通风除尘与气力输送复习题

第一章空气流动的流体力学原理§1空气的性质空气密度：空气重度的计算表达式例通风管道某断面上空气的压强为-100mmHg，空气温度20℃，当地大气压为760mmHg。求该断面空气的重度。解：因为，相对压强=绝对压强-大气压，所以，-100mmHg的绝对压强为：（760-100）mmHg。§2空气管流的连续方程可压缩空气的连续方程：A1V1ρ1=A2V2ρ2不可压缩空气的连续方程，密度ρ=常数，则A1V1=A2V2。不可压缩空气的连续方程表明：平均流速与断面面积成反比。即断面积大处流速小，断面积小处流速大。例某锥形风管，大端直径D1=200mm，气流速度V1=10m/s，小端直径D2=160mm。计算风速V2和管道风量Q1（m3/s）。解：因为（m/s）∵Q=AV∴Q1=A1V1=0.31（m3/s）§3空气管流的能量方程6.应用a.已知动压计算风速如果：常温常压，即Hd-----N/m2γ=11.77N/m3g=9.81,则例通风管道某有效断面上的平均动压为18×9.81N/m2，计算平均速度。解：风管内空气的重度按通风工程上的标准空气选取，即γ=11.77N/m3（N/m3）1221AAVV24DAD则：，对于圆管道，直径为212221ddVV212221ddVV63.151016020022122212VddV1042.014.342121VDdgHV2smgHVd/16.1777.1181.91881.922gVHd22dgHV2dHV29.1RTpgRTp§4流动阻力和能量损失式中Hm——沿程摩擦阻力或沿程摩擦损失，N/m2；D——直长管道的直径，m；L——直长管道的长度，m；V——直长管道内的平均风速，m/s；γ——管道内空气的重度，N/m3；λ——沿程摩擦阻力系数。本书附录一除尘风管计算表。例某直长风管管长L=4.2m，直径D=200mm，平均风速V=14m/s，计算沿程摩擦阻力。解：根据：V=14m/s，D=200mm查附录一除尘风管计算表：Hd=12.01×9.81Pa，λ/D=0.102所以=0.102×4.2×12.01×9.81=5.15×9.81（Pa）例某直长风管管长L=6m，直径D=215mm，平均风速V=10m/s，计算沿程摩擦阻力。解：根据附录一除尘风管计算表，表中无D=215mm的直径，可用插入法计算阻力系数。在平均风速V=10m/s这一行，在直径210和220对应的阻力系数之间插入法计算得：=0.0963例已知某三通，主流管道直径D主=320mm，支流管道直径D支=200mm，夹角α=30°，主流管道气流速度V主=13m/s，支管道气流速度V支=13m/s，计算三通的局部阻力。解：因为，α=30°，所以查阅附录二的30°三通主路阻力系数表，得ζ主=0.19查阅附录二的30°三通支路阻力系数表，得ζ支=0.08gVLDHm222102152102200991.00935.00991.0DgVLDHm226.1200320支主DD0.11313主支VVPagVH26.1977.1181.921319.0222主主主PagVH11.877.1181.921308.0222支支支第二章粉尘控制基础1.名词解释粉尘；积尘；粉尘爆炸；沉降速度；悬浮速度2.简述粉尘的来源和危害。3.简述粉尘爆炸的条件。哪些粉尘容易发生粉尘爆炸？4.粮食工业的粉尘有哪些特点？5.简述粮食工业通风除尘系统的组成。6.简述粮食工业粉尘的控制方法和标准。1.粉尘是空气污染的重要污染物质之一，是对能较长时间悬浮于空气中颗粒物的总称。2积尘：在重力作用下，从含尘空气中沉降到各类物体的表面上的粉尘，形成降尘，也称积尘或落尘。在边界无限的静止空气中，颗粒在重力的作用下自由下落。随着下落速度的逐渐增大，颗粒受到的绕流阻力Fr也逐渐增大，某时刻会出现力的平衡，此时颗粒将匀速沉降，颗粒匀速沉降的速度，即颗粒的沉降速度。粉尘的来源a.物料的粉碎、研磨过程——再生性粉尘。b.物料的筛分、输送、打包、入仓等过程——夹杂性粉尘。粉尘危害1对人体健康的危害：呼吸系统尘肺病是职业病中影响面最广、危害最严重的一类疾病。3发生粉尘爆炸。2粉尘对生产的影响1.导致操作环境的恶化2.对产品品质的影响3.对设备的影响悬浮于空气中的可燃性粉尘达到一定粉尘浓度时，遇到火源发生急剧氧化燃烧反应，同时放出大量的热量以及使气体体积急速膨胀、压力瞬间升高的现象，称为粉尘爆炸。粉尘发生燃烧爆炸的条件：（1）可燃性粉尘悬浮到空气中形成一定浓度；（2）密闭空间；（3）有氧气；（4）火源。爆炸性粉尘的类型（1）植物性粉尘：如面粉、粮食粉尘、玉米粉，烟草、亚麻，纸粉、木粉等；（2）动物性粉尘：如鱼粉等；（3）金属性粉尘：如铝粉、镁粉等；（4）矿物性粉尘：如煤尘、活性炭等；（5）人工合成产品粉尘：如火药、染料等。防止粉尘爆炸的措施a.防止粉爆条件的形成：降低含尘浓度、积尘清扫、防火等。b.减少爆炸的损失：隔爆、灭爆、卸爆等。粮食工业粉尘的特点:是一种无毒性但有害的有机性粉尘，含有一定量的呼吸性粉尘，遇到一定条件会发生粉尘的燃烧和爆炸。粮食工业粉尘的产生微细颗粒物料离开物料主流而悬浮于周围空气中的过程，称为粉尘的尘化。粉尘的产生过程或含尘空气的形成过程常称为粉尘的尘化过程。一）空气流动是粉尘飞扬的主要动力(二)一次尘化过程一般认为，粉尘的尘化是连续两种作用的结果：（1）一次尘化作用形成局部含尘空气；（2）二次扩散作用将局部含尘空气飞扬、带走。一次尘化即一次污染，主要指物料中的粉尘或微细颗粒离开物料主流的飞扬过程；二次扩散即一次尘化形成的局部或小范围污染空气扩散到更大范围的过程。粮食工业粉尘控制的方法：机械式的局部排风通风方式，即通风除尘技术。利用通风的方法排除生产中产生的含尘空气，并同时对含尘空气进行净化和粉尘收集而且达到含尘空气排放标准的技术称为通风除尘技术。粉尘控制的卫生标准和排放标准（1）卫生标准《工业企业设计卫生标准》《工作场所有害因素职业接触限值》工人操作区域含尘浓度≤10mg/m3（2）排放标准排放浓度≤150mg/m3粮食工业通风除尘系统由吸尘罩、通风管道、除尘器和风机等四部分构成。1.吸尘罩。密闭尘源或缩小尘源范围。节省吸风量。2.通风管道。含尘空气安全输送和净化空气排放。3.除尘器。净化含尘空气。排放空气符合环保要求。4.风机。空气流动的动力源。第三章离心式通风机风机－属于空气输送机械，是对气体输送和气体压缩机械的简称。离心式通风机构造由进风口1、叶轮2、机壳3、轴及轴承4等4部分组成。离心式通风机工作过程电动机——叶轮旋转——产生离心力——叶轮内空气被甩出,出现负压区——内外压力差——空气连续流入和排出——排出时,在机壳内发生能量转换,以较高成份的静压排出离心式通风机的主要性能参数3.风机的效率4.风机的转速1.风机的全压单位体积空气通过风机之后所获得的能量，即风机的全压2.风机的风量风机的风量常通过测定风机进口或出口上连接管道的风量确定。风机的比例定律风机的流量、全压、功率等性能参数都随风机转速的改变而改变。对于同一台风机，性能参数与叶轮转速的关系，即风机的比例定律:比转数ns比转数是离心通风机的综合特性参数。离心式通风机的无因次性能参数1.流量系数2.全压系数3.功率系数4.比转数ns比转数是离心通风机的综合特性参数。将风机的性能曲线（H~Q曲线）和某一管网特性曲线（∑H~∑Q曲线）画在同一坐标上，两条性能曲线的交点A，就是风机在该管网中的工作点风机的工作点是选择风机的理论依据。离心通风机的工况调节1.阀门调节原理：靠调节安装在风机吸气管道或排气管管道上的阀门开启程度，即改变管网特性曲线来改变风机的工作点。2.调节风机转速与节能调节风机转速实质是依靠改变风机性能曲线调整风机的工作点。原理：风机的比例定律。3.风机的联合工作风机可以串联和并联工作。不提倡。离心式通风机的选用1.风机的选择原则（1）计算风机的全压和风量（2）选择合适的风机类型。（3）风机在高效区工作。（4）风机的调节性能好。（5）振动小，噪音低。（6）风机叶片不积尘，耐磨损。罗茨鼓风机结构a、机壳、b、一对转子C、齿轮传动等三部分构成罗茨鼓风机工作原理罗茨鼓风机的性能和特点（1）风量(m3/min)罗茨鼓风机的风量与转速成正比，可以通过改变转速来提高或降低风量。（2）转速罗茨鼓风机主动轴在单位时间内旋转的转数，单位：r/min。3）罗茨鼓风机的压力一般用静压表示。单位：Pa或者KPa。罗茨鼓风机的压力不取决于风机本身，而取决于所连接的管网阻力。罗茨风机的连接管道上禁止安装阻力性阀门，而必需安装安全阀（即卸压阀）。（4）罗茨鼓风机的性能曲线性能曲线表明，罗茨鼓风机特别适用于那种管网阻力多变而风量要求基本稳定的场合。例某除尘风网经过阻力计算，得出风网总阻力∑H=2100N/m2，风网总风量Q=8000m3/h，选择风机、电动机。（1）计算风机参数H风机=（1.0~1.2）∑H=1.1×2100=2310PaQ风机=（1.0~1.2）Q=1.1×8000=8800m3/h（2）确定风机的型号、规格根据计算出的风机参数，所选风机属于中低压风机。选取4-79型。查附录四之4-79型离心通风机性能表格，选机号：№4.5，A式传动，转速2900r/min，效率87%；电动机型号规格：Y160M1-2，功率11kw。例某离心通风机H=250kg/m2，Q=3500m3/h，n=2000r/min，电动机功率5.5kw。现将风机全压提高到350kg/m2，问风机的转速应提高到多少？这时风机风量、电动机功率各为多少？解：（r/min）（m3/h）（kw）例某气力输送风网经过阻力计算，得出风网的总阻力∑H=600kg/m2，风网总风量Q=6800m3/h，选择风机、电动机。解：222121nnHH2121nnQQ323121nnNN236625035020001212HHnn41412000236635001212nnQQ1.9200023665.533313212nnNN第四章除尘器1.简述除尘器的类型。2.除尘器的主要性能参数有哪些？3.简述重力沉降室的性能特点、结构和工作原理。4.简述离心除尘器的性能特点、结构和工作原理。5.简述滤布除尘器的性能特点和除尘机理。6.简述滤布除尘器清灰的重要性以及清灰方法。7.简述闭风器的作用和常见型式。除尘器是将粉尘从气流中分离出来的设备。除尘器的类型根据粉尘的分离机理，（1）机械式除尘器（2）静电除尘器（3）过滤式除尘器（4）湿式除尘器（5）空气过滤器从净化程度上，除尘器分为：（1）粗净化除尘器（2）中净化除尘器（3）细净化除尘器除尘器的主要性能一、除尘器的除尘效率二、除尘器阻力三、处理风量四、漏风率五、粉尘防爆措施六、除尘器内部积灰七、管理维修八、设备造价和运行费用一、重力沉降室的特点1.适合于分离50~100微米以上的粗粒径粉尘；2.能耗低，阻力一般在50~200Pa；3.结构简单，维修工作量小，造价低；4.体积大，除尘效率低。重力沉降室的分离原理1.粉尘在沉降室内的水平运动2.沉降室内粉尘的重力沉降1.离心除尘器的结构四部分组成：a.切向进风口b.内筒体（排气口）c.外筒体d.下部开有排料口的圆锥体组成。离心除尘器的原理:含尘气流切向进入离心除尘器筒体内部,自上而下的螺旋运动外涡旋离心力。离心除尘器性能特点：无运转部件，结构简单，容易制造；能够以较高的效率分离5~10微米的粉尘；能耗低，压损在500~2000Pa范围；进口含尘浓度无限制；排灰口的漏风率严重影响除尘效率。例某除尘风管风量为900m3/h，选择一合适的离心式除尘器。解：选下旋55型离心除尘器。由附录八之除尘器性能表可知，选择D=400mm时，V1=15m/s时，Q1=875m3/h；V2=16m/s时，Q2=933m3/h进口风速