第二章控制有害物的通风方法课件.ppt

1,第2章 控制有害物的通风方法,2,本章内容提要：,基本要求：了解主要通风方法；熟悉局部通风系统的组成；掌握全面通风的原理，正确计算全面通风量，熟练掌握空气平衡和热平衡、气流组织；了解事故通风的特点及其应用。重 点：掌握全面通风量确定的基本原则，正确计算全面通风量，在设计时，能够进行空气平衡和热平衡计算。难 点：正确计算全面通风量、空气平衡和热平衡计算。,3,通风的目的:改善车间空气环境,通风的方法:,厂房较大、有害物源比较固定,有害物源不固定,局部通风,全面通风,在污染物产生地点直接捕集，经净化排出室外,用新鲜空气把整个车间的污染物浓度稀释到最高允许浓度限值以下,按照通风动力的不同：机械通风和自然通风。,4,2-1 局部通风,局部排风局部送风,图2-1 局部排风系统示意图,1.局部排风罩,2.风管,3.净化设备,4.风机,组成：,概念:有害物产生地点 捕集 净化 排至室外,5,图2-2 系统式局部送风系统示意图,局部通风,局部排风局部送风,面积大，操作人员少的生产车间,使用条件：,分类,系统式分散式,6,2-2 全面通风,用清洁空气稀释室内空气中有害物浓度，把污染空气排至室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。,1、概念:,全面通风包括：稀释通风、单向流通风、均匀流通风和置换通风等。,7,置换通风低速、小温差送风室内分区流动,8,确定全面通风量的基本原理：风量平衡污染物质量平衡热量平衡,2、换气量的计算,全面通风效果的影响因素：,1)换气量,2)气流组织,9,提出问题问题1 单一有害物求有害物房间内的通风量。,假设：有害物在室内均匀散发(室内空气中有害物浓度分布是均匀的)；送风气流和室内空气的混合在瞬间完成；送排风气流是等温的。,10,描述问题：,某微小的时间 内房间内有害物浓度变化量为dy：,通风使有害物增量,房间内有害物增量,11,建立微分方程：,分离变量：,若 秒钟内，室内有害物浓度从 变为，则有：,12,解得：,分析：,1）若，则 收敛，有：,13,那么，式（2-3）变为：,有：,在规定的时间内，达到要求的浓度 y2 所需的通风量，即不稳定状态下的全面通风量计算式。,14,2）对式（2-3）进行变换得：,式（2-5）描述了通风量一定时，室内有害物浓度随时间的关系。,若初始有害物浓度 y1 为0，则：,当 时：,说明：式（2-7）是通风量一定时，使室内有害物浓度降低的极限值。,15,图2-7 室内有害物浓度曲线,将式（2-5）和（2-6）用图表示为：,结论：无论初始时刻有害物浓度为多少，最终室内有害物浓度只与通风量和有害物源释放量有关。,16,推论：室内有害物允许浓度和有害物源释放量决定了通风量大小。,3）由式（2-7）得：,4）考虑最初假定与实际有差别（气流混合的不均匀性），通风量引入安全系数，得：,根据研究结果，通风房间一般取,17,公式总结,室内空气污染物浓度从y1变化到y2所需时间：,室内空气污染物浓度经过一段时间趋于稳定值y2：,污染物浓度趋于稳定值时所需的全面通风量L：,时间内，达到要求的浓度 y2 所需的通风量：,18,例题（教材P18）,某地下室的体积Vf=200m3，设有全面通风系统。通风量L=0.04m3/s。有198人进入室内，人员进入后立即开启通风机，送入室外空气，试问经过多长时间该室的CO2浓度达到5.9g/m3，(即y2=5.9g/m3)。,分析这是在通风量一定时，求解达到规定浓度所需的通风时间的问题。由公式（2-3）：,19,确定参数 由有关资料查得每人每小时呼出的CO2约为40g，CO2的产生量 x=40198=7920g/h=2.29g/s。,入口CO2的体积含量为0.05%(即y0=0.98g/m3)，室内空气中CO2浓度与室外相同，即y1=0.98g/m3。,20,若有害物为热量：,若有害物为湿度：,根据公式（2-8）：,同理可得：,拓展：,注意：如果室内同时散发余热、余湿和有害物质时，则取其中的最大值。,式中：tP排风温度；t0进风温度；dP排风的含湿量；d0进风的含湿量；c空气的比热.。,21,对问题1的回顾,确定问题假设（对问题进行简化）描述问题（用数学语言）建立数学模型求解分析解结果得出结论或性质对问题拓展推论事例说明,22,问题2,数种刺激性有害物通风量计算。,求解思路：,Step1：按单一有害物分别计算风量；,Step2：对各有害物计算风量并求和；,有害物对人体作用叠加。,本质,有机溶剂蒸气刺激性气体,注意：若多种有害物对人体作用并非叠加时，则取其中通风量的最大者。,种类,见教材P19“例2-2”。,23,问题3特殊情况：散入室内的有害物量无法计算。,通风量按换气次数确定。,换气次数：通风量 L（m3/h）与通风房间体积的比值。,不同用途的房间，换气次数有规定值，可查阅相关资料。,24,根据暖通空调设计手册，各场所的换气次数：,25,3、气流组织,定义：合理布置送排风口位置、分配风量以及选用风口形式，以便用最小风量达到最佳的通风效果。,d,b,a,c,结论：通风效果的好坏与气流组织密切相关。,26,气流组织设计考虑因素：,1）有害物源位置2）工人操作位置3）有害物性质及浓度分布,27,热车间的气流组织,气流组织设计应遵循的原则：,1）排风口靠近有害物或其高浓度区；2）送风口靠近操作人员；（先经过操作点）3）尽量使气流均匀，减少涡流。4）车间内同时散发热量和有害气体时，多采用下送上排通风方式。,28,气流组织的比较 1,29,气流组织的比较 2,30,4、风量平衡和热平衡,（1）风量平衡：单位时间内进入房间的空气量与排出的空气量保持相等。即：,自然进风量，kg/s；,自然排风量，kg/s；,机械排风量，kg/s。,机械进风量，kg/s；,利用体积流量时,式中，,31,特殊场合，不设有自然通风，当：,正压，适用于洁净房间,负压，适用于污染房间,注意：由于通风房间不是非常严密的，当其压力处于正压或负压状态时，室内的部分空气会通过房间不严密的缝隙或窗户、门洞等排出或进入室内，我们把这种通风形式称为无组织排风或进风。,32,（2）热平衡：保持室内总得热量等于总失热量。,得热：高于室温的生产设备、产品、采暖设备以及送风系统等。,失热：维护结构、低于室温的生产材料及排风系统等。,即：,33,例题,已知某车间内生产设备散热量Q1=350kW，围护结构失热量Q2=400kW，上部天窗排风量Lzp=2.78m3/s，局部排风量Ljp=4.16m3/s，自然进风量Lzj=1.34m3/s，室内工作区温度tn=20，室外空气温度tw=-12，车间内温度梯度为0.3/m，上部天窗中心高10m(图2-9)。求：1)机械进风量Ljj；2)机械送风温度tj;3)加热机械进风所需的热量Q3。,34,列平衡方程,风量平衡：,热量平衡：,35,练习题,已知车间设备的散热量Q1=20kW，维护结构失热量Q2=4.5(tn-tw)kW，机械进风为1.11kg/s，机械排风为1.36kg/s，机械进风温度为20。开始时，室内外温度分别为20和5。问：风量平衡时，（1）窗A是进风还是排风；（2）室内温度是多少？,36,【解答】,由风量平衡方程：,故，窗口A为进风。由热平衡方程：,37,4、全面通风系统,全面送风系统结构图,1-百叶窗；2-保温阀；3-过滤器；4-旁通阀；5-空气加热器；6-启动阀；7-通风机；8-通风管网；9-出风口；10-调节阀；11-送风室,38,2-4 事故通风,当生产设备发生偶然事故或故障时，会突然散发大量有害气体或有爆炸性的气体时，应设置事故排风系统。,事故排风的室内排风口应设在有害气体或爆炸危险物质散发量可能最大的地点。,不能确定计算有关资料时，按换气次数不少于8次确定风量。,39,作业：孙一坚，工业通风P29-30第5、6、8、11、12题,本章结束,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,