搜索
通风与防尘工程VentilationandDustControl（总复习串讲）通风与防尘工程课地位•如图所示，人员、设备、环境及存在的有害因素和危险因素构成了作业环境系统。安全工程就是以该系统为研究对象。人员环境设备有害、危险因素人员作业环境系统通风与防尘工程课地位作业环境中的主要有害因素化学因素各种毒物：固体类毒物固体类毒物有毒有害气体生产性粉尘物理因素不良气候条件噪声振动辐射照明不足生物因素各种细菌、病毒通风与防尘课程的主要内容•第一章，工业有害物及其防治▲•第二章，空气参数及通风风流理论•第三章，通风方法与通风系统组成▲•第四章，局部排风罩▲•第五章，除尘技术▲•第六章，通风除尘管网的计算▲•第七章，通风除尘系统维护管理与技术经济分析•加▲符号者为本课程重点掌握的章通风与防尘课程的学习要求抓住三大内容模块：•通风技术•防、除尘技术•通风除尘测试•局部排风罩——捕集有害物的装置；•净化、除尘器——净化有害气体和粉尘；•通风动力系统——通风管道，通风机以通风与除尘系统为核心内容：通风与防尘课程的学习要求第一章工业有害物及其防治有害物防治类型、来源及危害产生与传播机理浓度及标准综合防治措施本章内容结构图第一章工业有害物及其防治•工业有害物分为五种类型：•粉尘•有害蒸气•有毒有害气体•放射性气体•热湿粉尘--粉尘的危害特性粉尘的危害对人体危害粉尘对五官、皮肤的刺激作用引起炎症有毒粉尘（铅、砷、汞等）引起中毒各类粉尘进入人体肺部引起尘肺病对生产影响粉尘可降低产品质量粉尘可降低机器工作精度粉尘可降低光照度和能见度，诱发事故粉尘对环境的污染有害物的危害及其影响因素•有害物的危害包括三个方面：•一是对人体健康的危害；•二是对生产的不利影响；•三是对大气的污染。•有害物对人体危害程度的影响因素：•有毒气体的毒性大小：即有毒气体的理化性质。•有毒气体的含量：即有毒气体的浓度大小。•有毒气体与人体持续接触的时间。•作业环境条件与劳动强度。•个体的年龄、性别和体质情况。第二章空气参数及通风风流理论要使通风风流能有效地排除有毒有害气体和粉尘，必须掌握风流有关参数的计算，以及通风风流的运动规律。本章分析风流运动的有关理论、规律及有关空气流动参数的计算。第三章通风方法及其通风系统组成本章内容：通风方法分类、全面通风方法的分析计算、通风系统的组成。本章重点与难点内容：全面通风方法的分析计算，主要分析全面通风排污过程数学模型及微分方程的建立，微分方程的求解；全面通风风量计算，气流组织方式，有害物散发量的确定；空气平衡与热平衡的原理与计算。第三章通风方法及其通风系统组成通风方法通风方法分类各类通风方法分析局部通风全面通风事故通风第三章内容要点：局部通风•分为：局部排风和局部送风•局部排风：在集中产生有害物的局部地点,设置捕集装置,将有害物排走,以控制有害物向室内扩散。这是防毒,排尘最有效的通风方法。•局部送风：向局部工作地点送风,使局部地带造成良好的空气环境。主要用于局部降温.又分为系统式和分散式。系统式就是通风系统将室外空气送至工作地点。分散式借助轴流风扇或喷雾风扇,直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。第三章内容要点：全面通风及风量计算•全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,消除余热,余温,使之符合卫生标准要求。•全面通风的动力可以是自然风压和热压,也可以是风机风压。•全面通风具体实施方法又可分为全面排风法,全面送风法,全面排送风法和全面送、局部排风混合法等,可根据车间的实际情况采用不同的方法。全面通风•全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿和有害物的产生量等因素。•本部分主要讨论以下内容：•全面通风风量计算•全面通风气流组织•全面通风的风量平衡与热平衡计算•有害物散发量估算•全面通风系统的组成第四章局部排风罩学习基本要求•掌握局部排风罩的类型、结构原理、特点，以及各排风罩的用途；•掌握各种排风罩的结构参数及排风量的计算方法；•掌握排风罩吸气口风流的运动规律。第五章除尘技术•本章主要讨论以下问题：•除尘技术:•粉尘性质•评定指标及除尘效率•除尘机理•除尘设备:重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、过滤除尘器•静电除尘器：•原理和结构-性能及计算-类型,特点及应用第五章内容要点：惯性除尘器•工作原理:利用尘粒在运动气流中具有的惯性力,通过突然改变含尘气流的流动方向,或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的.•这类除尘器适用于净化d≥20μm非纤维性粉尘.由于净化效率低,常用作多级除尘中的初级除尘.•主要类型有:碰撞式,回转式和惰性式除尘器.第五章内容要点：湿式除尘原理•湿式除尘原理：•湿式除尘的机理可概括为两个方面:一是尘粒与水接触时直接被水捕获;二是尘粒在水的作用下凝聚性增加。这两种作用而使粉尘从空气中分离出来。•水与含尘气流的接触主要有三种形式:水滴、水膜和气泡。•使尘粒与水接触的作用机理主要有:惯性碰撞、截留和扩散。第五章内容要点：旋风除尘器•结构与原理:旋风除尘器的结构由进气口,圆筒体,圆锥体,排气管,排尘装置组成。•其原理为:当含尘气流由切线进口进入除尘器后,气流在除尘器内作旋转运动,气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动,到达壁面,并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的。•旋风除尘器内的流场•外涡旋----沿外壁由上向下旋转运动的气流.•内涡旋----沿轴心向上旋转运动的气流。•涡流----由轴向速度与径向速度相互作用形成的涡流。包括：•上涡流----在旋风除尘器顶盖,排气管外面与筒体内壁之间形成的局部涡流,它可降低除尘效率；•下涡流----在除尘器纵向,外层及底部形成的局部涡流。•旋风除尘器内的速度、压力分布规律。第五章内容要点：旋风除尘器•影响旋风除尘器性能的因素•进口速度u↑:dc50↓,η↑,ΔP↑,但u过大二次扬尘增加,一般u=12～25m/s.•筒体直径D↓,η↑,一般D≤0.8m;排管Dp↓,η↑,一般Dp=(0.5～0.6)D.•筒体和锥体总高度H=5D为宜,长锥体可提高效率.•除尘器下部的严密性,渗入外部空气,可使效率显著下降.•运行参数改变的影响:处理风量,气温(气体粘度),粉尘密度等参数的变化,都影响除尘器的效率,通过实验结果可确定变化关系.第五章内容要点：旋风除尘器第五章内容要点：袋式除尘器•袋式除尘器的除尘机理：•主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和集尘层进行过滤作用。它通过以下几种效应捕集粉尘。•1.筛滤效应:当粉尘的粒径比滤料空隙或滤料上的初层孔隙大时,粉尘便被捕集下来。•2.惯性碰撞效应:含尘气体流过滤料时,尘粒在惯性力作用下与滤料碰撞而被捕集。•3.扩散效应:徽细粉尘由于布朗运动与滤料接触而被捕集。•本部分内容：•静电除尘器的原理•静电除尘器的结构与类型•静电除尘器的性能•静电除尘器除尘效果的影响因素第五章内容要点：电除尘器•在正、负电极之间形成高压电场,使空气电离,当含尘气体通过电场时,粉尘被荷电,从而使尘粒向集尘极运动并沉积于集尘极上,使气体得到净化。第五章内容要点：电除尘器•静电除尘器的原理：•几个概念：•集尘极，放电极，电晕区，击穿电压第六章通风除尘管网的计算•通风管道计算有两个基本的任务,上是确定管道的阻力,以确定通风除尘系统所需的风机性能;二是确定管道的尺寸(直径).管道设计的合理与否直接影响系统的投资费用和运行费用。•一.管道的阻力计算•管道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力.摩擦阻力由空气的粘性力及空气与管壁之间的摩擦作用产生,它发生在整个管道的沿程上,因此也称为沿程阻力。第六章通风除尘管网的计算•管道的阻力计算•局部阻力则是空气通过管道的转弯,断面变化,连接部件等处时,由于涡流、冲击作用产生的能量损失.•1.摩擦阻力•管道的摩擦阻力采用下式计算:•ΔPm=λ·(L/De)·ρU2/2•式中ΔPm----摩擦阻力,Pa;•λ----摩擦阻力系数,其值与流态有关;•L----管道长度,m;第六章通风除尘管网的计算•2.局部阻力•局部阻力计算式为:•Z=ξ·ρU2/2Pa•其中ξ为局部阻力系数,根据不同的构件查表获得.•在通风除尘管网中,连接部件很多,因此局部阻力较大,为了减少系统运行的能耗,在设计管网系统时,应尽可能降低管网的局部阻力.降低管网的局部阻力可采取以下措施:•(1)避免风管断面的突然变化;第六章通风除尘管网的计算•2.局部阻力•(2)减少风管的转弯数量,尽可能增大转弯半径;•(3)三通汇流要防止出现引射现象,尽可能做到各分支管内流速相等.分支管道中心线夹角要尽可能小,一般要求不大于30°;•(4)降低排风口的出口流速,减少出口的动压损失;•(5)通风系统各部件及设备之间的连接要合理,风管布置要合理.第六章通风除尘管网的计算•二、管道直径的计算•在计算管道直径时,应满足以下约束条件:•(1)管内流速的要求:对于除尘管道,为了防止粉尘沉积管壁上,管内流速要大于一定的数值,即U≥Umin,Umin为防止粉尘沉积的最小风速.对非除尘管网可不受这个条件的约束.•(2)阻力平衡要求:要使各分支的风量满足设计要求,各分支的阻力必须平衡.如果设计的阻力不平衡就应进行调节.第六章通风除尘管网的计算•(3)管道投资费用和运行费用的合理性:管道直径增大,阻力减少,运行费用降低,但阻力增大,运行费用也增大.因此,管径的合理性应表现在管道投资费用与运行费用总和最小.•设计时,要使确定的管径完全满足上述约束条件是很困难的,因此人们提出了各种计算方法,常用的有以下几种方法：第六章通风除尘管网的计算•1.假定流速法•其原理是取管内流速等于最小风速或经济风速,根据管内的流量Li即可得管径Di为:•Di=4Li/(πVmin)•采用假定流速法求出的各分支阻力一般不平衡需进行阻力平衡调节.假定流速法的计算步骤如下:•(1)绘制通风系统轴侧图,对各管段先进编号,标注各管段的长度和风量.•(2)选择管内合理的空气流速.第六章通风除尘管网的计算•1.假定流速法•(3)根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的管径,并计算各管段的摩擦阻力和局部阻力.•(4)对并联管路进行阻力平衡调节.•(5)计算系统的总阻力,并根据总阻力和总风量选择风机.自然通风依靠建筑物外墙上的窗孔两侧由热压和风压引起的压力差来通风。气流由压力高处流向压力低的一侧。自然通风的作用原理第七章自然通风一、热压作用下的自然通风二、余压作用下的自然通风三、风压作用下的自然通风第二节自然通风的设计计算一、计算车间通风换气量进风温度等于外部温度，夏季应采用历年最热月14时的夏季月平均温度的平均值，冬季采用累年最冷月平均温度车间的排风温度P184第二节自然通风的设计计算二、确定进、排风口位置三、计算各个窗孔的内外压差需要先假定某一窗孔的余压或中和面的位置，再由式7-8计算其余各窗孔的余压。第二节自然通风的设计计算四、分配各窗孔的进、排风量，计算各窗孔面积