第二章 控制工业有害物的通风方法.

通风量 与 有害物浓度关系： 假设：有害物在室内均匀散发 即室内有害物浓度分布均匀 送风气流与室内空气瞬间混合 送排风气流温度相同
房间体积Vf
通风风量 L(m3/s) X(g/s) 送风中有害物 浓度y0(g/m3) 车间通风排污模型
通风风量 L(m3/s) 室内有害物最 高允许浓度 y(g/m3)
Kx L y s y0
ys—有害物安全浓度值
【例2-1】 【已知】某地下室体积Vf=200m3，设有全面通风系统。通风量 L=0.04m3/s，有198人进入室内（每人每小时呼出二氧化 碳约为40g） ，人员进入后立即开启通风机，送入室外空气。 【问】经过多长时间室内二氧化碳浓度y2=5.9g/m3 【解】室内有害物散发量，即CO2产生量： x=40g/h×198=7920g/h=2.2g/s 送入室内的空气CO2体积含量为0.05%，则质量含量： 根据公式：
单向流通风
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 )
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 毒性相叠加作用的有害物： 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：
按通风系统作用范围分为
全面通风
事故通风
按气体流动方向分为： 排风: 在局部地点或整个房间把不符合卫生标
准的污浊空气排至室外（必要时需经过净化处理）
进风: 把新鲜空气或经过净化处理符合卫生要
求的空气送入室内。
按通风的动力分为：
自然通风: 依靠室内外温差所造成的热压，或者室外风力作
用所形成的风压，使室内外空气进行流动交
第二章
概

控制工业有害物的通风方法
述 通风方法分类
第一节
第二节 第三节
局部通风
全面通风 事故通风
概 述
通风任务:以通风换气的方法改善室内的空气环境。
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：
进风 按气体流动方向分为 排风 自然通风 按通风的动力分为
机械通风
局部通风
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 )
类 型 稀释通 风 单向流 通风
原 理
特 点
用新鲜空气把整个车间内的有害 通风量大，控制效 物浓度稀释到最高允许浓度以下。 果差 通过有组织的气流运动，控制有 通风量小，控制效 害物的扩散和转移。 果好
x y0 L
y1 0
τ 有害物浓度随时间的变化曲线
室内有害物浓度按指数规律增减，(L / Vf)决定增减速度
如果： dy 0, 或 , exp( L ) 0
d
Vf
稳定状态下全面通风量：
x y 2 y0 L x L y 2 y0
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：
当(τL/Vf)<1，级数exp (τL/Vf)收敛，上式级 数展开，近似取前两项：
Ly0 x Ly1 L 1 Ly0 x Ly2 Vf V f y2 y1 x L y 2 y0 y 2 y0
不稳定状态下的全面通风量： 规定时间内，达到要求浓度，所需的全面通风量
若通风量一定时，任意瞬时室内的有害物浓度：
L x L y2 y1 exp( ) ( y0 ) 1 exp( ) Vf L Vf
若室内初始的有害物浓度y1=0，则：
x L y2 ( y0 ) 1 exp( ) L Vf
全面通风的基本微分方程：
某瞬时，室内有害物浓度与全面通风量关系 在dτ时间内：送入量+散发量-排走量=室内变化量
L y0 dτ+ x dτ- L y dτ= Vf dy
式中: L—全面同风量，m3/s y0—送风空气中有害物浓度，g/m3 x—有害物散发量，g/s y—某时刻室内空气中有害物浓度，g/m3 Vf—房间体积，m3 dτ—某一无限小的时间间隔，s dy—在时间内房间内浓度的增量，g/m3
全面通风分类：
1、通风系统形式
(1)全面送风：向车间内全面而均匀的进行送风的方式 特点—通常为机械全面送风 室内正压，门窗排风
(2)全面排风：由车间内向室外全面排风的方式
特点—自然排风、或机械排风 室内负压，防止有害物向邻室扩散
(3)全面送排风：送、排风结合
特点—门窗密闭、自行排风或进风比较困难的场所 (4)全面送风、局部排风
障时，会突然散发大量有害气体或有爆炸
性的气体时，须尽快把有害物排到室外， 应设置事故通风系统。
第一节
局部通风
染，造成良好的空气环境。
局部通风：利用局部气流，使局部工作地点不受有害物的污
特点： 所需要的风量小、效果好 防止工业有害物污染室内空气和改善作业环境最 有效的通风方法， 设计时应优先考虑。 分类： 局部排风、局部送风
2.1.2 消除余热、余湿全面通风量的确定
送排风温度不同时，送排风体积流量变化，所以采 用质量流量表示全面通风量
消除余热风量公式：
Q G c(t p t0 )
式中：G—全面通风量，kg/s； Q—室内余热量，kJ/s； c—空气质量比热，1.0kJ/kg•0c tp—排出空气的温度，00c； to—进入空气的温度，00c
微分方程求解
dy Ly 0 x Ly
d 1 d ( Ly0 x Ly ) d Ly0 x Ly Vf L V y1 0 f
y2

Ly0 x Ly1 L 1 y2 ln( Ly0 x Ly ) | y1 ln L Vf Ly0 x Ly2 V f Ly0 x Ly1 L exp( ) Ly0 x Ly2 Vf
若τ→∞，则exp (-τL/Vf)→0，则：
x y 2 ( y0 ) L
室内有害物浓度y2，随通风时间τ变化曲线
L x L y2 y1 exp( ) ( y0 ) 1 exp( ) Vf L Vf
y2
y1
x y1 ( y0 ) L
换，改善室内的空气环境。 机械通风：靠通风机所产生的动力而使空气流动的通风方法 自然通风： 优—不需专设动力装置；对于能产生大量余热的房间 此方法经济有效。 劣—自然进入的空气和排出的有害气体无法净化处 理；受室外气象条件影响，效果不稳定。 机械通风： 优—风机风量和风压可调，可确保通风效果；可按要 求对进排风进行净化处理。 劣—系统复杂；一次投资和管理费用大
3. 有害气体的散发量
(1) 燃烧过程产生的有害气体； (2) 炉子的缝隙漏入室内的烟气； (3) 从生产设备或管道不严密处渗透出来，进入室 内的有害气体； (4) 容器内化学物品自由表面的蒸发； (5) 喷涂过程中散入室内的有害气体或蒸气； (6) 生产工艺过程中化学反应产生的有害气体。
稀释排除有害气体和粉尘的风量
局部排风系统
应用条件：1.安装局部排气设备不影响工艺操作 2.污染源集中且较小的场合。
注意：局部排风也可以是利用热压及风压作为动力
局部排风系统的组成
二、局部送风系统
分散式/单体式 系统式
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送风。 系统式 ： 通风系统将室外空气送至工 作地点。
全面机械送风
全面机械排风
全面送风、局部排风
2、通风系统有害物控制机理
(1)稀释通风：全面通风换气，新鲜空气将有害物稀 释到允许浓度以下 特点—通风量大，效果差 (2)单向流通风：车间内气流按预定单向路线流动， 通过有组织的气流运动控制有害物的 扩散和转移 特点—风量小，污染控制效果好
(3)均匀流通风：气流为速度(0.2-0.5m/s)和方向完全 一致的宽大气流 特点—送风气流均匀把室内污染空气排出 汽车喷漆室等室内温湿度和流速要求高 (4)置换通风：低温(低于室温2~4℃)低速(0.2m/s) 送风，基于空气密度差而形成的热气流 上升，冷气流下降，在室内形成近似活 塞流的流动状态。 特点—节能，通风效率高。 空气分布器要求高。
均匀流 通风 置换通 风
利用送风气流构成的均匀流把室 能有效排除室内污 内污染空气全部压出和置换。 染空气
通过把较低风速的新鲜空气送入 人员工作区，利用挤压原理把污 节能，通风效果好 染空气挤压到上部空间排走的通 风方法。
2.1
全面通风换气量的计算
影响通风效果因素：1.通风量 2.合理的气流组织
2.1.1 为消除有害物所需全面通风量的确定
消除余湿风量公式：
W G d p d0
式中： G—全面通风量，kg/s； W—余湿量， g/s； dp—排出空气的含湿量，g/kg干空气 do—进入空气的含湿量，g/kg干空气
2.1.3 有害物散发量的计算
正确计算有害物的散发量，是合理确定全面通风量的基础
1. 生产设备发热量
确保设计的安全可靠，分别计算车间的最大和最小得热量 最小得热量—冬季计算热量 冬季：采用热负荷最小班次的工艺设备散热量； 不经常的散热量不予考虑； 经常而不稳定的散热量按小时平均值计算 最大得热量—夏季计算热量 夏季：采用热负荷最大班次的工艺设备散热量； 经常而不稳定的散热量按最大值计算； 白天不经常的较大散热量也应考虑
0.05m3 44 g mol 3 y0 0.98 g m 100m3 22.4 L mol 1000