第2章全面通风(通风工程)

第2章全面通风2.1全面通风换气量的计算2.1.1全面通风换气的基本微分方程式2.1.2全面通风量的确定2.1.3有害物散发量的计算2.1.4气流组织2.1.5空气平衡和热平衡2.0概述2.2置换通风2.2.1评价通风效果的指标2.2.2置换通风的原理2.2.3置换通风的特性2.2.4置换通风的设计2.3事故通风§2.0概述通风的任务:以通风换气的方法改善室内的空气环境。排风:把局部地点或整个房间内的污浊空气排至室外（必要时经过净化处理）；进风:把新鲜（或经过处理）的空气送入室内。通风系统:由实现通风任务所需要的设备、管道及其部件组成的整体。通风方法分类点击这里查看按通风的动力分为按通风系统作用范围分为局部通风全面通风事故通风自然通风机械通风局部排风：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。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。系统式通风系统将室外空气送至工作地点。局部通风演示动画演示动画点击这里查看点击这里查看点击这里查看演示动画局部排风系统的组成分散式局部送风系统—喷雾风扇送风系统式局部送风系统的组成全面通风：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。动力：可以是自然风压或热压,也可以是风机风压。分类：全面排风全面送风全面排风送风全面送风、局部排风可根据实际情况采用不同的方法。全面通风演示动画X(g/s)通风风量L(m3/s)室内有害物最高允许浓度y(g/m3)通风风量L(m3/s)送风中有害物浓度y0(g/m3)房间体积Vf车间通风排污模型§2.1全面通风换气量的计算2.1.1全面通风换气的基本微分方程式房间内有害物浓度的变化情况可根据“物质平衡”原理建立微分方程，对于连续，稳定的通风过程,根据在通风过程中排出有害物的量应与产生的有害物量达到平衡的原则有：排污微分方程：在dτ时间内：送入量+散发量-排走量=变化量则：Ly0dτ+xdτ-Lydτ=Vfdy)exp(ln|)ln(112010201000)(2100210fffyyfLyxLyLyxLydyyfLyxLydyVLLyxLyLyxLyVLLyxLyLyxLyVLyxLyLVdLVd排污微分方程求解)exp(1)()exp(012ffVLyLxVLyyτy10yLx排污微分方程求解有害物浓度随时间的变化曲线0)exp(,,0fVLddy或0202yyxLyyyLxyss0yyKxLs风量公式：稳定状态下：考虑到室内有害物分布及通风气流的不均匀性，增大安全系数K=3－10，则ys——有害物安全浓度值)(0ttcQGp0ddWGp消除余湿风量公式：消除余热风量公式：2.1.2全面通风量的确定2.1.3有害物散发量的计算x=[Vf(y1-y0)+L(yp-yj)t]/t点击这里查看稀释排除有害气体和粉尘的风量存在多种有害物时风量确定原则：分别求出排除每种有害物风量Li毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶剂类；S2O3、SO3等刺激性气体，按求和计算风量：L=∑Li毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量计算式：L=max{Li}有害物散发量无法确定时的风量计算原则：按经验式计算：L=nVf（m3/h）n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积点击这里查看【例2-2】某车间同时散发几种有机溶剂的蒸汽，它们的散发量分别为：苯2kg/h；醋酸乙脂1.2kg/h；乙醇0.5kg/h。已知该车间消除余热所需的全面通风量为50m3/s。求该车间所需的全面通风量。【解】由附录2查得三种溶剂蒸汽的容许浓度为：苯40mg/m3；醋酸乙脂300mg/m3；乙醇，未作规定，不计风量。进风为清洁空气，上述三种溶剂蒸汽的浓度为零。取安全系数K＝6。按公式（2-12）计算把三种溶剂的蒸汽稀释到容许浓度所需的通风量。0yyKxLs（2-12）smyyXL/34.83)040(36001026360211苯smyyXL/67.6)0300(3600102.16360222醋酸乙脂03L乙醇因为几种溶剂同时散发对人体危害作用相同的蒸汽，所需风量为各自风量之和，即smLLLL/01.9067.634.833321这风量已能满足消除余热的需要，故该车间所需的全面通风量为90.01m3/s。2.1.4全面通风的气流组织气流组织：送风、排风口位置的合理布置，选用合理的风口形式，合理分配风流。气流组织原则：能避免把害物吹向作业人员操作区；能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气；能确保在整个房间内进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。演示动画演示动画点击这里查看2.1.5空气平衡和热平衡平衡模型tstn∑Qf通风排风热量CLptnρn循环风的热量CLhxρn(ts-tn)机械进风热量CLjjtjjρjj自然进风热量CLzjtwρw围护结构、材料失热∑Qh热交换器室内的进风和排风是多通道的,既有由通风系统产生的有组织的进排风,也有从缝隙,窗户,门洞等产生的无组织进排风,是机械通风与自然通风的共同作用结果,根据“物质平衡”原理,各种进风量与各种排风量应相等.这就是室内风量平衡的原则。其表达式为:Gzj+Gjj=Gzp+Gjp当Gjj=Gjp时:室内外压差为零，适用于无特殊要求车间当GjjGjp时:室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间当GjjGjp时:室内处于负压状态，适用于产生污染的车间在通风过程中,室内空气通过与进风,排风.围护结构和室内各种高低温热源进行交换,为了使房间内的空气温度维持不变,必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等,也就是要保持房间内的热平衡。即∑Qd=∑Qs围护结构、材料失热∑Qh+通风排风热量CLptnρn=设备散热量∑Qf+机械进风热量CLjjtjjρjj+循环风的热量CLxhρn(ts-tn)+自然进风热量CLzjtwρw点击这里查看【例2-3】如图所示的车间内，生产设备总散热量Q1＝350kw，维护结构失热量Q2＝450kw上部天窗排风量Lzp＝2.8m3/s,从工作区排走的风量Ljp＝4.25m3/s，自然进风量Lzj＝1.32m3/s，车间工作区温度tn＝18℃，室外空气温度tw＝－12℃，车间的温度梯度为0.3℃/m，天窗中心高10m，试计算：机械送风量Gjj、送风温度tj和进风所需的加热量Q3。§2.2置换通风有别于传统的混合通风的混合稀释原理，置换通风是通过把较低风速（紊流度）的新鲜空气送入人员工作区，利用挤压的原理把污染空气挤到上部空间排走的通风方法，它能在改善室内空气品质的基础上与辐射吊顶（地板）技术结合实现节能的目的。两种通风方式的原理(左：混和通风；右：置换通风)点击这里查看两种通风方式的原理(左：混和通风；右：置换通风)两种通风方式的原理(左：混和通风；右：置换通风)1.换气效率换气效率用工作区某点空气被更新的有效性作为气流分布的评价指标。2.2.1评价通风效果的指标常见送回风形式的换气效率点击这里查看2.通风效率考察气流分布方式的能量利用有效性，可用通风效率来表示。0000ccccttttnpnpη1ε≈100％(a)活塞流通风(b)置换通风η1ε≈50％(d)上送上回η≈1ε＝50％(c)顶送上回η1ε＝50～100％热源工作区域上部区域送风口界面排风口2.2.2置换通风的原理2.2.3置换通风的特性1.置换通风房间内的自然对流2.置换通风房间室内温度、速度与浓度的分布3.置换通风房间的热力分层2.2.4置换通风的设计§2.3事故通风对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆炸性气体的房间,应设事故排风系统,以便发生逸出事故时由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风,尽快把有害物排到室外。事故通风系统的风机开关应设于便开启的地点,排除有爆炸危害气体时,应考虑风机防爆问题。事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓度大小来确定：最高容许浓度5mg/m3时,车间高度≤6m者换气≥8次/时,车间高度6m者,换气≥5次/时。最高容许浓度≤5mg/m3时,上述换气次数应乘以1.5。