通风方法及通风系统的组成

全面通风有害物散发量计算


1．生产设备散热量的确定 进行车间热平衡计算时，必须首先了解生产过程，正确 确定车间的得热量。为使设计安全可靠，应分别计算车间的 最大和最小得热量。把最小得热量作为车间冬季计算热量； 把最大得热量作为车间夏季计算热量。即在冬季，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； 经常不稳定的散热量按小时平均值计算。在夏季，采用热负 荷量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；白班不经常的较大的散热量也应考虑。 一般散热设备散热量的计算方法，在传热学中已经介绍。在 生产上，由于工艺设备种类繁多，结构复杂，完全用理论计 算的方法确定设备散热量是很困难的，设计计算时可查阅有 关文献。生产车间主要散热设备有下列几个方面：

全面通风的气流组织
气流组织：送风、排风口位置的合理布置， 选用合理的风口形式，合理分配风流。 气流组织原则：

全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程：
送入量：L y0 dτ 散发量: x dτ 排走量: L y dτ 变化量: d(Vf y)=Vf dy 则： L y0 dτ + x dτ - L y dτ = Vf dy

全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
全面通风风量计算：
全面通风的风量应能确保把各种
有害物(包括有害气体, 粉尘, 水蒸气, 热等)全部稀释或排除, 使有害物浓度不超过卫生标准。 由于有害物的性质不同, 应分别 计算所需风量, 然后确定全面通 风所需风量。
全面通风风量计算—— 稀释排除有害气体和粉尘的风量


1．排污模型及排污微分方程 为了分析室内空气中有害物浓度与通风量之间 的关系，先研究一种理想的情况，假设有害物在室 内均匀散发(室内空气中有害物浓度分布是均匀的)、 送风气流和室内空气的混合在瞬间完成、送排风气 流是等温的。 排污模型如图3-2-1所示。在体积为Vf的房间内， 有害物源每秒钟散发的有害物量为X，通风系统开 动前室内空气中有害物浓度为y1，通风风量为 L(m3/s)，入风的有害物浓度为y0(g/m3)，排风的 有害物浓度为y(g/m3)。


[例] 某车间使用脱漆剂，每小时消耗量为4kg，脱漆剂成分为苯50%，醋 酸乙酯30%，乙醇10%，松节油10%，求全面通风所需空气量。 [解]各种有机溶剂的散发量为 苯x1=4×50%=2kg/h=555.6mg/s； 醋酸乙酯 x2=4×30%=1.2kg/h=333.3mg/s； 乙醇x3=4×10%=0.4kg/h=111.1mg/s； 松节油x44×10%=0.4kg/h=111.1mg/s。 根据卫生标准，车间空气中上述有机溶剂的容许浓度为 苯yp1=40mg/m3； 醋酸乙酯yp2=300mg/m3； 乙醇没有规定，不计风量； 松节油yp4=300mg/m3。 送风空气中上述四种溶剂的浓度为零，即y0=0。取安全系数K=6，按公 式（3-2-11）分别计算把每种溶剂蒸气稀释到最高容许浓度以下所需的 风量。 苯 ； 醋酸乙酯 ； 乙醇 L3 =0； 松节油 ； 数种有机溶剂混合存时，全面通风量为各自所需风量之和。即 =83.34+6.66+0+2.22 =92.22m3s/s
第二章 通风方法及通风系统的组成
第二章
通风方法及其通风系统组成 通风方法 分类
本 章 内 容 框 架
通风 方法
各类通风 方法分析
通风 系统
送风系统
排风系统
第二章
通风方法及其通风系统组成
§2.1 通风方法分类 §2.2 全面通风法的分析计算 §2.3 通风系统的组成
§2.1 通风方法分类
自然 通风 机械 通风 局部通风

有害物散发量无法确定时的风量计算原则：
按经验式计算：L=nVf （m3/h） n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积
全面通风风量计算——
消除热、湿的风量计算

消除余热风量公式：
Q G c(t p t0 )
G——通风质量风量，Kg/s； Q----室内余热量, KJ/s ; C----空气的质量比热, C=1.01KJ/Kg ℃; tp----排气温度,℃ ; t0----进气温度,℃ 。
全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污模型及排污微分方程：
房间体积Vf 通风风量 L(m3/s)
通风风量 L(m3/s)
X(g/s)
有害物浓度 y0(g/m3) 车间通风排污模型
有害物浓度 y(g/m3)
全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程：
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 在dτ 时间内： 送入量+散发量-排走量=变化量





3．有害气体散发量的计算 在生产车间内，有害气体的来源主要有以下几个方 面： （1）燃料燃烧产生的有害气体； （2）通过炉子的缝隙入室内的烟气； （3）从生产设备或管道的不严密处，漏入室内的 有害气体； （4）容器中化学品自由表面的蒸发； （5）物体表面涂漆时，散入室内的溶剂蒸气； （6）生产过程中化学反应产生的有害气体。如电 解铝时产生的氟化氢，铸件浇注时产生的一氧化碳 等。
机械通风特点
靠风机动力使空气流动的方法
称为机械通风。 进风和排风可进行处理, 通风 参数可根据要求选择确定, 可 确保通风效果, 但通风系统复 杂, 投资费和运行管理费用大。
§2.1 通风方法分类
局部通风 分为：局部排风和局部送风 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. 又分为系统式和分散式。系统式就是通风系 统将室外空气送至工作地点。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。

全面通风风量计算——
消除热、湿的风量计算

消除余湿风量公式：
W G d p d0
G——通风质量风量，Kg/s； W----室内余湿量, g/s ; dp----排气含湿量,g/Kg ; d0----进气含湿量, g/Kg 。







全面通风就是对房间进行通风换气, 以 稀释室内有害物, 消除余热, 余温, 使 之符合卫生标准要求。 全面通风的动力可以是自然风压和热压, 也可以是风机风压。 全面通风具体实施方法又可分为全面排 风法, 全面送风法, 全面排送风法和全 面送、局部排风混合法等, 可根据车间 的实际情况采用不同的方法。
全面通风风量计算——
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 （2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、 醋酸等溶剂类；S2O3、SO3等刺激性气体，按 求和计算风量：L=∑Li （3）毒性无相加作用的有害物：取最大者 为风量计算式：L=max{Li}
排污微分方程求解
y2 dy Ly 0 x Ly
d 1 d ( Ly0 x Ly ) d Ly0 x Ly Vf L Vf y1 0

Ly0 x Ly1 L 1 y2 ln( Ly0 x Ly ) | y1 ln L Vf Ly0 x Ly2 V f Ly 0 x Ly1 L exp( ) Ly 0 x Ly 2 Vf
§2.1 通风方法分类
ΔP ξ u


自然通风风量
u
2
令 L F
1
2 2 Δ P ξ

则
2 P

△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa; ξ —窗孔的局部阻力系数 μ —窗孔的流量系数；ρ —空气密度，kg/m3 F—窗孔的面积，m2；L—通风量，m3/s
§2.1 通风方法分类
全面通风有害物散发量计算
由于生产情况复杂, 有害气体或粉尘的产 生量一般通过实测确定, 根据实测,可按下 式计算有害气体或粉尘的产生量: x = [ Vf (y1 - y0)+ L (yp- yj) t]/t 式中Vf----房间的容积, m3 ; y0, y1 ----室内空气有害气体或粉尘初始 和最终浓度, g/m3 ; yp,yj ----排风和进风空气中有害气体或粉 尘的浓度, g/m3 ; t ----进行测定的时间, s。
在普通轴流风机上加设甩 水盘构成
具降温作用，但可引起人 造汗。 要求水滴<60μm，最大不 超过100μm。风速不大于3～ 5m/s。 用于温度高于35℃，辐射 强度大于1400W/m2，细小雾 滴对生产工艺无影响的中、 重作业点。
§2.1 通风方法分类
分散式局部送风系统—喷雾风扇送风
§2.1 通风方法分类 全面通风

§2.2 全面通风法的分析计算
全面通风的效果取决于气流组织方式, 通风风量大小及房间内热湿和有害物的 产生量等因素。 本节主要讨论以下内容： 全面通风风量计算 全面通风气流组织 全面通风的风量平衡与热平衡计算 有害物散发量估算 全面通风系统的组成

§2.2 全面通风法的分析计算
全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程求解
L x L y2 y1 exp( ) ( y0 ) 1 exp( ) Vf L Vf
y1
x y0 L
τ
全面通风风量计算——
稀释排除有害气体和粉尘的风量
风量公式： dy L 0, 或 , exp( )0 稳定状态下： d Vf x x 则 y y y y L 2 0 2 s L y s y0






（1）工业炉及其热设备的散热量； （2）原材料、成品或半成品冷却的散热量； （3）蒸汽锻锤的散热量； （4）燃料燃烧的散热量； （5）电炉、电机的散热量； （6）热水槽表面散热量。 2．散湿量的确定 生产车间的散湿，主要有下列几方面： （1）暴露水面或潮湿表面散发的水蒸汽量； （2）材料或成品的散湿量； （3）化学反应过程中散发的水蒸汽量。
§2.1 通风方法分类
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分散式局部送风系统—风扇送风
在作业点附近设置普通风扇进行循环吹
风，加快对流散热。 工作点风速要求： 轻作业—2～4m/s，中作业——3～ 5m/s，重作业——5～7m/s 。 适用于气温不大于35℃，且非产尘的车 间。
§2.1 通风方法分类
分散式局部送风系统—喷雾风扇送风
按通风 的动力 分为
通风 方法 分类
按通风系统 作用范围分
全面通风 事故通风
§2.1 通风方法分类
自然通风特点
依靠室内外空气温差所造成的热
压, 或利用室外风力作用在建筑 物上所形成的压差, 使室内外的 空气进行交换, 从而改善室内的 空气环境。 不需动力, 经济; 但进风不能预 处理, 排风不能净化, 污染周围 环境; 且通风效果不稳定。

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 Kx L y s y0 ys——有害物安全浓度值




[例] 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)。 [解] 由有关资料查得每人每小时呼出的CO2约为40g，因此， CO2的产生量x=40×198=7920g／h=2．2g／s。 送入室内的空气中，CO2的体积含量为0．05%(即 y0=0．98g／m3)，风机启动前室内空气中CO2浓度与室外 相同，即yl=0．98g／m3。 由公式（3-2-4）得