通风除尘-作业及答案

1第1次2分1.1粉尘、有害蒸气和气体对人体有何危害?对人体危害的影响因素有哪些?答：（1）粉尘的危害1.对人的危害粉尘的危害包括三个方面：①有毒粉尘引起中毒；粉尘的化学性质是危害人体的主要因素，有毒的金属粉尘（铬、锰、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。另外，这些物质进入肺部都能直接对肺部产生危害。②一般粉尘引起各种尘肺病；由各种生产性有害因素引起的职业病中，尘肺约占60％。在有粉尘产生的生产过程中，无毒性粉尘对人体的主要危害是粉尘进入人体肺部后可能引起各种尘肺病。还有一些物质本身并没有毒性，例如锌，但是其加热后形成的烟状氧化物可与人体内的蛋白质作用而引起发烧，发生所谓的铸造热病。粉尘中的有害化学因素为游离二氧化硅、硅酸盐等。根据接触不同成分和浓度的粉尘，尘肺又可分为矽肺（游离二氧化硅所致）、硅酸盐肺（如滑石肺、石棉肺，系硅酸盐所致）、煤肺（煤尘所致）、金属粉未沉着症、铸工尘肺、电焊工尘肺等。③有的粉尘(如硫化矿尘)引起皮肤炎。影响粉尘危害大小的因素主要是其物理化学性质、粒径大小和浓度。如对人体危害的因素主要是其物理化学性质，另外，粒径大小和2浓度也是危害人体健康的一个重要因素。(2)有害气体和蒸汽的危害1.对人的危害（1）一氧化碳（CO）：一氧化碳多数是由于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧造成的，也有少量来自煤气设备的渗漏。它无色无味，对人体有强烈的窒息性。（2）二氧化碳（CO2）:当二氧化碳浓度大于5ppm时，对眼、鼻、喉以及肺部都有强刺激性，长期作用可引起粘膜炎，嗅、味觉失灵等症状。（3）二氧化硫（SO2）:二氧化硫是一种无色强刺激性气体，在空气中可氧化为三氧化硫，形成酸雾，其毒性是二氧化硫的10倍。它主要来源于含硫矿物燃料（煤和石油）的燃烧，在金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆等生产过程中也有二氧化硫的废气排出。（4）苯（C6H6）：苯是一种具有芳香味、易燃、的麻醉气体，常温下极易挥发。它主要来源于焦炉煤气和以苯为原料和溶剂的生产过程。（5）汞（Hg）：汞是一种液态金属，具有毒性。在常温下易挥发。（6）铅（Pb）：在有色金属冶炼、红丹、蓄电池、橡胶等生产过程中有铅蒸气及铅尘产生，铅在进入人体后会造成人体血液中色素下降，头晕、眼花、食欲不振等现象，严重时会出现中毒性脑病。（7）氮氧化物（NOx）:氮氧化物主要来源于燃料的燃烧及化工、3电镀等生产过程。1.2粉尘的真密度和假密度有何区别？何种情况粉尘分散度低？粉尘的真密度：指单位实际体积粉尘的质量，不包括粉尘之间的空隙。粉尘的假密度：也称堆积密度或表现密度，指粉尘呈自然扩散状态时单位容积中粉尘的质量，包括粉尘之间存在的空隙。粉尘分散度：又称粒度分布，指在不同粒径范围内所含粉尘的个数或质量占总粉尘的百分比。粒径较小的粉尘所占的比例越小，其分散度越低。1.3粉尘有哪些基本性质？粉尘爆炸应具备哪些条件？影响粉尘爆炸的主要因素有哪些？（1）基本性质1.悬浮性；2.凝聚与附着性；3.湿润性；4.自燃性和爆炸性；5.粒度及分散度特性；6.荷电性；7.光学特性；8.磨损性。（2）粉尘爆炸的条件必须同时具备以下三个条件：①粉尘本身具有爆炸性。②粉尘悬浮在一定氧含量的空气中，并达到一定浓度。③有足以引起粉尘爆炸的起始能量，即点火源。（3）影响粉尘爆炸的主要因素①粉尘的化学组分及性质；②粒度及分散度；③氧含量；④灰分及水分；⑤可燃气含量；⑥点火能量；⑦粉尘粒子形状和表面状态。1.4试述粉尘进入人体的过程。4经历以下四个过程：（1）在上呼吸道的咽喉、气管内，含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使粒径大于10μm的尘粒首先沉降在内，经过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外；（2）在上呼吸道的较大支气管内，通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用，使5~10μm的尘粒沉积下来，经气管、支气管上皮的纤毛运动，咳嗽随痰排出体外，因此，真正进入下呼吸道的粉尘，其粒径均小于5μm；（3）在下呼吸道的细小支气管内，由于支气管分支增多，气流速度减慢，使部分2~5μm的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级排出体外；（4）其余的细小粉尘进入呼吸性支气管和肺内后，一部分可随呼气排出体外；另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内。1.5写出下列物质在车间空气中的最高允许浓度,并指出何种物质的毒性最大.(1)一氧化碳(2)二氧化硫(3)氯(4)丙烯醛(5)铅烟(6)五氧化砷(7)氧化镉mg/m3(1)一氧化碳：STEL30；MAC：作业时间1小时以内，50；半小时以内，100；15-20min，200.(2)二氧化硫：STEL10MAC15(3)氯：MAC15(4)丙烯醛：MAC0.3(5)铅烟：STEL0.09*MAC0.03(6)五氧化二砷：MAC0.3(7)氧化镉：MAC0.1毒性最大：（5）铅烟第2次2分1.风道直径250mm，长15m，风道内空气温度40℃。求维持层流运动的最大流速和相应的摩擦阻力。（计算）解：管道内流动的状态的变化，可用无量纲雷诺数Re来表征。层流状态下，Re≤2300，故最大流速为Re=2300时的流速。空气温度在40℃时，其密度和动力粘度分别为：1.128kg/m3、1.92Pa·s×10-5。则最大流速为：m/s相应的摩擦阻力为：Pa查《工业通风除尘技术》谭天佑、梁凤珍P16。2.有一钢板制矩形风道，其断面尺寸为宽300mm、长600mm，长10m，风道内流过的风量L=4000m3/h。求风道的总摩擦阻力。（查图或表）解：矩形风管内空气流速m/s156.0128.125.01092.12300Re5Dv02216.02156.0128.125.0150175.022075.021.02vDvDLhr17.66.03.0360040003600FLv6流速当量直径m由v=6.17m/s，De=400mm，查图得单位摩擦阻力：hb0=1.25Pa/m所以hb=Lhb0=10×1.25=12.5Pa3．已知某梯形风道摩擦阻力系数α=0.0177N·s2/m4，风道长L=200m，净断面积S=5m2，通过风量Q=720m3/min，求摩擦风阻与摩擦阻力。解：梯形风道的周长U与断面积S之间满足，其中C=4.16，则可得U=4.16*50.5=9.30m由风道的摩擦风阻为，带入上述数值可得Rr=0.263kg/m7或Ns2/m8。则风道摩擦阻力为Pa4．兰州市某厂有一通风系统，风管用薄钢板制作。已知风量L=1500m3/h（0.417m3/s），管内空气流速v=15m/s，空气温度t=100℃，求风管的管径和单位长度的沿程损失。解：由线算图查得：D=200hb0=14.8Pa/m，兰州市大气压力：B=82.5kPa由图2-3-3查得：Kt=0.82，KB=0.86所以，hb=KtKBhb0=0.82×0.83×14.8=10.07Pa/m5.一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为600，小断面直径为4.0)6.03.0(26.03.044USDe3SLURrSCU87.3760720263.022QRhrr7400m，今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa，大断面的平均动压为100Pa,空气密度为1.2kg/m，求该处的局部阻力系数。解：由于全压差为局部阻力，已知静压差为550Pa，大断面平均动压为100Pa，由，则m/s；由风量不变可知Q1=Q2，即S1v1=S2v2，则2221214141vRvR，有0.299.12*1636122212vRRvm/s，则小断面平均动压为Pa，故动压差为：-404.6Pa，则全压差为：550-404.6=145.4则有对于大断面来说，局部阻力系数ξ1=1.456．一矩形薄钢板风管（K=0.15mm）的断面尺寸为400mm×200mm，管长8m，风量为0.88m3/s，在t=20℃的工况下运行，试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力。如果采用矿渣混凝土板（K=1.5mm）制作风管，再求该风管的摩擦阻力。如果空气在冬季加热至50℃，夏季冷却至10℃，该矩形薄钢板风管的摩擦阻力有何变化？解：（1）先求该风管内空气流速v：m/s再求流速当量直径Dv：112.04.088.0FLv4.14522vhl22vhv9.12211vhv6.5042221vhv8m由v=11m/s，Dv=270mm，查线算图可得：hb0=5.4Pa/m，则该风管的摩擦阻力为：h=hb0×l=5.4×8=43.2pa流量当量直径DL：m由L=0.88m3/s=3168m3/h，DL=300mm，查线算图可得：hb0=5.4Pa/m，则该风管的摩擦阻力为：h=hb0×l=5.4×8=43.2pa则两种方法结果相同。（3）矿渣混凝土风管K=1.5，则，h=Krhb0l=5.4*2.02*8=87.26（3）又由图2-3-3查得温度修正系数：当t=50℃，Kt1=0.93；当t=10℃，Kt2=1.04所以，该矩形风管在冬季和夏季时的摩擦阻力分别为：h冬=Kt1hb0l=0.93×5.4×8=40.18Pa/mh夏=Kt2hb0l=1.04×5.4×8=44.93Pa/m6.一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为600，小断面直径为400m，今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa，大断面的平均动压为100Pa,空气密度为1.2kg/m，求该处的局部阻力系数。解：27.0)2.04.0(*22.0*4.0*4)(244baabUSDv30.0)2.04.0()2.0*4.0(*3.1)()(3.125.0625.025.0625.0baabDL02.2)11*5.1()(25.025.0KvKr9（1）大断面平均动压为1vh=100Pa，ρ=1.2kg/m，则大断面上的平均风速为：m/s（2）由于两断面上的风量相等，则有m/s故小断面上的平均动压为Pa则大小断面的平均动压差为：404.6Pa。两断面上的全压差为：)()()()(12212211vvjjvjvjhhhhhhhh已知两断面静压差为550Pa，动压差为404.6Pa，则全压差为145.4Pa。（3）局部阻力为两断面的全压差，由局部阻力计算公式可知，则局部阻力系数ξ为：2/2vPt则此处的局部阻力系数为45.11004.145第3次作业1分课堂作业3.离心式和轴流式通风机的个体特性曲线有哪些区别？9.122.1100*2211vhv0.292.0*3.0**9.12222112221121SSvvSvSvQQ6.504229*2.122222vhv10从两种曲线可看出，轴流式通风机的H-Q特性曲线出现马鞍形“驼峰”区，风机在该段工作，有时会出现风量、风压和电动机功率的急剧波动，产生喘振现象。N-Q特性曲线：在其稳定工作区内，功率随风量的增大而减小，故应在工作风阻最小即风量最大时启动。离心式通风机的H-Q特性曲线比轴流式通风机工作段更为平缓；当管网风阻做相同量变化时，其风量变化比轴流式通风机要大。N-Q特性曲线：功率随风量的增加而增加，应在工作风阻最大时启动。计算：教材P82-12、13题。12.大气运动造成的自然风压：22wwNAH，其中，vw=8m/s，ρw=1.3kg/m3，A=0.69。代入可得：HN=28.7Pa。13.密度造成的自然风压：)(21mmNzgH，马鞍形“驼峰”11其中，z=30m，g=9.8m/s2，ρm1=1.212kg/m3，ρm2=1.033kg/m3。代入可得：HN=52.6Pa。第4次作业2分P11813.解：全密闭罩的需要风量Qmb：Qmb=Qmb1+Qmb2其中，Qmb1——物料或工艺设备带入罩内的空气量，m3/min；Qmb2——由孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/min。已知：Qmb1=0.2m3/s，缝隙及工作孔面