通风与空气调节工程学习重点及习题详解

第一章室内污染物的控制与通风学习目标：通过本章的学习，全面了解自然通风和机械通风的组成和工作原理，熟悉建筑物的防火排烟系统在通风、空调系统中的应用，具有一般建筑物通风的设计计算能力。

小结：本章主要介绍了室内污染物的来源与危害，建筑物通风的分类、概念和工作原理，防火排烟系统的概念和作用原理，并讨论了建筑物通风和防火排烟系统的设计方法。

在学习本章时应掌握和理解以下几点：一、熟悉室内污染物的分类、来源及危害，理解室内空气品质的概念及其评价方法。

二、掌握局部通风的概念、组成、工作原理及特点，熟悉空气幕和外部吸气罩的设计计算方法。

三、掌握全面通风的分类和全面通风换气量的确定方法，理解置换通风的概念和作用原理，熟悉气流组织的类型及设计计算原则，利用空气质量平衡和热平衡方程熟练进行全面通风系统的设计计算。

四、理解热压和风压作用下自然通风的工作原理，熟悉自然通风的设计计算原则和设计计算方法。

五、掌握防火分区、防烟分区、加压送风防烟和疏导排烟等基本概念，理解烟气的危害和防排烟的重要性，熟悉烟气的流动与控制原则以及建筑物的防火排烟系统在通风、空调系统中的应用。

本章重点：1、室内空气品质的概念及其评价。

2、局部通风、全面通风和自然通风的概念、工作原理及特点。

3、局部通风、全面通风和自然通风的设计计算方法。

4、防火分区、防烟分区的概念，加压送风量和机械排烟量的确定方法。

5、建筑物的防火排烟系统在通风、空调系统中的应用。

计算题详解：1-6 已知某房间散发的余热量为160kW ，一氧化碳有害气体为32mg/s ，当地通风室外计算温度为31℃。

如果要求室内温度不超过35℃，一氧化碳浓度不得大于1mg/m 3，试确定该房间所需要的全面通风量。

【解】 据题意得一氧化碳p1y ≤1 mg/m 3，考虑送风中不含有一氧化碳，故0s1=y 。

（1）消除余热所需的全面通风量：()()=-⨯+⨯=-ρ=313531273353011160sp p 1.t t C QL 34.1 m 3/s（2）稀释一氧化碳所需的全面通风量：=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=-=01326s1p112y y kx L 192m 3/s （取6=k ）或 =⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=-=013210s1p112y y kx L 320m 3/s （取10=k ）（3）该房间所需要的全面通风量取（1）和（2）中的最大值：192m 3/s （取6=k ）或320m 3/s （取10=k ）。

1-8 已知某车间内总余热量为Q ＝80kW ，车间上部天窗排风量zp L ＝2.5m 3/s ，局部机械排风量jp L ＝3.0 m 3/s ，自然进风量zj L ＝1 m 3/s ，车间工作区温度为25℃，外界空气温度w t ＝－12℃。

求：（1）机械进风量jj G ；（2）机械送风温度j j t ；（3）加热机械进风所需的热量3Q 。

【解】 （1）确定机械进风量jj G ： 由jp zp jj zj G G G G +=+得：jj j jp jp zp zp jj ρ-ρ+ρ=j L L L G165122733530125273353032527335352....=-⨯-+⨯++⨯=kg/s（2）确定送风温度jp jp zp zp zj zj jj jj Ct G Ct G Q Ct G Ct G +=++CQCt G Ct G Ct G t jp zp jj zj zj jp jp jj G --+=()℃3190111658012011125011032501152........=⨯--⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=（3）确定加热机械进风所需的热量3Q ：()()()416312319011165w jj jj 3....t t C G Q =--⨯⨯=-=kW1-14 如图所示机械排烟系统，该系统所担负的排烟区域共4个，每个排烟区域的面积如图所示，试确定系统排烟风量和各管段排烟风量。

【解】 （1）确定各管段排烟风量：10800601801=⨯=L m 3/h ；180********=⨯=L m 3/h ；360001203003=⨯=L m 3/h ；150********=⨯=L m 3/h ；12000602005=⨯=L m 3/h ；300001202506=⨯=L m 3/h360001203007=⨯=L m 3/h（2）确定系统排烟风量：360007==L L m 3/h第二章湿空气的状态参数与焓湿图的应用学习目标：h-图进行湿空气热力过程的分析通过本章的学习，全面掌握湿空气的性质，能利用d计算，为后续章节的学习打下坚实的基础。

小结：h-图的构成及应用、湿空气热力过程的分析计算。

本章主要介绍了湿空气的性质、d在学习本章时应掌握和理解以下几点：一、充分理解并掌握湿空气的绝对湿度、相对湿度、露点温度、湿球温度、含湿量和焓等状态参数的概念、意义和表达式，并能利用这些表达式对其状态参数进行一般计算。

h-图的构成和绘制原理，理解热湿比(角系数)ε的含义及用途，并二、熟悉湿空气dh-图确定湿空气的状态参数。

能利用d三、充分理解湿空气的加热、等湿冷却、冷却去湿、绝热加湿、定温加湿及绝热混合等h-图进行湿空气热力过程的分析计算。

典型的空气处理过程，并能利用d本章重点：1、湿空气状态参数的概念和计算。

2、湿球温度和露点温度的概念和含义。

h-图的构成和应用。

3、dh-图进行湿空气热力过程的分析计算。

4、利用d计算题详解：2-4 已知某一状态湿空气的温度为30℃，相对湿度为50％，当地大气压力为101325Pa，试求该状态湿空气的密度、含湿量、水蒸气分压力和露点温度。

h-图上确定出状态点A，则：【解】由t＝30℃、ϕ＝50％在d含湿量：d＝13.3g/kg(a)；水蒸气分压力：v p＝2135Pa；露点温度：d t＝18.6℃密度： Tp .T B.v 001340003490-=ρ =+⨯-+⨯=30273213500134030273101325003490.. 1.158 kg/m 32-5 已知某房间体积为100m 3，室内温度为20℃，压力为101325Pa ，现测得水蒸气分压力为1600Pa ，试求：（1）相对湿度和含湿量；（2）房间中湿空气、干空气和水蒸气的质量；（3）空气的露点温度。

【解】 （1）由t ＝20℃、v p ＝1600 Pa 在d h -图上确定出室内空气的状态点，查得：相对湿度：ϕ＝70％，含湿量：d ＝10.1g/kg(a)，空气的露点温度：d t ＝14.2℃。

（2）计算湿空气、干空气和水蒸气的质量 1）湿空气的密度为Tp .T B.v 001340003490-=ρ =+⨯-+⨯=20273160000134020273101325003490.. 1.20 kg/m 3湿空气的质量为： 120100201=⨯=ρ=.V m kg2）干空气的质量： 811811010112010133dry ..d m m =⨯+=+=--kg 3）水蒸气的质量： 218118120dry v ..m m m =-=-=kg2-6 100kg 温度为22℃、含湿量为5.5g/kg(a)的空气中加入1kg 的水蒸气，试求加湿后空气的含湿量、相对湿度和焓。

设当地大气压力为101325Pa 。

【解】 （1）加入1kg 水蒸气的过程为等温加湿过程，加湿前后空气中含湿量的变化为：010105510010010133..d =⨯⨯-⨯=∆- g/kg(a) （2）加湿后含湿量为： 515010552...d =+= g/kg(a)由2212==t t ℃和5152.d = g/kg(a)在d h -图上确定出状态点2，则：加湿后相对湿度为：952=ϕ％；加湿后焓为：622=h kJ/kg(a)。

2-7 一空调冷水管通过空气温度为20℃的房间，如果管道内的冷水温度为10℃，且没有保温。

为了防止水管表面结露，房间内所允许的最大相对湿度是多少？【解】 由t ＝20℃、d t ≤10℃在d h -图上确定出状态点A ，则：max ϕ＝52.5％。

2-8 已知空气压力为101325Pa ，用d h -图确定下列各空气状态的其它状态参数，并填写在空格内。

【解】 根据d h -可查得所求参数，具体见下表：2-9 2kg 压力为 101325Pa 、温度为 32℃、相对湿度为 50％的湿空气，处理后的温度为 22℃，相对湿度为85％。

试求：（1）状态变化过程的热湿比；（2）空气处理过程中的热交换量和湿交换量。

【解】 （1）由1t ＝32℃、1ϕ＝50％和2t ＝22℃、2ϕ＝85％在d h -图上分别确定出状态点1和状态点2，查得：1h ＝69.8 kJ/kg(a)、1d ＝14.8g/kg(a)； 2h ＝58.0 kJ/kg(a)、2d ＝14 g/kg(a)。

（2）状态变化过程的热湿比为1475010814148695831212=⨯--=--=ε..d d h h（3）空气处理过程中的热交换量和湿交换量为：()()623869058212...h h m Q -=-⨯=-=kJ ()()8181414212..d d m W -=-⨯=-=g2-10 对1000kg 温度为22℃，相对湿度为60％的空气中加入1700kJ 的热量和2kg 的水蒸气，试求空气的终状态。

【解】 （1）由1t ＝22℃、1ϕ＝60％在d h -上确定出状态点1，查得：1h ＝47.0 kJ/kg(a)、1d ＝9.7g/kg(a)（2）确定空气的终状态：列出热平衡和湿平衡方程，求出终状态的2h 、2d()12h h m Q -= ⇒ 7481000170004712..m Q h h =+=+= kJ/kg(a) ()12d d m W -= ⇒ 711100010279312..m W d d =⨯+=+= g/kg(a) 由2h 、2d 在d h -图上可确定出终状态点2。

2-11 试用辅助点法作出起始状态温度为18℃，相对湿度为45％，热湿比ε为5000和－2000kJ/kg 的空气状态变化过程线。

【解】 （1）在d h -图上确定出温度为18℃，相对湿度为45％的状态点A （2）任取d ∆= 2g/kg(a)，则有 h ∆= (5000×2 ×10－3) kJ/kg(a)= 10kJ/kg(a)过点A 分别作h ∆＝10kJ/kg(a)的等焓线和d ∆=2g/kg(a)的等含湿量线，设两线的交点为B ，则AB 连线就是ε＝5000kJ/kg 的空气状态变化过程线。

（3）任取d ∆= 4g/kg(a)，则有 h ∆= (－2000×4 ×10－3) kJ/kg(a)= －8kJ/kg(a) 过点A 分别作h ∆＝－8kJ/kg(a)的等焓线和d ∆=4g/kg(a)的等含湿量线，设两线的交点为B '，则B A '连线就是ε＝－2000kJ/kg 的空气状态变化过程线。