工业通风整理.doc

1、粉尘物理（化学）性质：固体或者液体微粒分散到气体介质中形成气溶胶（颗粒污染物） ，当分散到气体中的微粒为固体时，通常称为粉尘。粒径一般从0.1μm到数百微米。
1）粉尘粒子的形状；2）粉尘的游离二氧化硅含量；3）粉尘的密度 ；4）粉尘的比表面积和表面能；5）粉尘的凝聚与附着；6）粉尘的湿润性；7）粉尘的光学特性；8）荷电性与比电阻；（9)粉尘的自燃性和爆炸性。）
2、几种粒径概念：
单一粒径：
1）投影径：指颗粒在显微镜下观察到的粒径。a．面积等分径b．定向径c．长径d．短径
2）几何当量径：指颗粒的某一几何量（面积、体积等）相同时的球形颗粒的直径。a、等投影面积径b、等体积径c、等表面积径d、体面积径
3）物理当量径：取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。a. 阻力径b．自由沉降径 c．空气动力径d．  斯托克斯径(Stokes) e．分割粒径（半分离粒径）
平均粒径：
1） 算术平均径：指粉尘直径的总和除以粉尘的颗粒数。
2） 平均表面积径：指粉尘表面积的总和除以粉尘的颗粒数。
3） 体积（或重量）平均径：指各粉尘的体积（或重量）的总和除以粉尘的颗粒数。
4） 线性平均径（面积长度平均径）
5） 体积表面平均径
6） 重量平均径
7） 几何平均径：指几个粉尘粒径连乘积的n次方根
3、分散度：指粉尘整体组成中各种粒度的尘粒所占的百分比，又叫粒度分布。
1）个数标准的粒度分布（计数分散度）：用粒子群各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分数表示。
2）重量标准的粒度分布（重量分散度）：用各粒级尘粒的重量占总重量的百分数表示。
累计频率分布：小于（或大于）某一粒径的尘粒所占的质量百分数。
常用D表示筛下累计频率分布 常用R表示筛上累计频率分布

3）累计质量百分数为50％时的粒径，这个粒径称为中位径，以d 50表示。
4、通风方式：
局部通风，
在有害物的产生地点直接捕集有害物，经净化处理，排至室外。
特点：风量小，效果好。
组成： 1）局部排风罩：捕集有害物，其性能直接影响技术经济指标，形式多样。
2）风管：输送气体的管道，要求合理的气体流速，管路短直，风管表面光滑。
3）净化设备：使排入大气中空气有害物达标。分除尘器和有害气体净化装置。
4） 风机：向机械排风系统提供空气流动的动力。风机放在净化设备后。
全面通风，
用清洁空气稀释室内有害物浓度，使其不超过最高容许浓度；同时不断把污染空气排至室外。
特点：风量大，耗能大。
适用条件：不能采用局部排风，或采用局部排风有害物浓度仍不达标。
事故通风
5、全面通风微分方程：
根据质量守恒：
室内体积室内有害物散发速度通风系统开动前有害物初始浓度全面通风量为
送风空气中有害物浓度为某时刻室内有害物浓度为
能解决的问题：已知L, y2,求τ ；已知L, τ，求y2；已知y2 ，τ求L。；
应用条件：有害物分布和通风气流均匀，送风气流和室内空气的混合在瞬间完成，送排风气流等温。
例题：某车间体积为 ，突然发生事故，CO大量散入车间，散发量x＝200mg/s，事故发生后10min被发现，立即开事故风机，事故排风量为 ，若 ，请问风机启动后多长时间CO浓度达到最高容许值？(风机启动后有害物继续散发)
解：根据全面通风基本微分方程式：

初始浓度送风浓度
容许浓度
达y2时间τ：
约六分钟时， CO浓度减小到最高容许值
6、局部排风罩分类及应用条件：
密闭罩：把有害物源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排出，使罩内保持负压。
1)局部密闭罩，适用于含尘气流速度低、瞬时增压不大的扬尘点。
2)整体密闭罩适用于有振动或含尘气流速度高的设备。
3)大容积密闭罩，适用于多点产尘、阵发性产尘、尘化气流速度大的设备或地点。
柜式排风罩 结构与密闭罩相似，罩的一面全部敞开。
1）小型通风柜，适用于化学实验室、小零件喷漆；
2）大型的室式通风柜，操作人员在柜内工作，适用于喷漆、粉料装袋等。
外部吸气罩，由于工艺条件限制，生产设备不能密闭时可把排风罩设在有害物源附近，依靠罩口的抽吸作用，造成一定的吸入速度，使有害物吸入罩内。上吸式、侧吸式和下吸式。
热源上部接受式排风罩，有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，如高温热源上部的对流气流等。只需把排风罩设在污染气流前方，有害物会随气流直接进入罩内，这类排风罩称为接受罩。
槽边排风罩，专门用于各种工业槽(电镀槽、酸洗槽等)。不影响工艺操作，有害气体不经过人的呼吸区。槽边排风罩分为单侧和双侧
大门空气幕，用于隔断室外冷、热空气；洁净房间防止尘埃进入；在生产车间进行局部隔断，防止有害物的扩散。1.侧送式空气幕2.下送式空气幕3.上送式空气幕；1．热空气幕2．等温空气幕3．冷空气幕。
吹吸式排风罩吹吸式通风：利用射流作为动力，把有害物输送到排风罩口再由其排除，或者利用射流阻挡、控制有害物的扩散。这种把吹和吸结合起来的通风方法称为吹吸式通风。（1）气幕旋风排风罩。可以远距离捕集有害气体。特点：因在一个封闭的气幕空间，用较小的排风量即可有效排除污染空气。有较强的抵抗横向气流能力。（2）有射流作用的槽边排风罩
7、除尘效率：它是指除尘器从气流中捕集粉尘的能力。
全效率,串连操作时除尘器总效率,穿透率,除尘器的分级效率
1)全效率:
进入除尘器的粉尘量；从除尘器排出的粉尘量 ；除尘器所捕集的粉尘量 。g/s

2)n个除尘器串连的总效率为， 以上是全效率。
3)分级效率的概念：某一粒径范围内的粉尘被捕集的效率。粒径在范围内的粉尘，
4)穿透率:含尘气体通过除尘器时排出的粉尘量占进入除尘器的粉尘总量的百分数，P
8、除尘机理1. 重力2. 离心力3. 惯性碰撞4. 接触阻留5. 扩散6. 静电力7. 凝聚
9、除尘器分类：
重力除尘如重力沉降室；重力=阻力+浮力，尘粒以等速沉降
空气阻力系数，值与尘粒和气流相对运动的雷诺数有关
尘粒密度空气密度
优点：1)结构简单，造价低；
2)运行费用少；
3)阻力低(通常小于400Pa)，耗能少；
4)可耐较高温度；
5)无摩损问题；
6)可回收干灰。
缺点: 占地面积大、效率低，一般只适用于收集颗粒较大的粉尘(粒径大于50μm)。
惯性除尘如惯性除尘器；离心力除尘如旋风除尘器；过滤除尘（袋式除尘器）、颗粒层除尘器、纤维过滤器；洗涤除尘如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器；静电除尘如电除尘器。
10、过滤式除尘器：是利用含尘气流通过过滤材料时，将粉尘分离捕集的装置。（滤料常作成袋状，有圆筒形，长方体形，一般滤袋长为2m。袋式除尘器）
袋式除尘器的工作原理：1. 筛分作用，当含尘气体通过滤布时，滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉尘间的空隙把大于空隙直径的粉尘分离下来2. 惯性作用，含尘气体通过滤纤维时，气流绕过纤维，而大于1μm的粉尘出于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上而被捕集。3. 粘附作用，当含尘气体接近滤布时，细小的粉尘仍随气流一起运动，若粉尘的半径大于粉尘中心到滤布边缘的距离时，则粉尘被滤布粘附而被捕集。4. 扩散作用，当粉尘颗粒在0.2μm以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动，增加了粉尘与滤布表面的接触机会．使粉尘被捕集5. 静电作用，粉尘会自然带静电，若滤布是绝缘体，则滤布充电。当粉尘和滤布所带的电荷相反时，粉尘更易吸附，从而提高除尘效率，但粉尘清除较难。
11、电除尘器工作原理及比电阻影响
电除尘器的工作原理包括：电晕放电、粉尘荷电、粉尘沉积、清灰四个基本过程。
低比电阻的影响，比电阻低于104Ω.cm，到达收尘极表面，很快失去电荷，获得与收尘极极性相同的（正）电荷。若排斥力大得足以克服粒子对极板的附着力，尘粒就会跳回气流中。粉尘再次荷电后又被捕集、又再次跳出去，最终可能被气流带出静电除尘器，导致效率降低；
高比电阻的影响，比电阻高于5×1010Ω.cm，粉尘到达收尘表面后，电荷不易释放，逐步积存于收尘极表面上。造成2方面影响：一是它排斥随后的粉尘粘附于其上。二是在粉尘层达到一定的厚度后，在粉尘层内部形成一定的电场，粉尘层表面为负极，收尘极为正极。随着粉尘层增厚，电场强度增加，以致粉尘层内的空气击穿，从而产生反向放电(称反电晕) 从收尘极向收尘空间放出大量正离子，它中和了带负电荷的粉尘，同时也抵消了大量的电晕电流，使粉少不能充分荷电。
12、亨利定律
对于稀溶液，气体总压力不高的情况(低于5个大气压)，气液之间平衡关系式为：

P*—气相吸收质平衡分压力，atm或kPa
E—液相中吸收质浓度(用摩尔分数表示）
X— 亨利常数，atm或kPa。
摩尔分数，指气相或液相中某一组分的摩尔数与该混合气体或溶液的总摩尔数之比。
比摩尔分数
例题：已知氨水中氨的质量百分数为25％，求氨的摩尔分数和比摩尔分数。
摩尔分数 比摩尔分数
13、双模理论
（1）双膜理论的基本点
①气、液膜层中的流体为层流状态。吸收质以分子扩散方式通过气、液膜层。
②主体中流体为紊流状态，传质阻力忽略。吸收总阻力主要是吸收质通过气、液膜时分子扩散阻力。
③在相界面上气液两相总处于平衡状态，吸收质通过相界面时传质阻力可忽略，称为界面平衡。
（2）双模理论的吸收过程

14、操作线与平衡线的关系

P
L
15、通风管路特性曲线的确定
管道的特性：气体流过系统时，风量与系统阻力的关系。
16、工况点的确定
实际工况点：将通风机的风压流量特性曲线和管道特性曲线画在同一图中
，两线交点。

17、管路压力的分布情况（作图说明）

18、风机串并联图（理解）

19、热压、风压的概念及计算
热压：室内外由于温度不同，导致空气密度有异，在一定高度上由重力作用产生的压力差。
风压：和远处未受扰动的气流相比，由于风的作用在建筑物表面所形成的空气静压力变化。
20、通风机相似定律（转数、尺寸变化对性能的影响）
通风机相似性质定理，两风机相似：指在几何相似的两风机中一切对应点、对应时刻的所有同名物理量有各自相同的比例常数

通风机相似第二定理，两风机相似时，无因次准则关系式完全相同。
通风机相似条件定理(第三定理)：对两风机，若结构相似、匀速转动，只要无因次流量相等，进出口流场相似 ，则两风机工作相似。
机械通风：用风机造成压力使空气流动；自然通风：依靠室外风力造成风压和室内外空气温度造成热压使空气流动