工业通风习题

工业通风习题
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ﻩ
第一章 工业有害物及其防治的综合措施
习题
1。

粉尘．有害蒸气和气体对人体有何危害? 2。

试阐明粉尘粒径大小对人体危害的影响。

3。

试阐述采用通风技术控制有害物的理论依据。

4。

写出下列物质在车间空气中的最高容许浓度,并指出何种物质的毒性最大(一氧化碳,二氧化硫，氯,丙烯醛,铅烟,五氧化砷，氧化镉)。

5。

卫生标准规定的空气中有害物质最高容许浓度,考虑了哪些因素?举例说明。

６。

排放标准规定空气中汞蒸气的含量为0.01㎎／3m ，试将该值换算为mL/3m 。

7。

排放标准与哪些因素有关？
8。

试阐述在不同的室内气象条件下对人体舒适感（或人体热平衡)的影响。

第二章 控制工业有害物的通风方法
习题
１。

确定全面通风风量时,有时采用分别稀释各有害物空气量之和；有时取其中的最大值,为什么？
2。

进行热平衡计算时，为什么计算稀释有害气体的全面通风耗热量时,采用冬季采暖室外计算温度；而计算消除余热，余湿的全面通风耗热量时，则采用冬季通风室外计算温度？ 3。

通用设计如果不考虑风量平衡和热平衡,会出现什么现象？
４。

某车间体积V=１0003m ，由于突然发生事故，某种有害物大量散入车间，散发量为３50㎎/s,事故发生后10m ｉn 被发现，立即开动事故风机，事故排风量为Ｌ＝3.63
m ／s 。

试问:风机启动后要经过多长时间室内有害物浓度才能降低100㎎／3
m 以下,(风机启动后有害物继续发散)。

5。

某大修厂在喷漆室内对汽车外表喷漆，每台车需用1.5小时，消耗硝基漆1２k ｇ,硝基漆中含有20%的香蕉水,为了降低漆的粘度,便于工作,喷漆前又按漆与溶剂质量比４：1加入香蕉水。

香蕉水的主要成分是：甲苯50％、环己烷８％、乙酸乙酯30％、正丁醇4％。

计算使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量(取K 值为1.0)。

6。

某车间工艺设备散发的硫酸蒸气量x=20㎎/s ，余热量Q=1７4KW 。

已知夏季的通风室外计算温度w t =3２℃要求车间内有害蒸气浓度不超过卫生标准，车间内温度不超过35℃。

试计算该车间的全面通风量(因有害物分布不均匀，故取安全系数Ｋ=3）。

7。

某车间同时散发CO 和S 2O ，co X =１40㎎／ｓ,2Xso =5６㎎／s,试计算该车间所需的全面通风量。

由于有害物及通风空气分布不均匀，故取安全系数Ｋ=６。

８。

某车间布置如图示2-１2,已知生产设备散热量j Q =350KW,围护结构失热量h Q ＝45０KW,上部天窗风量zp L =2.783
m /s,局部排风量jp L =4.163
m ／s ，室内工作区温度n t ＝20℃,
室外空气温度w t =﹣１2℃,机械进风温度j t ＝３７℃，车间内温度梯度
H
t
∆=0．3℃／m ,从地面到天窗中心线的距离为10m ，求机械进风量jj L 和自然进风量zj L (3m /s) 。

9。

车间通风系统布置如图示2-1２所示，已知机械进风量jj G =１．１1㎏/S ,局部排风量
39.1G =ρ㎏/Ｓ,机械进风温度20t j =℃,车间的得热量20KW Q d =，车间的失热量
KW )t t (5.4Q w n h -=,室外空气温度w t =5℃,开始时室内空气温度n t ＝２0℃，部分空气
经侧墙上的窗孔A 自然流入或流出,试问车间达到风量平衡、热平衡状态时 （１)窗孔Ａ是进风还是排风,风量多大？ （2)室内空气温度是多少度?
10。

某车间生产设备散热量11.6Q =ＫJ/ﻩS,局部排风量84.0G jp =㎏/Ｓ,机械进风量
56.0G jj =㎏／S ,室外空气温度w t =30℃，机械进风温度25t jj =℃,室内工作区温度n t ＝
32℃,天窗排气温度38t p =℃，试问用自然通风排出余热时，所需的自然进风量和自然排风量是多少?
1１。

某车间局部排风量56.0G jp =㎏/S ，，冬季室内工作区温度n t =15℃,采暖室外计算温度w t =-２5℃,围护结构耗热量 5.8Q =S KJ ,为使室内保持一定的负压,机械进风量为排风量的9０％,试确定机械进风系统的风量和送风温度。

12。

某办公室的体积17０3
m ,利用自然通风系统每小时换气两次，室内无人时,空气中2CO 含量与室外相同为0.0５%,工作人员每人呼出的2CO 量为h g 8.19,在下列情况下，求室内最多容纳的人数。

(1)工作人员进入房间后的第一小时，空气中2CO 含量不超过0.１%。

（2)室内一直有人,2CO 含量始终不超过0.1％。

１3。

体积为２243m 的车间中，设有全面通风系统,全面通风量为0.１43m /s ，2CO 的初始体积浓度为0.0５%，有15人在室内进行轻度劳动，每人呼出的2CO 量为45h g ,进风空气中2CO 的浓度为0.0５%, 求
(1)达到稳定时车间内浓度2CO 是多少。

（２)通风系统开启后最少需要多长时间车间2CO 浓度才能接近稳定值（误差为２%）。

第三章 局部排风罩
习题
1。

分析下列各种局部排风罩的工作原理和特点。

(1）防尘密闭罩 （2)外部吸气罩 (３)接受罩
2。

为获得良好的防尘效果，设计防尘密闭罩时应注意哪些问题?是否从罩内排除粉尘愈多愈好?
3。

流量比法的设计原理和控制风速有何不同?它们的适用条件是什么?
４。

根据吹吸式排风罩的工作台原理，分析吹吸式排风罩最优化设计的必要性。

5。

为什么在大门空气幕（或吹吸式排风罩)上采用低速宽厚的平面射流会有利于节能? 6。

影响吹吸式排风罩工作台的主要因素是什么?
7。

平面射流抵抗侧流（压）的能力为什么取决于射流的出口动量，而不是射流的流速？ 8。

槽边排风罩上为什么1F f 愈小条缝口速度分布愈均匀？
9。

有一侧吸罩罩口尺寸为300×30０㎜。

已知其排风量L=0.５43
m /s,按下列情况计算距罩口0.3ｍ处的控制风速。

（１)自由悬挂,无法兰边 (2)自由悬挂,有法兰边
（3）放在工作台上,无法兰边
10。

有一镀银槽槽面尺寸=⨯B A 800×６０0㎜,槽内溶液温度为室温，采用低截面条缝式槽边排风罩。

槽靠墙布置或不靠墙布置时,计算其排风量、条缝口尺寸及阴力。

1１。

有一金熔化炉（坩埚炉）平面尺寸为600×600㎜，炉内温度600t =℃,。

在炉口上部4０0㎜处设接受罩，周围横向风速s m 3.0。

确定排风罩罩口尺寸及排风量。

12。

有一浸漆槽槽面尺寸为6０0×6０0㎜,槽内污染物发散速度按25.0v 1=s m 考虑,室内横向风速为0.3s m 。

在槽上部350㎜处设外部吸气罩。

分别用控制风速法和流量比法进行计算。

对计算结果进行比较。

［提示:用流量比法计算时，罩口尺寸应与前者相同]
13。

某产尘设备设有防尘密闭罩，已知罩上缝隙及工作孔面积08.0F =㎡,它们的流量系数
4.0=μ,物料带入罩内的诱导空气量为0.2s /m 3.要求在罩内形成25Pa 的负压,计算该排风
罩排风量。

如果罩上又出现面积为08.0㎡的孔洞没有及时修补,会出现什么现象?
14。

某车间大门尺寸为3m 3⨯，当地室外计算温度w t =12-℃,、室内空气温度n t =+15℃、室外风速w v =s /5m .2。

因大门经常开启，设置侧送式大门空气幕。

空气幕效率100=η%，要求混合温度等于10℃,计算该空气幕吹风量及送风温度。

[喷射角=α４5°，不考虑热压作用,风压的空气动力系数Ｋ=1.0]
15。

与14题同一车间，围护结构耗热量400KW Q 1=，车间用暖气片作值班采暖。

车间采暖的不足部分,50％由暖风机供热,５0%由空气幕供热,在这种情况下,大门空气幕送风温度及加热器负荷是多少?［空气幕吹风量采用14题的结果]
１6。

有一工业槽，长=宽为2000×1500㎜,槽内溶液温度为常温，在槽上分别设置槽边排风罩及吹吸式排风罩，按控制风速法分别计算其排风量。

［提示:①控制点的控制风速
4.0v x =s m ,②吹吸式排风罩的
20b H
o
=] 17。

有两股气流如图3-6０所示,求污染气流的边界线（21L L =)。

［提示:确定流线的流函数值时,要注意流函数的增值方向]
第四章 通风排气中粉尘的净化
１.为什么两个型号相同的除尘器串联时,它们的除尘效率是不同的？哪一级的除尘效率高？ 2.粉尘的平均几何标准偏差j σ的物理意义是什么？为什么j σ能反映粒径的分布状况？ 3．公式（4-１９)和（4-2４）的物理意义有何不同?如何把公式(4-19）变换成（4－２4)？ 4.沉降速度和悬浮速度的物理意义有何不同?各有什么用处？
5．在湿式除尘器或过滤式除尘器中,影响惯性碰撞除尘效率和扩散除尘效率的主要因素是什
么?
６.袋式除尘器的阻力和过滤风速主要受哪些因素的影响? 7.分析影响电除尘器除尘效率的主要因素。

8．说明理论驱进速度和有效驱进速度的物理意义。

9.根据除尘机理分析重力沉降室旋风除尘器机电除尘器的工作原理有何共同点和不同点。

为
什么对同一粒径的尘粒，它们的分级效率各不相同?
1０．某除尘系统在除尘器前气流中取样，测得气流中粉尘的累计粒径分布如下：
粒径 ()m d c μ
２.０ 3.0 5．0 7.0 10 25 ()c d φ(％）
2
10
40
70
９2
99.9
在对数概率纸上作图检查它是否符合对数正态分布,求出它的中位径j dc 及几何标
准偏差j σ。

1１.有一两级除尘系统，系统风量为２.22s m 3
,工艺设备产尘量为s g 2.22，除尘器的除尘效率分别为80%和95％,计算该系统的总效率和排空浓度。

1２．有一两级除尘系统,第一级为旋风除尘器,第二级为电除尘器，处理一般的工业粉尘。

已
知起始含尘量浓度为3
m g 15，旋风除尘器效率为8５%，为了达到排放标准的要求，电除尘器的效率最少应是多少?
13．某旋风除尘器在试验过程中测得下列数据:
粒径()m μ 0~5 5~10 1０~20 2０~40 >40 分级效率（%)
７0 ９2．５ 96 99 100 实验粉尘的分组质量百分数(%）
1４
17
25
23
21
求该除尘器的全效率。

14。

在现场对某除尘器进行测定，测得数据如下:
除尘器进口含尘浓度 3
1m mg 3200y = 除尘器出口含尘浓度 32m mg 480y = 除尘器进口和出口管道内粉尘的粒径分布为 粒径()m μ 0～５ ５~10 10～20 2０～40 >４0 除尘器前（％） 20 10 １５ 2０ 35 除尘器后(％）
78
１4
７.4
0.6
０
计算该除尘器的全效率和分级效率。

１５。

金刚砂尘的真密度3
c m Kg 3100=ρ，在大气压力1atm P =、温度20t =℃的静
止空气中自由沉降,计算粒径2d c =、5、1０、4０m μ时尘粒的沉降速度。

16。

有一重力沉降室长6m 、高3m ，在常温常压下工作。

已知含尘气流的流速为０．5s m ,
尘粒的真密度3
c m Kg 2000=ρ，计算除尘效率为１0０%时的最小捕集粒径。

如果除
尘器处理风量不变,高度改为２m ，除尘器的最小捕集粒径是否会发生变化?为什么？ 17。

对某电除尘器进行现场实测时发现，处理风量s m 55L 3
=,集尘极总集尘面积
2500A =㎡,断面风速s m 2.1v =，除尘器效率为99％，计算粉尘的有效驱进速度。

18。

某除尘系统采用两个型号相同的高效长锥体旋风除尘器串联运行。

已知该除尘器进口处
含尘浓度3
1m g 5y =,粒径分布如下表。

根据4－10给出的分级效率，计算该除尘器的排空浓度。

粒径范围()m μ
０～5 ５~１0 10～20 ２0～４４ >４4 1d φ(%）
２0
1０
15
2０
35
19。

对某除尘器测定后，取得以下数据:除尘器进口处含尘浓度3
m g 4，除尘器处理风量
h m 5600L 3=,除尘器进口处及灰斗中粉尘的粒径分布如下:
粒径范围()m μ 0~5 5～10 10~2０ 20～40 4０~６0 >44 进口处1d φ(%） 10.４ 14 19.6 22．4 14 １9．6 灰斗中2d φ(％）
7.８
１2.６
20
23.2
14.8
2１.6
除尘器全效率8.90=η%。

计算：（１)除尘器分级效率;
（2)除尘器出口处粉尘的粒径分布;
（３）除尘器粉尘排空量，h Kg 。

20.已知试验粉尘的中位径m 5.10d cj μ=，平均的几何标准偏差0.2j =σ,利用对数概率纸求
出该粉尘的粒径分布。

2１。

已知某旋风除尘器特性系数8.0m =，在进口风速s m 15u =,粉尘真密度
3c m Kg 2000=ρ时，测得该除尘器分割粒径m 3d cso μ=。

现在该除尘器处理3c m Kg 2700=ρ的滑石粉，滑石粉的粒径分布如下:
粒径范围()m μ 0~5 5～10 10～２0 ２0~30 ３０~40
>４0 粒径分布φd (％）
7
１8
36
17
9
10
进口风速保持不变，计算该除尘器的全效率。

22。

含尘气流与液滴在湿式除尘器内发生惯性碰撞。

已知液滴直径m 120d y μ=,气液相对
运动速度s m 5y =υ，气体温度20t =℃。

计算粉尘真密度3
c m kg 2000=ρ,粒径为
5、１0、20m μ时的惯性碰撞数。

23。

已知某电除尘器处理风量h m 102.12L 3
4
⨯=,集尘极总集尘面积648A =㎡，除尘器
进口处粒径分布如下: 粒径范围()m μ
０~5
5~１0
１0~20
２０~３
30～４０
>40
粒径分布φd （%） 3 10 3０ 35 1５ 7
根据计和测定,
理论驱进速度 s cm d 1095.3w c 4
⨯=()m d c 为粒径，;
有效驱进速度 w 2
1
w e =
计算该电除尘器的除尘效率。

第五章 通风排气中有害气体的净化
1．摩尔分数和比摩尔分数的物理意义有何差别?为什么在吸收操作计算中常用比摩尔浓度？ 2．为什么下列公式都是享利定律表达式？它们之间有何联系?
*HP C =
Ex P *= mX Y *=
3.什么是吸收推动力?吸收推动力有几种表示方法?如何计算吸收塔的吸收推动力？ ４．画出吸收过程的操作线和平衡线，并利用它们分析该吸收过程的特点。

５．双膜理论的基本点是什么?根据双膜理论分析提高吸收效率及吸收速率的方法。

6．吸收法和吸附法各有什么特点?它们各适用于什么场合？ 7.什么是吸附层的静活性和动活性?如何提高其活动性?
8．已知-HCl 空气的混合气体中，HCl 的质量占30％,求HCl 的摩尔分数和比摩尔分数。

９.某通风排气系统中,2NO 浓度为3
m m g 2000，排气温度为5０℃,试把该浓度用比摩尔
分数表示。

10.在3kPa .101P =、20t =℃时,氨在水中的溶解度为
3NH 的分压力()kPa
0 0.4
0．8 １.2 1.6 2．０ 溶液浓度O 100kgH NH kg 23 0 ０.5
１
1.5
２.0
2.5
把上述关系换算成*
Y 和X 的关系,并在X Y -图上绘出平衡图，求出相平衡系数m 。

１１．3NH －空气混合气体的体积为1003
m ，其中含3NH 20％，用水吸收,使3NH 的含量
减小到5%(体积）。

吸收过程有中间冷却,前后温度不变。

求被吸收的3NH 的体积数，并用比摩尔分数计算作对比。

１2．
2SO -空气混合气体在1atm P =、20t =℃时与水接触,当水溶液中2SO 浓度达到２.5%（质量）,气液两相达到平衡,求这时气相中2SO 分压力(kPa ）。

１３．已知2Cl -空气的混合气体在1atm P =、20t =℃下，占2.5%(体积),在填料塔用水吸
收,要求净化效率为9８％。

填料塔实际液气比为最小液气比的１.2倍。

计算出口处2Cl 的液相浓度。

14．某厂排出空气中2SO 占1%(体积)，已知排风量为1000h m
3
,在20t =℃,1atm P =下
用水吸收2SO ,实际用水量为44６０0h kg （实际液气比为最小液气比的2倍）,求吸收塔出口处2SO 气相浓度(3
m mg ）。

15.有一通风系统在20t =℃,1atm P =下运行,排出空气中S H 2占4.5%（体积)，排风量
s m 5.0L 3=。

在吸收塔内用水吸收S H 2，实际的供液量为最小供液量的1.3倍，气
相总吸收系数s m kmol 0021.0K 2
g •=。

要求吸收塔出口处气相中S H 2浓度不超过10０0ppm 。

计算:
（1）实际的供液量h kg ; （２）出口处液相中S H 2浓度；
(3）必须的气液接触面积。

16．某油漆车间利用固定床活性炭吸附器净化通风排气中的甲苯蒸气。

已知排风量
h m 2000L 3=、20t =℃、空气中甲苯蒸气浓度1０0pp ｍ。

要求的净化效率为１00%。

活性炭不进行再生,每90天更换一次吸附剂。

通风排气系统每天工作4小时。

活性炭的容积密度为3
m kg 600,气流通过吸附层的流速s m 4.0=υ,吸附层动活性与静活性之比为０．8。

计算该吸附器的活性炭装载量（kg )及吸附层总厚度。

17．有一采暖锅炉的排烟量s m 44.3L 3
=,排烟温度150t p =℃，在标准状态下烟气密度
3m kg 3.1=ρ，烟气定压比热•=kg kJ 98.0c ℃。

烟气中2SO 浓度3so m mg 2000y 2=,地面附近大气温度20t w =℃，在１0ｍ处大气平均风速
s m 410=υ，烟气出口流速s m 18ch =υ。

要求烟囱下风侧地面附近的最大浓度不超
过卫生标准的规定，计算必须的最小烟囱高度。

大气状态中性。

第六章 通风管道的设计计算
1.又以矿渣混凝土板通风管道，宽１.２m,高0.６m ，管内风速s m 8,空气温度2０℃,计算其
单位长度摩擦阻力m R 。

2．一矩形风管的断面尺寸为200400⨯㎜，管长8m,风量为s m 88.03
,在20t =℃的工况
下运行，如果采用薄钢板或混凝土（0.3K =㎜)制风管,试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力空气在冬季加热至50℃,夏季冷却至1０℃,该矩形风管的摩擦阻力有何变化?
3.有一通风系统如图6-2９所示。

起初只设a 和b 两个排风点。

已知s m 5.0L L 3b a ==，100Pa P 250Pa,P cd bc =∆=∆因工作需要，又增设排风点e ，要求s m
4.0L 3e =。

如在设计中管段de 的阻力de P ∆分别为300Pa 和３50Pa （忽略点三通直通部分阻力）,试问此时实际的a L 及b L 各位多少?
４．对图6-２9所示的排风系统进行水力计算并选择风机。

已知
s m L L b a 35.0==,s m L 34.0=,m l m l l cd bc ac 8,7===,m l ed 10=，m l df 6=，m l gh 5=局部排风罩为圆伞形罩(扩张角o 60=α);锥形风帽6.1=ξ(管内输送20=t ℃的空气)；风管材料为薄钢板。

５．为什么不能根据矩形风管的流速当量直径v D 及风量L 查线解图求风管的比摩阻m R ? ６．对图6-3０所示的通风系统,绘出其压力分布图。

7.为什么进行通风管道设计时，并联支管汇合点上的压力必需保持平衡(即阻力平衡)？如设
计时不平衡,运行时是否会保持平衡?对系统运行有何影响?
８．在纵轴为压力P 和横轴为管长l 的坐标上,画出等断面均匀送风和排风管道的压力分布图
（可不计局部阻力）。

9.有一矩形断面的均匀送风管，总长m l 5.12=，总送风量h m L 3
9600=。

均匀送风管上
设有8个侧孔,侧孔间的间距为1.５m 。

确定该均匀送风管的断面尺寸阻力及侧孔的尺寸。

10.某工厂全部设备从上海迁至青海西宁，当地大气压力kPa B 5.77=。

如对通风除尘系统
进行测试,试问其性能（系统风量阻力风机风量风压轴功率）有何变化?
1１.《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ 1９-８7）第4.7.５条规定：“输送非标准状态
空气的通风系统，当以实际的容积风量用标准状态下的图表计算出系统的压力损失,并按一般的通风性能样本选择通风机时，其风量和风压不应修正，但是电动机的轴功率应进行验算”。

为什么？从理论上加以说明。

１2.某厂铸造车间采用低压吸送式系统，输送温度为100℃的旧砂，如图6－31所示。

要求输料量()s kg h kg G l 05.311000=,已知物料密度32650m kg l =ρ,输料管倾角o 70,车间内空气温度20℃，不计管道散热;0.2=l μ第一级分离器进口风速s m 181=υ，局部阻力系数0.31=ξ;第二级分离进口风速s m 162=υ，局部阻力系数6.52=ξ；第三级袋式除尘器阻力1000Pa P =∆,第一二级分离器效率均为80％。

计算该气力输送系统的总阻力（受料器阻力系数5.1c =）。

第七章 自然通风与局部送风
１.利用风压热压进行自然通风时，必须具备什么条件?
2．什么是余压？在仅有热压作用时,余压和热压有何关系?
３．已知中和面位置如何求各窗孔的余压？
4．有效热量系数ｍ的物理意义是什么?为什么图7－11(b)所示的形式m 值要比图7-１1(a) 大？
5.热源占地面积f 和地板面积F 之比F f 很大时,1m 值和车间内热气流的运动与F f 很小时有何不同？
6.在南方炎热地区高温车间采用风扇进行降温有何优缺点?要注意什么问题？
７．本书图７-１8所示的自然排风系统，要求其局部排风量h m 1000L 3=。

已知风帽的空气动力系数4.0K -=,室外风速w v ，风帽局部阻力系数2.1=ξ(对应于接管动压）,室内空气温度n t ,管道内空气温度0t (n 0t t >)，管道的摩擦阻力系数02.0=λ,如何计算该排风系统管到直径,列出其计算步骤。

8.有一排风柜如图7-３1所示,采用自然排风，已知室内空气温度为n t ，柜内排出空气温度为0t （n 0t t >),排风柜孔口宽度为B ，孔口流量系数60.0=μ。

为防止污染气体进入室内，中和面的最低位置应出于何处?最小的自然排风量是多少（列出其计算式)？
９．某车间如图７-３２所示,已知10F F 21==㎡,6.021==μμ,6.0K 1+=,30.0K 2-=，mn 室外空气流速s m 5.2v =,室内无大的发热源。

计算该车间的全面换气量。

10．某车间如图７-３３所示,已知31t w =℃,室内工作区温度35t n =℃，ｍ=０.4，下部窗
孔中心至地面距离5.2h =，下部窗孔面积50F 1=㎡,上部窗孔面积36F 2=㎡,60.021==μμ。

计算该车间全面通风量及中和面位置（不考虑风压作用）。

11.某车间形式如图７-13所示,车间总余热量s KJ 800Q =,3.0m =,室外空气温度
30t w =℃,室内工作区温度5t t w n +=℃,6.031==μμ，4.02=μ。

如果不考虑风压作用，求所需的各窗孔面积(要求排风窗孔面积为进风窗孔面积的一半）。

１２.两相邻建筑的布置如图7-34所示,排气立管距外墙1m 。

为保证排气主管能正常排气,不发生倒灌，排气立管伸出屋顶的最小高度是多少?
13．某工作地点需设置局部送风系统,已知工作地点送风参数为25t sp =℃，s m 3v sp =室
内空气温度30t n =℃,喷头至工作地点距离5.1s =ｍ，气流作用范围5.1D s =m 。

计算所需的旋转式喷头的当量直径、出口风速、风量、温度。