上所

形成的壓差，使室內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行稀釋，達(dá)到改善室內(nèi)空

氣環(huán)境的目的。因自然通風(fēng)不需要專設(shè)動(dòng)力裝置，對(duì)于產(chǎn)生大量余熱的車間是一

種經(jīng)濟(jì)而有效的通風(fēng)方法。其不足之處是，自然進(jìn)入的室外空氣無法預(yù)先進(jìn)行處

理；同樣，從室內(nèi)排出的空氣中，如果含有有害粉塵或有毒氣體時(shí)，也無法進(jìn)行

凈化處理。嚴(yán)重者會(huì)污染周圍環(huán)境造成很壞的影響。另外，自然通風(fēng)的換氣量一

般要受室外氣象條件的影響，通風(fēng)效果不穩(wěn)定。

(2)機(jī)械通風(fēng)

借助于通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力而使空氣流動(dòng)的方法，稱為機(jī)械通風(fēng)。由于風(fēng)機(jī)

的風(fēng)量和壓力可根據(jù)需要來選擇，因此這種方法能確保通風(fēng)量，并可控制空氣流

動(dòng)方向和氣流速度，也可以按所要求的空氣參數(shù)，對(duì)進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行處理。顯然，

3

機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)要比自然通風(fēng)復(fù)雜，一次投資和運(yùn)行管理費(fèi)用較大。

4.試闡述礦井內(nèi)空氣成分。

答：礦井內(nèi)有害物質(zhì)的來源礦井內(nèi)空氣中除有氧氣（。2）、氮?dú)猓姡?、二氧?/p>

碳（C02）,水蒸氣（電0）以外，還混有各種有害氣體，如甲烷（CH4）.一氧

化碳（CO）、硫化氫（H2s）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（N02）＞氨氣（NH3）,氫氣

（H2）和礦塵等。

5.寫出下列物質(zhì)在車間空氣中的最高容許濃度，并指出何種物質(zhì)的毒性最大（一

氧化碳、二氧化硫、氯、丙烯醛、鉛煙、五氧化碑、氧化鎘）。

答:一氧化碳30mg/m3；二氧化硫15mg/n?；丙烯醛0.3mg/m3；鉛煙0.03mg/m3；

五氧化碎0.3mg/m3；氧化鎘0.1mg/m3

毒性最大：鉛煙

6.衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的空氣中有害物質(zhì)最高容許濃度，考慮了哪些因素？舉例說明。

答：對(duì)各工業(yè)企業(yè)車間空氣中有害物的最高容許濃度，空氣的溫度、相對(duì)濕度和

流速，以及居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度等都做了規(guī)定。例如該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

定，車間空氣中一般粉塵的最高容許濃度為lOmg/n?,含有10%以上游離二氧化

硅的粉塵則為2mg/n?危害性大的物質(zhì)其容許濃度低；在車間空氣中一氧化碳的

最高容許濃度為30mg/m3,而居住區(qū)大氣中則為Img/n?（日平均），居住區(qū)的衛(wèi)

生要求比生產(chǎn)車間高。

7.衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定居住區(qū)大氣中氨的最高容許濃度為0.2mg/m3,試將該值換算為體

積分?jǐn)?shù)。

解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：

PV=nRT求出0.2mg氨氣的體積V

P=1

大氣壓=101325Pa

T=20度=293.15K

R=8.314

4

n=0.0002/l7=0.00001176mol

V=0.00001176X8.314X293.15/101325=0.0000002829L=0.0000000002829m3

體積百分?jǐn)?shù)=0.0000000002829/1X100%=0.00000002829%

8.排放標(biāo)準(zhǔn)與哪些因素有關(guān)？

答：與有害物種類、排放有害物企業(yè)、排氣筒高度、排放量、排放濃度有關(guān)。

9.試闡述不同的室內(nèi)氣象條件對(duì)人體舒適感(或人體熱平衡)的影響。

答：影響人體熱舒適的基本參數(shù)：

(1)空氣溫度

微熱氣候中最重要的因素是空氣溫度。人體對(duì)溫度較為敏感，且熱感覺比冷

感覺要相對(duì)滯后。人體對(duì)溫度的生理調(diào)節(jié)很有限，如果體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)長期處于緊

張工作狀態(tài)，會(huì)影響人的神經(jīng)、消化、呼吸和循環(huán)等多系統(tǒng)的穩(wěn)定，降低抵抗力，

增高患病率。

(2)空氣濕度

室內(nèi)濕度過高，會(huì)阻礙汗液蒸發(fā)，影響散熱和皮膚表面溫度，從而影響人的

舒適感。另外，濕度高還會(huì)促進(jìn)室內(nèi)環(huán)境中細(xì)菌和其他微生物的生長繁殖，加劇

室內(nèi)微生物的污染，這些微生物可通過呼吸進(jìn)入人體，導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)或消化系統(tǒng)

等多種疾病的發(fā)生。

(3)空氣流速

室內(nèi)空氣的流動(dòng)對(duì)人體有著不同的影響。夏季空氣流動(dòng)可以促進(jìn)人體散熱,

冬季空氣流速過大會(huì)使人體感到寒冷。

(4)新風(fēng)量

一般而言，新風(fēng)量越多，對(duì)健康越有利。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)表明，產(chǎn)生“病態(tài)

建筑物綜合征”的一個(gè)重要原因就是新風(fēng)量不足。新鮮空氣可以改善人體新陳代

謝、調(diào)節(jié)室溫、除去過量的濕氣，并可稀釋室內(nèi)污染物。

(5)吹風(fēng)頻率

人體對(duì)于風(fēng)的頻率有獨(dú)特的感覺和選擇，人們對(duì)外界的高頻的氣流感覺更

為敏感，當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí)，可以選擇頻率較高的送風(fēng)方式，以提高人體的舒適感。

5

10.闡述防治工業(yè)有害物的綜合措施。

答：綜合防治首先從改進(jìn)工藝著手減少有害物的發(fā)生量，即改革工藝設(shè)備和工藝

操作方法，提高機(jī)械化、自動(dòng)化程度，從根本上杜絕和減少有害物的產(chǎn)生；其次

是凈化空氣，即采取合理的通風(fēng)措施，降低空氣中有害物的含量，盡可能地使其

達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；第三就是要建立嚴(yán)格的檢查管理制度，規(guī)范日常清潔

和維護(hù)管理工作，加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)。

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第2章全面通風(fēng)

1.通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，如果不考慮空氣平衡和熱平衡，會(huì)出現(xiàn)什么問題？

答：不考慮空氣平衡會(huì)導(dǎo)致送排風(fēng)的風(fēng)機(jī)功率不合適，造成設(shè)計(jì)中應(yīng)為正壓的房

間變?yōu)樨?fù)壓；不考慮熱平衡會(huì)導(dǎo)致風(fēng)量不足以拍出室內(nèi)的余熱或者冬季室內(nèi)的室

溫不滿足設(shè)計(jì)要求。

2.通風(fēng)方法如何分類？各舉一例說明。

答：全面通風(fēng)、置換通風(fēng)和事故通風(fēng)。全面通風(fēng)換氣量指車間內(nèi)連續(xù)、均勻地散

發(fā)有害物，在合理的氣流組織下，將有害物濃度稀釋到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高容許

濃度以下所必需的通風(fēng)量；置換通風(fēng)是通過把較低風(fēng)速（湍流度）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；事故通

風(fēng)是當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生偶然事故或故障時(shí)，可能突然散發(fā)出大量有害氣體或有爆炸

性氣體進(jìn)入車間，這時(shí)需要盡快地把有害物排到室外。

3.熱平衡計(jì)算中，在計(jì)算稀釋有害氣體所用的全面通風(fēng)耗熱量時(shí)，為什么采用冬

季供暖室外計(jì)算溫度；而在計(jì)算消除余熱、余濕所需的全面通風(fēng)耗熱量時(shí)，則

采用冬季室外計(jì)算溫度？

答：余熱余濕本來就是多余的熱量和濕量，所以計(jì)算其通風(fēng)耗熱量時(shí)就不能采用

冬季采暖室外計(jì)算溫度，而稀釋有害氣體的通風(fēng)會(huì)消耗部分室內(nèi)熱量所以要用采

暖室外溫度。

4.在確定全面通風(fēng)量時(shí)，有時(shí)按分別稀釋各有害物所需的空氣量之和計(jì)算，有時(shí)

則取其中的最大值計(jì)算，為什么？

答：根據(jù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)數(shù)種溶劑的蒸汽，或數(shù)種刺激性氣體，同時(shí)在室內(nèi)

放散時(shí)由于他們對(duì)人體的作用是疊加的，全面通風(fēng)量應(yīng)按各種氣體分別稀釋至容

許濃度所需空氣量的總和計(jì)算。同時(shí)放散數(shù)種其他有害物質(zhì)時(shí)應(yīng)分別計(jì)算稀釋個(gè)

有害物所需的風(fēng)量，然后取得最大值。

7

5.與傳統(tǒng)的混合通風(fēng)相比，置換通風(fēng)有什么優(yōu)點(diǎn)？

答：置換通風(fēng)具有氣流擴(kuò)散浮力提升、小溫差、低風(fēng)速、送風(fēng)紊流小、溫度/濃

度

分層、空氣品質(zhì)接近于送風(fēng)、送風(fēng)區(qū)為層流區(qū)的特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：

(1)可定量區(qū)分通風(fēng)房間不同位置的空氣質(zhì)量

(2)存在熱力分層，工作區(qū)域空氣新鮮

(3)巧妙將自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)結(jié)合，且節(jié)省通風(fēng)機(jī)電耗

(4)出現(xiàn)明顯的垂直溫度梯度和有害物濃度梯度

(5)混合通風(fēng)以消除整個(gè)空間負(fù)荷為目標(biāo)，而置換通風(fēng)類似于自然通風(fēng)，以

消除工作區(qū)域負(fù)荷為目標(biāo)，更有針對(duì)性。

6.某廠有一體積Vf=1200m3的車間突然發(fā)生事故，散發(fā)某種有害氣體進(jìn)入車間，

散發(fā)量為350mg/s,事故發(fā)生后lOmin被發(fā)現(xiàn)，立即開動(dòng)事故通風(fēng)機(jī)，事故排風(fēng)

E3

量q0=3.6?試確定風(fēng)機(jī)起動(dòng)后多長時(shí)間內(nèi)有害物濃度才能降到100mg/m3以下。

解：已知：1^=1200m3x=350mg/st=10min

yi=350x10x60/1200=175mg/m3

yo=Oy2=]0Omg/m3

Tc,m3

VfLy^x-Lya1200,3.6x175-350.

t=—Itn-----=——ln(----------尸1100.73s=18.51min

LLy2-x-LyQ3.63.6x100-350

7.某車間設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)如圖2-8所示，已知機(jī)械進(jìn)風(fēng)量qm,=1.2kg/s,局部排

風(fēng)Qm,p=L39kg/s,機(jī)械進(jìn)風(fēng)溫度tj=20℃,車間得熱量Qd=20kW,失熱量

Qs=4.5(tn-tw)kW,室外溫度知=4C,開始時(shí)室內(nèi)溫度tn=20℃,部分空氣經(jīng)墻上

的窗孔M自然流入或流出，試確定在車間達(dá)到空氣平衡、熱平衡狀態(tài)時(shí)：

(1)窗孔M是進(jìn)風(fēng)還是排風(fēng)？風(fēng)量多大？

(2)室內(nèi)的空氣溫度是多少？

8

解：(1)車間達(dá)到空氣平衡時(shí)：4m,”+9皿zjFm,jp+qm,zp

=(

即q-zj-?,zplm,p-Qm,;7=1.39-1.2=0.19(kg/s)>0

從而空氣平衡方程式變?yōu)椋簈.,”+qm,zj=qm.P

故窗孔M為進(jìn)風(fēng)且進(jìn)風(fēng)量為0.19kg/s

(2)車間達(dá)到熱平衡：

Qs+qm,p?c?tn=Qd+qmi?c?tn+qmrz；?c?tn

EP4.5X(tn-4)+1.39X1Xtn=20+1.2X1X20+0.19X1X4

tn=l1℃

8.某車間工藝設(shè)備散發(fā)的硫酸蒸氣力=20mg/s,已知夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度

tw=32C,車間余熱量為174kW要求車間內(nèi)溫度不超過35℃,有害蒸氣濃度不超

過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。試計(jì)算該車間的全面通風(fēng)量(取K=3)。

解：①消除余熱所需通風(fēng)量

Q=174kw=174kJ/s

C=1.01kJ/kg℃

3

pp=1.2kg/m

3

L=―/Q——r=--------1--7-4--------=47.85m—

CPg{tp-tw)1.01X1.2(35-32)s

取最大值：L=47.859

②消除有害蒸氣所需通風(fēng)量

x=20mg/s

%=0

3

y2=2mg/m

9

Kx3x20,

L=--------=-------=30m3/s

y2~yo2-o

9.某車間同時(shí)散發(fā)有害氣體C。和S。2，已知它們的發(fā)生量分別

為：Xc0=120mg/s,X$02=105mg/s試計(jì)算該車間所需的全面通風(fēng)量（取

K=6)o

解：已知：Xco=120mg/sXs02=105mg/s

33

y2CO=30mg/my2SO2=15mg/m

Kx。。6x120

Lr?co==24m3/s

yzco-yo30-0

JS^^

^so==42m3/s

2y2s。2一y。i5-o

3

L=Lco+LSQ2=24+42=66m/s

3

10.某房間體積為170m，采用自然通風(fēng)每小時(shí)換氣兩次。室內(nèi)無人時(shí)，房間

空氣中COz與室外相同（體積分?jǐn)?shù)為0.05%）。工作人員每小時(shí)呼出的CO2

量為19.8g/h。試確定在工作人員進(jìn)入房間后的第1小時(shí),空氣中CO2的體積

分?jǐn)?shù)不超過0.1%的情況下，室內(nèi)能容納的最多人數(shù)。

解：已知：L=n丐=2X170=340m3/h=0.0944m3/s

室內(nèi)和室外，。。2體積濃度為0。5%

3

y1=yo=O.98g/ms=19.8g/h=0.0055g/s

3

當(dāng)時(shí)間t=lh=3600sy2=0.98X2=1.96g/m

Lyi-x-LyotL

-=exp[-J

Ly2-x-Ly0

x=0.107g/s

%0.107…“

N二一二-----=19.45

s0.0055

即取19人

10

第3章自然通風(fēng)

1.形成自然通風(fēng)的必要條件是什么？請(qǐng)簡述熱壓和風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的基本

原理。

答：形成自然通風(fēng)的必要條件是建筑物內(nèi)外必須存在風(fēng)壓和熱壓；熱壓通風(fēng)與風(fēng)

壓通風(fēng)的原理是自然通風(fēng)原理。即是風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)。在實(shí)際

建筑中的自然通風(fēng)，是風(fēng)壓和熱壓共同作用的結(jié)果，兩種作用，有時(shí)相互加強(qiáng)，

有時(shí)相互抵消。由于風(fēng)壓受到天氣、室外風(fēng)向、建筑物形狀、周圍環(huán)境等因素的

影響，風(fēng)壓與熱壓共同作用時(shí)，并不是簡單的線性關(guān)系。

2.多層建筑熱壓作用下的自然通風(fēng)與單層建筑情況有什么異同？

答：自然通風(fēng)是依靠室外風(fēng)造成的“風(fēng)壓”，以及室內(nèi)外空氣溫差造成的“熱壓”

來實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)的。自然通風(fēng)依靠室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓和室內(nèi)外空氣溫度差造成

的熱壓，促使空氣流動(dòng)，使得建筑室內(nèi)外空氣交換。自然通風(fēng)可以保證建筑室內(nèi)

獲得新鮮空氣，帶走多余的熱量，又不需要消耗動(dòng)力，節(jié)省能源，節(jié)省設(shè)備投資

和運(yùn)行費(fèi)用，因而是一種經(jīng)濟(jì)有效的通風(fēng)方法。但自然通風(fēng)與室外氣象條件密切

相關(guān),難以人為控制。室外自然風(fēng)吹向建筑物時(shí)，在建筑物的迎風(fēng)面形成正壓區(qū)，

背風(fēng)面形成負(fù)壓區(qū)，利用兩者之間的壓差進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng)，就是風(fēng)壓通風(fēng)。而熱壓

通風(fēng)則是因?yàn)槭覂?nèi)外溫度差引起空氣的密度差而產(chǎn)生的空氣流動(dòng)：當(dāng)室內(nèi)空氣溫

度高于室外時(shí)，使室外空氣由建筑物的下部進(jìn)入室內(nèi)，而從建筑物的上部排到室

外；而當(dāng)室外溫度高于室內(nèi)時(shí)，則氣流流向相反。多數(shù)情況下風(fēng)壓和熱壓是同時(shí)

起作用的，這時(shí)主流空氣的流向依兩種驅(qū)動(dòng)力的作用方向和強(qiáng)弱對(duì)比來確定。原

理是由于空氣溫度的差異導(dǎo)致空氣的密度產(chǎn)生差異，在地球重力的作用下,高溫空

氣向上運(yùn)動(dòng),低溫空氣向下運(yùn)動(dòng)。

3.空氣動(dòng)力系數(shù)K的物理意義是什么？有哪些主要影響因素？

答：空氣動(dòng)力系數(shù)K主要與未受擾動(dòng)來流的角度相關(guān)，在較復(fù)雜情況下需要通

過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來確定不同位置的值?？諝鈩?dòng)力系數(shù)可正可負(fù)，K為正時(shí)表示該處的

壓力比大氣壓力高了Apw；反之，負(fù)值表示該處的壓力比大氣壓力減少了△Pw。

11

4.形成穿堂風(fēng)的必要條件有哪些？

答：如果迎風(fēng)面和背風(fēng)面的外墻開孔面積占外墻總面積1/4以上，且建筑內(nèi)部阻

擋較少時(shí)，室外氣流就能橫貫整個(gè)車間，形成所謂的“穿堂風(fēng)”。

5.試分別作圖說明熱壓、風(fēng)壓單獨(dú)作用與聯(lián)合作用時(shí)室內(nèi)壓力分布的狀況。

(1)熱壓作用下(2)風(fēng)壓作用下

(3)熱壓、風(fēng)壓聯(lián)合作用下

6.有效熱量系數(shù)m的物理意義是什么？主要影響因素有哪些？

答：指沒有排出車間的熱量返回作業(yè)地帶而影響作業(yè)地帶的度的占總熱量的大小,

如果車間總余熱量為Q,則有效余熱量即為mQ,即相當(dāng)于直接散入工作區(qū)的熱

量。其大小主要取決于熱源的性質(zhì)、熱源分布和熱源高度，同時(shí)還取決于建筑

物的某些幾何因素(如車間高度、窗孔尺寸及其高度等)。

7.某車間如圖3-28所示，已知尸尸F(xiàn)2=10m2,g邛2=0.6,勺=+0.6d2=。3,室內(nèi)無

大的發(fā)熱源。試計(jì)算該車間室外空氣流速為分別為2m/s和3m/s時(shí)的全面換氣

量。

解：①當(dāng)％=2m/s時(shí)

12

Pw0.6x2^X1.2

PFl==1.44Pa

2~2

2

K2v^pw-0.3x2xl.2

PF2=---=-0.72Pa

2

由L=nF

有m&二上尸?

且岫產(chǎn)鏟土F2產(chǎn)產(chǎn)

則PFI-Pn=Pn-PF2，得&=0.36Pa

L=(iFJ(PF；P辿=06x10xJ2X(1^-°'36)=8.05m3/s

③當(dāng)Uw=3m/s時(shí)

KlvwPw_O.6x32xl.2

=3.24Pa

22

Pw—0.3x32x1.2

PF2~----------------二----------------------------=-1.62Pa

“22

有由&二上尸2

且四入產(chǎn)鏟土巳嚴(yán)再

則PFI-Pn=Pn-PF2,得4=0.81Pa

L="，(PFi-Pn)=o.6x10x,x(3.24-o.8i)=]207m3/s

7PN1.2

8.某單層廠房如圖3-8所示,車間總余熱量Q=600kJ/s,m=0.3,|i1=^3=0.6,|i2=0-4,

夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度tw=30℃,室內(nèi)作業(yè)地帶溫度7=加+5℃無局部排風(fēng)。請(qǐng)確

定必需的各窗孔面積（排風(fēng)天窗面積為進(jìn)風(fēng)窗孔面積的一半）。

3

解:tw=30℃pw=1.165kg/m

tn=35℃

tp=tw+"%=30+—=46.7℃

pwm0.3

3

pp=1.104kg/m

13

廿

3

pnp=1.125kg/m

Q6002

q=-7--------；=------------------=35.57kg/m3

“mc(tp-tj)1.01x(46.7-30)&

Qm

Fi=1...........(1)

林12gfli(Pw—Pnp)Pw

Qm

Fz=1/.............(2)

2gh2(Pw*-Pnp)Pp

Fi=P2=F3..........(3)

無尸九2二10...........(4)

由(1),(2),(3),(4)：

九i=0.95m/i2=9.05m

35.57

&=F=F=-//、一=31.8m2

230.672X9.807X0.95X(1.165-1.125)X1.165

14

第4章局部通風(fēng)

1.局部通風(fēng)有哪兩種基本形式?分別在什么情況下使用？

答：局部通風(fēng)有局部送風(fēng)和局部排風(fēng)兩種基本形式。對(duì)于面積很大，操作人員較

少的生產(chǎn)車間，用全面通風(fēng)的方式改善整個(gè)車間的空氣環(huán)境，既困難又不經(jīng)濟(jì)的

情況下采用局部送風(fēng)。在散發(fā)有害物（粉塵、有害蒸氣和氣體、余熱和余濕）的

場(chǎng)合，為防止有害物污染室內(nèi)空氣，必須結(jié)合工藝過程設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)。

2.局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循哪些原則？

答：局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：（1）在散發(fā)有害物（粉塵、有害蒸氣和氣體、

余熱和余濕）的場(chǎng)合，為防止有害物污染室內(nèi)空氣，必須結(jié)合工藝過程設(shè)置局部

排風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)有可能突然放散大量有害氣體或有爆炸危險(xiǎn)氣體的生產(chǎn)場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)

置事故排風(fēng)裝置。（2）車間空氣中有害物質(zhì)的濃度，不得超過附錄2中的規(guī)定，

當(dāng)有害物的濃度超過最高容許濃度時(shí)，則應(yīng)設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)。局部排風(fēng)系統(tǒng)的

設(shè)置，必須以不妨礙工藝操作為前提，然后再具體考慮排風(fēng)的措施。（3）排風(fēng)系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以造價(jià)低、排風(fēng)量小和能最大限度地排除所散發(fā)的有害物為原則，只

有在自然通風(fēng)不能排除有害物或經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，才考慮采用機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。

3.分析下列各種局部排風(fēng)罩的工作原理和特點(diǎn)。⑴防塵密閉罩。⑵外部吸氣罩。

⑵外部吸氣罩。

答：（1）防塵密閉罩。工作原理是把有害物源密閉起來，割斷生產(chǎn)過程中造成的

一次塵化氣流和室內(nèi)二次氣流的聯(lián)系，再利用抽風(fēng)在罩內(nèi)造成一定的負(fù)壓，保證

在一些操作孔、觀察孔或縫隙處從外向里進(jìn)風(fēng)，防止粉塵等有害物向外逸出。特

點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是只需要較小的排風(fēng)量就能最為有效地捕集并排除局部污染源產(chǎn)生的有

害物質(zhì)，且排風(fēng)性能不受周圍氣流的影響；缺點(diǎn)是不便維修，大容積裝置占地面

積大（2）外部吸氣罩。工作原理是利用設(shè)在污染源附近的排風(fēng)罩的抽吸作用，

在有害物發(fā)生地點(diǎn)造成一定的氣流運(yùn)動(dòng)，使有害物吸入罩內(nèi)。特點(diǎn)：污染源基本

上是敞開的，而排風(fēng)罩只在污染源附近進(jìn)行吸氣，必須在距罩口x米造成必要的

控制風(fēng)速克服有害物的流動(dòng)速度以引導(dǎo)其至排風(fēng)罩。（3）接受罩。工作原理是利

用生產(chǎn)設(shè)備本身產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣流流動(dòng)而使得有害物隨之直接進(jìn)入罩內(nèi)。特

15

點(diǎn)：罩口處的氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)生產(chǎn)過程本身造成的，接受罩只起接受作用。它的排風(fēng)

量取決于接受的污染空氣量的大小。接受罩的斷面尺寸應(yīng)不小于罩口處污染氣流

的尺寸，否則污染物不能全部進(jìn)入罩內(nèi)，影響排風(fēng)效果。

4.為了獲得良好的防塵效果，設(shè)計(jì)防塵密閉罩時(shí)應(yīng)注意哪些問題?是否從罩內(nèi)排

除粉塵愈多愈好？

答：注意事項(xiàng)：（1）合理地組織罩內(nèi)氣流，排風(fēng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在罩內(nèi)壓力最高的部位，

以利于消除正壓。（2）排風(fēng)口不能設(shè)在含塵氣流濃度高的部位或側(cè)區(qū)內(nèi)，也不宜

設(shè)在物料集中地點(diǎn)和飛濺區(qū)內(nèi)。（3）設(shè)置的密閉罩應(yīng)不妨礙工藝生產(chǎn)操作和方便

維修。（4）罩內(nèi)風(fēng)速不宜過高。

設(shè)置全密閉罩時(shí)，一方面要保證罩內(nèi)負(fù)壓，另一方面還要避免把物料過多地從排

風(fēng)系統(tǒng)排出。因此，不是罩內(nèi)排出粉塵越多越好。

5.控制風(fēng)速如何確定?罩口與污染源距離變化時(shí)，控制風(fēng)速是否變化？

答：控制點(diǎn)的空氣運(yùn)動(dòng)速度稱為控制風(fēng)速（也稱吸捕風(fēng)速），也就是指正好克服

該有害物散發(fā)源散發(fā)有害物的擴(kuò)散力再加上適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)的風(fēng)速?？刂骑L(fēng)速與

有害物散發(fā)源的性質(zhì)以及周圍氣流的狀況有關(guān)，一般通過試驗(yàn)測(cè)得。

6.通風(fēng)柜有哪幾種形式?如何保證通風(fēng)柜的效果？

答:通風(fēng)柜有下部排風(fēng)柜式罩、上部排風(fēng)柜式罩和上下聯(lián)合排風(fēng)柜式罩三種形式。

柜式排風(fēng)罩排風(fēng)效果與工作口截面上風(fēng)速的均勻性有關(guān)，設(shè)計(jì)要求柜口風(fēng)速不小

于平均風(fēng)速的80%o

7.根據(jù)吹吸式排風(fēng)罩的工作原理，分析吹吸式排風(fēng)罩最優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。

答:吹吸式排罩的工作原理是在槽面的一側(cè)設(shè)噴口噴出氣流,而另一側(cè)為吸氣口，

吸入噴出的氣流以及被氣幕卷入的周圍空氣和槽面污染氣體。吹吸罩具有風(fēng)量小,

控制污染效果好，抗干擾能力強(qiáng)，不影響工藝操作等特點(diǎn)。

8.槽邊排風(fēng)罩上為什么f/F,愈小，條縫口速度分布愈均勻？

答：條縫口的速度分布與條縫口面積f和排風(fēng)罩?jǐn)嗝娣eFi之比有關(guān)，,/a越

16

小，速度分布越均勻。

9.影響吹吸式排風(fēng)罩工作的主要因素是什么？

答：主要因素是（1）吸風(fēng)口牽涉流的平均速度；（2）吸風(fēng)口的排風(fēng)量（3）吸風(fēng)

口的高度；（4）吸風(fēng)口的速度。

10.有一側(cè)吸罩罩口尺寸為300mmX300mm。已知其排風(fēng)量q,=0.54m%,按下

列情況計(jì)算距罩口0.3m處的控制風(fēng)速。（1）自由懸掛，無法蘭邊。（2）自由懸掛，

有法蘭邊。⑶放在工作臺(tái)上，無法蘭邊。

解：

（1）自由懸掛，無法蘭邊。

2

qv=（10x4-F）xvx,由公式計(jì)算得4；=0.55zn/s

（2）自由懸掛，有法蘭邊。

2

qv=0.75（10x+F）xvx,由公式計(jì)算得以=0.73m/s

（3）放在工作臺(tái)，無法蘭邊。

2

qv=（5x4-F）x,由公式計(jì)算得以=l.OOm/s

11.有一鍍銀槽槽面尺寸為800mmX600mm,槽內(nèi)鍍液溫度為室溫，采用低截面

條縫式槽邊排風(fēng)罩。槽靠墻布置時(shí)，計(jì)算其排風(fēng)量、條縫口尺寸及阻力。

0,2

解：qv=3xvxx（^）由附錄3查得Vx=0.25m/s

由公式計(jì)算得qv=0.71m3/s

B=600mm>500mm,采用雙側(cè)排風(fēng)罩，設(shè)條縫口上氣流速度v（）=9m/s,

公式Ap=Cx眨包，由公式可得Ap=122.54Pa

條縫口面積fo=~~=0.039m2

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，選用條縫排風(fēng)罩的斷面尺寸為200mmx200mm。

12.有一金屬熔化爐（生煙爐）平面尺寸為600mmX600mm,爐內(nèi)溫度t=600℃。在

爐口上部400mm處設(shè)接受罩，周圍橫向風(fēng)速0.3m/s。確定排風(fēng)罩罩口尺寸及排

風(fēng)量。

17

解：設(shè)空氣溫度20℃,1.5匹=1.5xx0.62=0.8m>H=0.4m,

該接受罩屬低懸罩。

罩口直徑D=d+0.5H=0.6+0.5X0.4=0.8m

取v'=0.6m/s,a=AxQ=axFxAt,qv=qv0+v'xF'

由公式可得qv=0.315m3/So

13.有一浸漆槽槽面尺寸為600mmX600mm,槽內(nèi)污染物發(fā)散速度V|=0.25m/s。

室內(nèi)橫向風(fēng)速為0.3m/s,在槽上部350mm處設(shè)外部吸氣罩。確定排風(fēng)罩罩口尺

寸及排風(fēng)量。

解：采用控制風(fēng)速法，口罩尺寸：A=0.6+0.4x0.35x2=0.88m,

B=0.6+0.4x0.35x2=0.88m

周長P=(0.88+0.88)x2=3.52m

取控制速度風(fēng)速Vx=0.3m/s,L-KxPxHxvx

由公式可得L=0.52m3/So

14.某產(chǎn)塵設(shè)備設(shè)有防塵密閉罩，已知罩上縫隙及工作孔面積F=0.08m2,它們

的流量系數(shù)口=04物料帶人罩內(nèi)的誘導(dǎo)空氣量為0.2n?/s。要求在罩內(nèi)形成25Pa

的負(fù)壓，計(jì)算該排風(fēng)罩排風(fēng)量。如果罩上又出現(xiàn)面積為0.08m2的孔洞沒有及時(shí)

修補(bǔ)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

2

解：Qv=9vi+QV2=0.2+qV2'P=由公式可得f=6.23zn/s

由《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》的第九章可知：

qv2=36OOFvo

3

qv2=3600x0.08x6.23=1794.24m/s

3

qv=1794.24+0.2=1794.44m/s

15.有一工業(yè)槽，長X寬為200mmX1500mm,槽內(nèi)溶液溫度為常溫，在槽上分

別設(shè)置槽邊排風(fēng)罩及吹吸式排風(fēng)罩，按控制風(fēng)速法分別計(jì)算其排風(fēng)量。提示:[①

控制點(diǎn)的控制風(fēng)速vs=0.4m/s,②吹吸式排風(fēng)罩的H/bo=2O]

解：由于B=1500mm>500mm,采用雙側(cè)槽邊排風(fēng)罩，條縫式槽邊排風(fēng)罩?jǐn)?/p>

18

面尺寸為250mmx250mm

o0.2

取Vx=0.4m/s,公式qv=3xvxxAxBx—

由公式可得qv=1.97m3/s

確定吸風(fēng)口前射流末端的平均風(fēng)速v；=0.85H=0.85x1.5=1.275m/s

吹風(fēng)口高度b=0.015H=0.015X1.5=22.5mm

vm=2Vl=2.55m/s,公式號(hào)=二

V°措。"I

取a=0.2,由公式可得V。=7.80m/s

吹風(fēng)口的吹風(fēng)量qvo=bxlxV。=0.351m3/s

3

吸風(fēng)口前的射流流量q￡=1.2qv0x4-0.41=1.561m/s

吸風(fēng)口的排風(fēng)量qvi=l.lqvi=1.717m3/so

16.某工作地點(diǎn)須設(shè)置局部送風(fēng)系統(tǒng)，已知工作地點(diǎn)送風(fēng)參數(shù)為tnp=25℃,vnp

=3m/s,室內(nèi)空氣溫度tn=30C,噴頭至工作地點(diǎn)距離s=1.5m,氣流作用范圍Ds

=1.5mo試計(jì)算所需的旋轉(zhuǎn)式噴頭的當(dāng)量直徑、出口風(fēng)速、風(fēng)量、溫度。

解:根據(jù)表4-12,tsp=29解vsp=43m/s

根據(jù)表4-13,查得公式￡=4x缺+0.145）

由公式可得Do=0.517m

查表4-11,選用4號(hào)旋頭，其當(dāng)量直徑4=0.555m

送風(fēng)口有效面積&=0.109m2

根據(jù)表4-13,查得公式警工二°。由公式可得:

（to-tn）（并+0.145）VO（并+0.145）

t0=34.4t?,v0=8.67m/s

3

公式q〃o=v0xF,由公式可得.=0.945m/So

19

第5章隧道通風(fēng)

1.隧道通風(fēng)的目的和任務(wù)是什么？

答：目的：隧道通風(fēng)可分為施工通風(fēng)和運(yùn)營通風(fēng)。施工通風(fēng)指將炮煙、運(yùn)輸車輛

排放的廢氣以及施工過程中產(chǎn)生的粉塵排至洞外，為施工人員輸送新鮮空氣；運(yùn)

營通風(fēng)之目的是用洞外的新鮮空氣置換被來往車輛廢氣污染過的洞內(nèi)空氣，提高

行車的安全性和舒適性，保護(hù)駕乘人員和洞內(nèi)工作人員的身體健康。任務(wù)是解決

影響隧道快速安全施工以及公路營運(yùn)安全的通風(fēng)問題。

2.試闡述隧道內(nèi)形成自然風(fēng)流的原因及影響自然風(fēng)壓的因素。

答；隧道內(nèi)形成自然風(fēng)流的原因有三個(gè)：隧道內(nèi)外的溫度差（熱位差）、隧道兩

端洞口的水平氣壓差（大氣氣壓梯度）和隧道外大氣自然風(fēng)的作用。影響自然風(fēng)

壓的因素有：熱位差、大氣氣壓梯度、隧道外大氣自然風(fēng)。

3.為什么認(rèn)為用豎井可以代替機(jī)械通風(fēng)的想法是不現(xiàn)實(shí)的？

答：因?yàn)樨Q井的空氣不易流動(dòng)，而且二氧化碳的密度大，會(huì)下沉到井底，而所需

的氧氣難以下沉到井底，缺乏氣流交換容易造成氧氣含量過低造成缺氧。

4.施工工作面的供風(fēng)量應(yīng)如何確定？

答：應(yīng)從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮：按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算、按吹人式通

風(fēng)降低有害氣體濃度計(jì)算、按洞內(nèi)允許最小風(fēng)速計(jì)算、按稀釋和排除內(nèi)燃機(jī)車廢

氣計(jì)算。

5.試闡述施工隧道通風(fēng)的方法及特點(diǎn)。

答:施工通風(fēng)方式可分為管道式通風(fēng)和巷道式通風(fēng)。管道式通風(fēng)又可分為壓入式、

抽出式及壓一抽混合式。壓入式采用的是柔性風(fēng)管，成本比較低，但其缺點(diǎn)是污

風(fēng)流經(jīng)整條隧道后排出洞外。一般無軌運(yùn)輸施工的隧道多采用這種通風(fēng)方式；抽

出式將工作面的污風(fēng)直接經(jīng)風(fēng)管抽出洞外，保證了整條隧道的空氣清潔，對(duì)保護(hù)

人體健康有利，較適用于有軌運(yùn)輸施工的隧道。但其缺點(diǎn)是采用剛性風(fēng)管，并且

在瓦斯隧道中需要配備防爆風(fēng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)），成本比較高；壓一抽混合式是由壓

20

人式和抽出式聯(lián)合工作，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)，具體的布置方式分為長壓短抽方式和

長抽短壓方式，后者又分為前壓后抽式和前抽后壓式。巷道式通風(fēng)主要是針對(duì)在

長大隧道施工中開設(shè)有各種輔助坑道的情況而實(shí)施的，如平行導(dǎo)坑（簡稱平導(dǎo)）、

斜井、豎井和鉆孔等。如果設(shè)有輔助坑道，則施工通風(fēng)就要針對(duì)不同的輔助坑道

并根據(jù)施工方法和設(shè)備條件等選擇不同的通風(fēng)方式。充分利用輔助坑道進(jìn)行施工

通風(fēng)，將會(huì)大大縮短獨(dú)頭通風(fēng)的距離，降低施工成本。

6.營運(yùn)隧道通風(fēng)方式的選擇應(yīng)考慮哪些因素？

答：隧道通風(fēng)系統(tǒng)選擇時(shí)應(yīng)考慮交通量、隧道長度、氣象、地形、環(huán)境等諸多因

素，同時(shí)兼顧供電照明、通信監(jiān)控、事故及火災(zāi)防范、工程造價(jià)和維修保養(yǎng)費(fèi)用

等。

7.什么是縱向通風(fēng)？它有什么特點(diǎn)？

答：縱向式通風(fēng)是指新鮮空氣從隧道一端引人，有害氣體與煙塵從另一端排出。

在通風(fēng)過程中，隧道內(nèi)的有害氣體與煙塵沿縱向流經(jīng)全隧道。根據(jù)采用的通風(fēng)設(shè)

備，又可分為洞口風(fēng)道式通風(fēng)與射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)。縱向通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn):①能充分

發(fā)揮汽車活塞風(fēng)作用，所需通風(fēng)量較??；②無額外的通風(fēng)渠道，隧道斷面小，工

程費(fèi)用低，使用也比較經(jīng)濟(jì)；③靠近送風(fēng)口空氣新鮮，隨著空氣流向距離越遠(yuǎn)，

污染越嚴(yán)重，如果要求CO濃度降至允許濃度，通風(fēng)量必然要加大，空氣量沒有

得到充分利用；④以隧道作為通風(fēng)道，規(guī)定氣流速度較高，汽車駕駛員有不適之

感；⑤由于存在煙囪效應(yīng)，不利于控制火災(zāi)，往往需要避車洞。

21

第6章空氣凈化原理與設(shè)備

1.為什么某一粒徑的塵粒，在沉降室、旋風(fēng)除塵器和電除塵中其分級(jí)效率不同？

答:分級(jí)效率與除塵器種類、粉塵特性、運(yùn)行條件等有關(guān)。同一粒徑的塵粒在不

同運(yùn)行條件下，分級(jí)效率不同。當(dāng)粉塵特性和運(yùn)行條件一定時(shí)，分級(jí)效率由于除

塵器的特性參數(shù)的不同而不同。

2.沉降速度和懸浮速度的物理意義有何不同？各有什么用處？

答：(1)沉降速度和懸浮速度數(shù)值上相等，但意義不同，前者是指塵粒作等速沉

降時(shí)的速度或塵粒下落時(shí)所能達(dá)到的最大速度；后者是指上升氣流使塵粒處于懸

浮狀態(tài)所必需的最小速度。

(2)在通風(fēng)與防塵技術(shù)中，沉降速度和懸浮速度都有明確的含義和應(yīng)用場(chǎng)合，

例如在重力沉降室的計(jì)算和粉塵分散度測(cè)定等方面就要用到。在不同場(chǎng)合應(yīng)運(yùn)用

合適的速度。

3.在濕式除塵器中，影響慣性碰撞除塵效率的主要因素是什么？

答：根據(jù)分級(jí)效率公式(6-7)

力=1—exp(—a喀)

可知，影響慣性碰撞除塵效率的主要因素首先為塵粒的空氣動(dòng)力學(xué)粒徑分布，例

如氣流速度、動(dòng)力粘度、和粒徑直徑等等，其次為除塵設(shè)備本身參數(shù)，例如液滴

直徑，液滴速度等等。

4.袋式除塵器的過濾風(fēng)速和阻力主要受哪些因素影響？

答：過濾風(fēng)速主要與通過濾袋的氣體量和濾袋總面積相關(guān)。袋式除塵器的阻力與

它的結(jié)構(gòu)形式、濾料特性、過濾風(fēng)速、粉塵濃度、清灰方式、氣體溫度及氣體粘

度等因素有關(guān)。

5.說明理論驅(qū)進(jìn)速度和有效驅(qū)進(jìn)速度的物理意義。

答：當(dāng)靜電力等于空氣阻力時(shí)，作用在塵粒上的外力之和等于零，塵粒向電極方

向做等速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的塵粒運(yùn)動(dòng)速度稱為理論驅(qū)進(jìn)速度。工程設(shè)計(jì)中，采用實(shí)測(cè)

22

得到的驅(qū)進(jìn)速度值即為有效趨近速度。

6.布袋除塵器阻力由哪兒部分組成？過濾風(fēng)速與阻力的關(guān)系如何？繪出阻力與

時(shí)間關(guān)系曲線。

答：(1)除塵器的結(jié)構(gòu)阻力、清潔濾料的阻力和粉塵層的阻力。

(2)vf為過濾風(fēng)速，過濾風(fēng)速與阻力的關(guān)系如下，清潔濾料的阻力為Api備

Mvf/60,粉塵層的阻力△pd=(卬(Vf/60)2Cs

(3)阻力與時(shí)間關(guān)系如下：

7.分析電阻率對(duì)電除塵器除塵效率的影響方式。

答：如果粉塵電阻率過低，即粉塵層的導(dǎo)電性能良好，荷負(fù)電的粉塵接觸到收塵

極后很快就放出所帶的負(fù)電荷，失去吸力，從而有可能重返氣流而被氣流帶出除

塵器，使除塵效率降低。

反之，如果粉塵電阻率過高，即粉塵層導(dǎo)電性能太差，荷負(fù)電的粉塵到達(dá)收

塵極后，負(fù)電荷不能很快釋放而逐漸積存于粉塵層上，這就可能產(chǎn)生兩種影響：

一是由于粉塵仍保持其負(fù)極性，它排斥隨后向收塵極運(yùn)動(dòng)的粉塵黏附在其上，使

除塵效率下降；二是隨著極板上沉積的粉塵不斷加厚，粉塵層和極板之間便造成

一個(gè)很大的電壓降。如果粉塵層中有裂縫，空氣存在裂縫中，粉塵層與收塵極之

間就會(huì)形成一個(gè)高壓電場(chǎng)(粉塵層表面為負(fù)極，收塵極為正極)，使粉塵層內(nèi)的

氣體電離，產(chǎn)生反向放電。由于它的極性與原電暈極相反，故稱反電暈。反電暈

時(shí)正離子向原電暈極方向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，與帶負(fù)電荷的粉塵相遇，從而使

粉塵所帶的負(fù)電荷部分被正離子中和。由于粉塵電荷減少，因而削弱了粉塵在收

塵極上沉積。如果發(fā)生反電暈，除塵效率就會(huì)顯著降低。

23

8.布袋除塵器和電除塵器為什么入口濃度要控制？

答：根據(jù)布袋除塵器原理，隨著粉塵濃度的增加，除塵器的阻力也相應(yīng)增加，當(dāng)

阻力過高時(shí)，會(huì)影響布袋除塵器的除塵效率，故需控制入口濃度。

在電除塵器的電場(chǎng)空間中，不僅有許多氣體離子，而且還有許多極性與之相

同的荷電塵粒。荷電塵粒的運(yùn)動(dòng)速度比氣體離子的運(yùn)動(dòng)速度低得多。因此，含塵

氣體通過電除塵器時(shí)，單位時(shí)間轉(zhuǎn)移的電荷量要比通過清潔空氣時(shí)少，即電暈電

流小。含塵濃度越高，電場(chǎng)內(nèi)與電暈極極性相同的塵粒就越多。如果含塵濃度很

高，電暈電場(chǎng)就會(huì)受到抑制，使電暈電流顯著減少，甚至幾乎完全消失，以致塵

粒不能正常荷電，這種現(xiàn)象稱為電暈閉塞。

9.有一兩級(jí)除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)風(fēng)量為2.22m3/s,工藝設(shè)備產(chǎn)塵量為22.2g/s,除塵器的

除塵效率分別為80%和95%,計(jì)算該系統(tǒng)的總效率和排空濃度。

答：總效率為n=1-(l-r|i)(1-T12)=1-(1-0.8)(1-0.95)=99%

排空濃度為c=(1-0.99)x22.2/2.22=0.1g/m3

10.有一兩級(jí)除塵系統(tǒng)，第一級(jí)為旋風(fēng)除塵器，第二級(jí)為電除塵器，處理一般的

工業(yè)粉塵。已知起始的含塵濃度為15g/m3,旋風(fēng)除塵器效率為85%,為了達(dá)到排

放標(biāo)準(zhǔn)的要求，電除塵器的效率最少應(yīng)是多少？

答：一般工業(yè)粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)為lOOmg/n?,15g/m3=15000mg/m',經(jīng)過一級(jí)旋風(fēng)

除塵后含塵=15000x15%=2250mg/m3,(l-l00/2250)x100%=95.6%,故電除塵器的

效率最少為95.6%。

11.在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某除塵器進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：

除塵器進(jìn)口含塵濃度yl=2800mg/m3

除塵器出口含塵濃度y2=200mg/m3

除塵器進(jìn)口和出口的管道內(nèi)粉塵的粒徑分布見下表。

計(jì)算該除塵器的全效率和分級(jí)效率。

答：全效率：

24

GGi-G2.8L-0.2L

32"一Ly2

7)=—X100%=x100%=x100%=————x100%

G1Gi2.8L

=92.9%

分級(jí)效率:

一、G(d)一、(dj

3cJ

7;(dc)=?x100%,rj(dc)=-------——x100%

Gi(dc)yid%(dc)

2.8x20—0.2x78

%⑷=x100%=72.1%

2.8x20

2.8x10-0.2x14

〃2(dc)=x100%=90.0%

2.8x10

2.8x15-0.2x7.4

?、?x100%=96.5%

2.8x15

2.8x20—0.2x0.6

①⑷=X100%=99.8%

2.8x20

2.8x35-0.2x0

%(dc)=x100%=100.0%

2.8x35

12.有一重力沉降室長6m、高3m,在常溫常壓下工作，已知含塵氣流的流速為

0.5m/s,塵粒的真密度Pc=2000kg/m3,計(jì)算除塵效率為100%時(shí)的最小捕集粒徑。

如果除塵器處理風(fēng)量不變，高度改為2m,除塵器的最小捕集粒徑是否發(fā)生變化?

為什么？

=

答：已知：H=3m,L6m,pp=2000kg/m\ug=0.5m/s,查得常溫時(shí)空氣動(dòng)力粘度

1.81xl(y5pa.s

⑴

HUg28X1.81xIO-x3x0.5

d=64.46X10-67n

min92000X6X9.8

(2)當(dāng)除塵器寬度不變時(shí)，H=2m,ug=0.75m/s

H/28x1.81x10-5x3x0.75

dmin==64.46x10-6m

92000x6x9.8

設(shè)寬度為W,高度為H,則羯=患

Qg

184g18林gQg

ppigPpigw

25

故，重力沉降室處風(fēng)量和寬度不變時(shí)，高度不變，除塵器的最小捕集粒徑與高度

無關(guān)。

13.某除塵系統(tǒng)采用兩個(gè)型號(hào)相同的高效長錐體旋風(fēng)除塵器串聯(lián)運(yùn)行。已知該除

塵器進(jìn)口處含塵濃度y^Sg/m3,粒徑分布和分級(jí)效率見下表。計(jì)算該除塵器的

排空濃度。

答：分級(jí)效率為

7/=(20X0.4+10X0.79+15x0.925+20X0.9964-35X1)x100%

=84.7%

總效率據(jù)(6-10)公式可知

77=(1-(1-0.847)X(1-0,847))X100%=97.7%

排空濃度

3

C=yix(1-7?)=5X(1-0.977)=0.117g/m

14.已知某旋風(fēng)除塵器特性系數(shù)m=0.8,在進(jìn)口風(fēng)速V=15m/s,粉塵真密度

Pc=2000kg/m3時(shí)，測(cè)得該除塵器分割粒徑dc5o=3jim?，F(xiàn)在該除塵器處理

Pc=2700kg/m3的滑石粉，滑石粉的粒徑分布如下：

若進(jìn)口風(fēng)速保持不變，計(jì)算該除塵器的全效率。

答：若進(jìn)口風(fēng)速不變，則旋風(fēng)除塵器外壁附件的切向速度不變。又因?yàn)槿⊥怀?/p>

塵器，則筒體半徑和交界面半徑不變，則交界面上氣流的切向速度不變，根據(jù)公

式：

1

_/18fivroroy

450-I2)

\Pc憂。/

粉塵pc=2000kg/m3,滑石粉pc=2700kg/m3,粉塵&5°=3nm,其他參數(shù)不變，當(dāng)

Pc變化時(shí)，滑石粉&50變?yōu)?5o=2.58pm,滑石粉的粒徑分布如下：

粒徑范圍/pm0-55~1010-2020-3030-40>44

粒徑分布dO(%)7183617910

分級(jí)效率根據(jù)公式(6-33)可知：

%=1-exp|-0.693

26

dc=2.5〃m區(qū)%.5=48.9%

dc=7.5^nt時(shí),力.5=86.7%

dc=ISirnt時(shí),小5=98