第2章全面通风

机的送时d (L入间Lyy00室。xx外LL空yy )气。0试求f 该房间的CO2浓度达到5.9g/m3所需
分析：40g,500×10-4%

x

Ly)
|
y2 y1Βιβλιοθήκη Vf ln
Ly0 x Ly1 Ly0 x Ly2
L
Vf
y1 exp(L )
y2
Vf
有资料查得每人每小时呼出的CO2约为40g， CO2的 产生量X=40g/h×180=7200g/h=2g/s
局部通风
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。
第2章 全 面 通 风
2.0 概述
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
2.2 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
全面机械送风系统
§2.1 全面通风换气量的计算
全面通风换气量：车间内连续、均匀地散发有害物， 在合理的气流组织下，将有害物浓度稀释到卫生 标准规定的最高容许浓度以下所必须的通风量。
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：室内得到的有害物量（有害物源散发的有害 物和进风带入的有害物）与从室内排走的有害物量之差，等 于房间内有害物增量相等。
因此全面通风量为：L=nV (m3/h)
思考题：某车间面积为500m2，层高5m，取n＝12次
/h，求全面通风量。
计算原则
全面通风量包括消除有害物、余热、
余湿所需的通风量，取其中最大值。
当通风房间有多种有害物时，应分别
计算，取其中最大值。
当房间内同时散发数种溶剂(苯及其同系物、醇、醋酸酯类)
(6) 其它：为使局部通风净化系统正常运行，根据所要净 化的对象不同，还必须在净化系统中增设其他设备或 附件(如热交换装置、仪器仪表等)。
分散式局部送风系统—喷雾风扇送风
全面通风
全面通风又称稀释通风，向房间送入清洁新鲜空气， 稀释室内空气中的污染物的浓度，同时把含污染物的空 气排到室外，从而使室内空气中污染物的浓度达到卫生 标准的要求。
(4) 通风机：系统中气体流动的动力设备。由于气体在流 动过程中存在压力损失，通风机为系统中流体提供动 力，以保证气体的流动速度。为了防止通风机的磨损 和腐蚀，通常把风机设在净化设备后面。
(5) 烟囱：净化系统的排气装置，也称为排气筒。为了保 证污染物的地面浓度不超过环境空气质量标准，烟囱 必须具有一定高度。

y0

y2

ys

L

ys
x
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
L Kx ys y0
ys——有害物安全浓度值
例2-1 地下工程某房间的体积V=250m3,设置通风量为
y2 0.05m3/s的全面通风 系统，在180人进入房间后立即开动风
L1 Vd y1
2.1.2 全面通风量的确定
消除余热风量公式： G——全面通风量(kg/s) Q ——室内余热量（kJ/s)
G Q c(t p t0 )
c ——空气质量的质量热容，取1.01 kJ/（kg．K）
tp——排出的空气温度（K）
t0——进入的空气温度（K）
消除余湿风量公式： G——全面通风量(kg/s) W ——室内余湿量（g/s)
送入房间空气中的CO2体积分数为500×10-4%，则 CO2浓度0.98g/m3.设风机启动前房间空气中的 CO2浓度与室外一样，即y0= 0.98g/m3.
某房间体积为170m3，采用自然通风每小时换气两次。室内
无人时，房间空气中CO2与室外相同(体积分数为0.05％)。 工作人员每小时呼出的CO2量为19.8g／h。试确定在工作 人员进入房间后的第一小时，空气中CO2含量不超过0.1％ 情况下，室内能容纳的最多人数．
通风量，m3/h
通风房间体积，m3
（1）此法适用于有害气体散发量无法确定的情况 （2）对于鞋厂、化工、轻工等，可以用换气次数6～12次/h估算 （3）蓄电池间等房间的换气量可按10～12次/h估算 （4）如果是净高大约3m的厂房，按12次/h估算 （5）对于一排风系统，风量不宜过大，一般以7000m3/h合适，若大面积车间或厂
局部排风系统
局部排风系统
(1) 局部排气罩：又称集气罩，是通风系统中最重要的部 件之一。主要用以捕集污染气流，其性能的好坏对净 化系统的技术经济指标和净化效果有直接影响。
(2) 风管：在净化系统中用以输送气流的管道称为风管， 通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。
(3) 净化设备：净化设备是将有害气体进行净化处理的装 置，是净化系统的核心部分。
Ly0 x Ly2
Vf
排污微分方程求解
y2

y1
exp( L )
Vf

(x L

y0 )1

exp( L
Vf
)
y1
x L

y0
τ 有害物浓度随时间的变化曲线
风量公式： dy 0, 或 , exp( L ) 0
d
Vf
稳定状态下：
y2

x L
自然通风 机械通风
按通风系统作用范围分为
局部通风 全面通风 事故通风
局部通风：在有害物质的发生地，利用各种罩子和密闭柜， 把有害物质汇集起来经净化设备净化后排除出去。当生产 条件限制，不可能采用局部通风，或虽经局部通风有害物 质浓度仍达不到有关标准时，可以用全面通风。
全面通风：是对整个受危害和污染的车厢用新鲜空气进行全 面换气，把有害物质稀释到允许浓度以下。
排污微分方程求解
y2

d 1 d dy
d (Ly0 xLy )
Ly0 xLy
Ly0 xLy
V L V f
y1
0f


1 L
ln(
Ly0

x

Ly)
|
y2 y1


Vf
ln
Ly0 x Ly1 Ly0 x Ly2
L
Vf
Ly0 x Ly1 exp(L )
若已求得单独控制下列有害物质所需的全面通风量 分别为HCL：20m3/h;HF:18m3/h;粉尘25m3/h；余 热：30m3/h,则当他们同时发生时的全面通风量应 为（ ）m3/h。 A. 30 B. 55 C. 93 D. 38
（2）按换气次数进行计算
换气次数，次/h，一般取6～8次/h
6.67m3
/s
乙醇 L3 0
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
L L1 L2 L3 83.34 6.67 90.01m3 / s
其基本原理是：用清洁空气稀释（冲淡）室内含有有害物的 空气，同时不断的把污染空气排至室外，保证室内空气环 境达到卫生标准。
两类独立的通风系统
用于化学实验 操作的排风柜
全面送风量 全面排风
排风柜送风
量
量
排风柜排风量
持久，全面排风， 用于净化实验室
内的空气
排风柜
Fume hood
排风柜
Fume hood
【例2-1】 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。
房间体积Vf
通风风量 L(m3/s)
送风中有害物 浓度y0(g/m3)
X(g/s) dy
房间空气中在时间 车间通风排污模型 内的有害物浓度增量
通风风量 L(m3/s)
某一时刻空气 中的有害物浓 度y(g/m3)
在dτ时间内：送入量+散发量-排走量=变化量 则：L y0 dτ+ x dτ- L y dτ= Vf dy
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 按通风的动力分为
的蒸气，或数种刺激性气体(三氧化硫、二氧化硫、氯化氢、 氟化氢、氮氧化合物及一氧化碳)时，全面通风量按分别所需 空气量总和计算。
例题
【例2-1】某居住区房间内同时散发苯和甲醛， 散发量分别为5 mg/s、0.6 mg/s，求所需的全 面通风量。
【例2-2】已知某房间散发的余热量为120 kW，一氧化碳 散发量为12 mg/s，苯散发量为8 mg/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℃，试确定 该房间所需要的全面通风量。
全面机械排风系统 (a) 在墙上装有轴流风机的最简单全面排风。 (b) 室内设有排风口，室内空气从专设的排气装置排入 大气的全面机械排风系统。
② 全面送风
当不希望邻室或室外空气渗入室内，而又希望送入的空气是经 过简单过滤、加热处理的情况下，多用全面机械送风系统来 冲淡室内有害物，这时室内处于正压，室内空气通过门窗排 到室外。
W G
d p d0
dp——排出的空气含湿量（g/kg）
d0——进入的空气含湿（ g/kg ）
某车间内CO散发量300mg/s，车间内余热和余湿量分 别为36kJ/s和28g/s，进入车间空气的温度为28度， 湿度为21g/kg干空气，排出车间的空气湿度为37 度，湿度为25g/kg干空气，空气比热为1.01kJ/kg, 空气密度为1.2kg/m3,求车间全面通风的需风量。
房，最好分成若干较小区域(面积150～200m2)设置送排风系统，过大风量引起 噪声增加，造成运行成本的浪费（可以用玻璃墙或轻质板材分隔）
上节重点
1.全面通风 又称稀释通风，向房间送入清洁新鲜空气，稀释室内空气中 的污染物的浓度，同时把含污染物的空气排到室外，从而使 室内空气中污染物的浓度达到卫生标准的要求。 2.局部排风系统 排气罩、风管、净化装置、风机、烟囱
3、全面通风量的确定
1)．为稀释有害物所需的通风量
L kx y2 y0
2)．为消除余热所需的通风量 G Q
c(tp t0 )
L Q
c(tp t0 )
3).为消除余湿所需的通风量 G W
dp d0
L W
(dp d0)
二、全面通风量的确定
换气次数法
换气次数n：是指通风量L(m3/h)与通风房间体积 V(m3)的比值，即： n=L/V (次/h)
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。按公式计算把三种溶剂的蒸汽稀释到容许浓度所 需的通风量。
L Kx ys y0
苯
L1

X1 y2 y0

6 2 106 3600(40 0)
83.34m3 / s
醋酸乙脂
L2

X2 y2 y0

6 1.2 106 3600(300 0)
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： （1） 分别求出排除每种有害物风量Li ① 毒性相加作用的有害物：若车间同时散发多种有机溶剂 蒸气(苯类化合物、醇、酯类等)，或多种刺激性气体(SO2、 HCl、HF、CO、NOx及其盐类等)，实际换气量应是每一种有 害气体所需换气量的总和。 ：L=∑Li ② 毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量计算式： L=max{Li}
全面通风适用于 有害物产生位置不固定的地方 面积较大或局部通风装置影响操作 种类 包括全面送风和全面排风，两者可同时或单独使用。
单独使用时需要与自然送、排风方式相结合。
① 全面排风 为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区
域或邻室去，可以在有害物比较集中产生的区域或 房间采用全面机械排风。