第二章控制有害物的通风方法

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6 10 8 10 15 8 10 8
放映室
等候室 诊疗室 手术室 消毒室 一般作业室 涂装室 事务室 会议室 冲洗片室 公共厕所
20
10 6 15 12 6 20 6 12 10 20
病院
工场 一般建筑 暗室
饮食室
饮食店 厨房 宴会室 礼堂
6
20 10 6
学校
体育馆
厕所 教室
8
12 6 有害气体尘埃发出地方 20以上
在规定的时间τ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。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
2）对式（2-3）进行变换得：
τL x τL y2 y1 e xp ( ) ( y0 )[1 e xp ( )] Vf L Vf (2 5)
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。
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。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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；
有机溶剂蒸气
Step2：对各有害物计算风量并求和；种类
本质
刺激性气体
有害物对人体作用叠加。 见教材P19“例2-2”。
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。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
（2）热平衡：保持室内总得热量等于总失热量。
即：
Q Q
d
s
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。
Q cL ρ t cL ρ t Q cL ρ t cL ρ t
h jp n n zp f jj jj jj zj
§2-1 局部通风
概念:有害物产生地点
局部排风 局部送风
捕集 净化 排至室外
组成：
1.局部排风罩
2.风管 3.净化设备 4.风机 图2-1 局部排风系统示意图
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第2章 控制工业污染物的通风方法
局部通风
局部排风 局部送风
使用条件： 面积大，操作人员 少的生产车间
系统式 分类 分散式
图2-2 系统式局部 送风系统示意图
L n (次/ 小 时 ) Vf
不同用途的房间，换气次数有规定值，可查阅 相关资料。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
根据《暖通空调设计手册》，各场所的换气次数：
场所 种类 厨房 次数 15 场所 戏院 种类 观览室 次数 12
寝室
一般家庭 客厅 厕所 浴室 餐厅 厨房 旅馆及大饭店 大食堂 厕所 浴室
第2章 控制工业污染物的通风方法
3）由式（2-7）得：
x L y2 y0
(2 8)
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。
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：
kx L y2 y0
(2 9)
根据研究结果，通风房间一般取 k 3~10
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第2章 控制工业污染物的通风方法
公式总结
V x y y f 2 1 • 时间τ内，达到要求的浓 L 度 y2 所需的通风量： y 2 y0 y 2 y0 τ
Vf Ly1 x Ly0 • 室内空气污染物浓度从 τ ln y1变化到y2所需时间： L Ly2 x Ly0
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第2章 控制工业污染物的通风方法
建立微分方程：
( Ly0 x Ly)dτ V f dy
分离变量：
(2 1)
若 秒钟内，室内有害物浓度从 则有：

dτ dy V f Ly0 x Ly
2 2
y1 变为 y2 ，
( 2 3)
11
d 1 d ( Ly0 x Ly) 0 V f L Ly0 x Ly y1
zp zp w w
cLhx ρn t s t n
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
拓展：
x 根据公式（2-8）： L y 2 y0
同理可得：
若有害物为热量：
Q G c(t P t0 )
若有害物为湿度：
W G d P d0
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.。
Ly1 x Ly0 200 0.04 0.98 2.2 0.04 0.98 ln ln L Ly2 x Ly0 0.04 0.04 5.9 2.2 0.04 0.98 Vf 200 ln 0.0937 468.56 S 7.81min 0.04
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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。
热车间的气流组织
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第2章 控制工业污染物的通风方法
气流组织的比较 1
2
第2章 控制工业污染物的通风方法
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
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
局部通风
全面通风
按照通风动力的不同：机械通风和自然通风。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
2 n x x x e x 1 ... 1! 2! n!
τL τL e xp( ) 1 Vf Vf
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第2章 控制工业污染物的通风方法
那么，式（2-3）变为：
Ly1 x Ly0 τL 1 Ly2 x Ly0 Vf
V x y y f 2 1 有：L y2 y0 y2 y0 τ (2 4)
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第2章 控制工业污染物的通风方法
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
a
b
结论： 通风效果的好坏与气 流组织密切相关。
c d
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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
• 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：
x y 2 y0 L
x L y 2 y0
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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）：
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第2章 控制工业污染物的通风方法
气流组织的比较 2
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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：
Gzj G jj Gzp G jp
式中， G zj ——自然进风量，kg/s；
G jj ——机械进风量，kg/s； G zp ——自然排风量，kg/s； G jp——机械排风量，kg/s。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
全面通风效果的影响因素： 1)换气量
2)气流组织
2、换气量的计算
• 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
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第2章 控制工业污染物的通风方法
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：
1. 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)； 2. 送风气流和室内空气的 混合在瞬间完成； 3. 送排风气流是等温的。
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第2章 控制工业污染物的通风方法
描述问题：
L( m / s ) 3 y( g / m )
3
L( m / s )
3
y0 ( g / m )
某微小的时间 d 内房间内 有害物浓度变化量为dy： 房间内有害物增量 V f dy