2022年通风除尘作业及答案 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆1.3 粉尘有哪些基本性质？粉尘爆炸应具备哪些条件？影响粉尘爆炸的主要因素有哪些？（1）基本性质1.悬浮性； 2.凝聚与附着性； 3.湿润性； 4.自燃性和爆炸性； 5.粒度及分散度特性； 6.荷电性； 7.光学特性； 8.磨损性。（2）粉尘爆炸的条件必须同时具备以下三个条件：粉尘本身具有爆炸性。粉尘悬浮在一定氧含量的空气中，并达到一定浓度。 有足以引起粉尘爆炸的起始能量，即点火源。（3）影响粉尘爆炸的主要因素粉尘的化学组分及性质；粒度及分散度；氧含量；灰分及水分；可燃气含量；点火能量；粉尘粒子形状和表面状态。1.4 试述粉尘进入人体的过程。经历以下四个过程： （1）

2、在上呼吸道的咽喉、气管内，含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使粒径大于10m 的尘粒首先沉降在内，经过鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形成痰排出体外；（2） 在上呼吸道的较大支气管内， 通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用， 使 510m 的尘粒沉积下来，经气管、支气管上皮的纤毛运动，咳嗽随痰排出体外，因此，真正进入下呼吸道的粉尘，其粒径均小于5m；（3）在下呼吸道的细小支气管内，由于支气管分支增多，气流速度减慢，使部分 25m 的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级排出体外；（4）其余的细小粉尘进入呼吸性支气管和肺内后，一部分可随呼气排出体外；另一部分沉积在肺泡壁上或进入肺内。1.风道直径 25

3、0mm，长 15m，风道内空气温度40。求维持层流运动的最大流速和相应的摩擦阻力。 （计算）解：管道内流动的状态的变化，可用无量纲雷诺数Re来表征。层流状态下， Re2300，故最大流速为 Re=2300时的流速。空气温度在 40时，其密度和动力粘度分别为：1.128 kg/m3、1.92 Pas10-5。则最大流速为：m/s 相应的摩擦阻力为：Pa 2.有一钢板制矩形风道，其断面尺寸为宽300mm、长 600mm，长 10m，风道内流过的风量 L=4000 m3/h。求风道的总摩擦阻力。（查图或表）156.0128.125. 01092.12300Re5Dv02216.02156.0128.

4、125.0150175.022075. 021. 02vDvDLhr精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆解：矩形风管内空气流速m/s 流速当量直径m 由v =6.17 m/s ，De=400 mm，查图得单位摩擦阻力：hb0=1.25 Pa/m 所以hb=Lhb0=101.25=12.5 Pa 3已知某梯形风道摩擦阻力系数=0.0177 N s2/m4，风道长 L=200m ，净断面积 S=5m2，通过风量 Q=720 m3/min ，求摩擦风阻与摩擦阻力。解：梯形风道的周长U 与断面积 S

5、之间满足，其中 C=4.16，则可得 U=4.16*50.5=9.30 m 由风道的摩擦风阻为， 带入上述数值可得Rr=0.263 kg/m7或 Ns2/m8。则风道摩擦阻力为Pa 4 兰州市某厂有一通风系统， 风管用薄钢板制作。 已知风量 L=1500 m3/h （0.417 m3/s） ，管内空气流速v=15 m/s，空气温度t=100，求风管的管径和单位长度的沿程损失。解：由线算图查得： D=200 hb0=14.8 Pa/m，兰州市大气压力： B=82.5 kPa 由图 2-3-3 查得：Kt=0.82， KB=0.86 所以，hb=KtKBhb0=0.820.8314.8=10. 0

6、7 Pa/m 5. 一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为600，小断面直径为400m ，今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa，大断面的平均动压为100Pa,空气密度为 1.2kg/m ，求该处的局部阻力系数。解：由于全压差为局部阻力，已知静压差为550Pa，大断面平均动压为100Pa，由，则m/s；由风量不变可知Q1=Q2，即 S1v1=S2v2，则17.66.03.0360040003600FLv4.0)6.03.0(26 .03.044USDe3SLURrSCU87.3760720263.022QRhrr22vhv9.12211vhv精选学习资料 - - - - - - -

7、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆2221214141vRvR，有0.299 .12*1636122212vRRvm/s，则小断面平均动压为Pa，故动压差为： -404.6 Pa，则全压差为：550-404.6=145.4 则有对于大断面来说，局部阻力系数1=1.45 6一矩形薄钢板风管 （K=0.15 mm）的断面尺寸为 400mm200mm，管长 8m，风量为 0.88 m3/s，在 t=20的工况下运行，试分别用流速当量直径和流量当量直径计算其摩擦阻力。如果采用矿渣混凝土板（K=1.5 mm）制作风管，再求该风管的摩擦阻力

8、。如果空气在冬季加热至50，夏季冷却至 10，该矩形薄钢板风管的摩擦阻力有何变化？解：（1）先求该风管内空气流速v：m/s 再求流速当量直径Dv：m 由 v=11 m/s ，Dv=270 mm，查线算图可得： hb0=5.4 Pa/m，则该风管的摩擦阻力为：h=hb0l=5.48=43.2 pa 流量当量直径 DL：M 由 L=0.88 m3/s=3168 m3/h，DL=300 mm，查线算图可得： hb0=5.4 Pa/m，则该风管的摩擦阻力为：h=hb0l=5.48=43.2 pa 则两种方法结果相同。（3）矿渣混凝土风管K=1.5，112 .04.088. 0FLv27.0)2.04.

9、0(*22.0*4.0*4)(244baabUSDv30.0)2.04.0()2.0*4.0(*3.1)()(3.125.0625.025.0625.0baabDL4.14522vhl6.5042221vhv02.2)11*5.1()(25.025.0KvKr精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆则，h=Krhb0l=5.4*2.02*8=87.26 （3）又由图 2-3-3 查得温度修正系数：当 t=50，Kt1=0.93；当 t=10，Kt2=1.04 所以，该矩形风管在冬季和夏季时的摩擦

10、阻力分别为：h冬=Kt1hb0l=0.935.48=40. 18 Pa/m h夏=Kt2hb0l=1.045.48=44. 93 Pa/m 6. 一圆形通风管道系统的局部，大断面直径为600，小断面直径为400m ，今在断面变化处测得大小断面之间的静压差为550Pa，大断面的平均动压为100Pa,空气密度为 1.2kg/m ，求该处的局部阻力系数。解：（1）大断面平均动压为1vh=100 Pa，=1.2 kg/m，则大断面上的平均风速为：m/s （2）由于两断面上的风量相等，则有m/s 故小断面上的平均动压为Pa 则大小断面的平均动压差为：404.6 Pa。两断面上的全压差为：)()()()(

11、12212211vvjjvjvjhhhhhhhh已知两断面静压差为550Pa，动压差为 404.6Pa，则全压差为 145.4Pa。（3）局部阻力为两断面的全压差，由局部阻力计算公式可知，则局部阻力系数为：2/2vPt则此处的局部阻力系数为45.11004.1453.离心式和轴流式通风机的个体特性曲线有哪些区别？9.122.1100*2211vhv0 .292.0*3.0*9.12222112221121SSvvSvSvQQ6.504229*2.122222vhv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页学而不思则惘，思而

12、不学则殆从两种曲线可看出，轴流式通风机的H-Q 特性曲线出现马鞍形“驼峰”区，风机在该段工作，有时会出现风量、风压和电动机功率的急剧波动，产生喘振现象。 N-Q 特性 曲线：在其稳定工作区内，功率随风量的增大而减小，故应在工作风阻最小即风量最大时启动。离心式通风机的H-Q 特性曲线比轴流式通风机工作段更为平缓；当管网风阻做相同量变化时，其风量变化比轴流式通风机要大。N-Q特性曲线：功率随风量的增加而增加，应在工作风阻最大时启动。 12. 大气运动造成的自然风压：22wwNAH，其中， vw=8 m/s，w=1.3 kg/m3，A=0.69。代入可得： HN=28.7 Pa。13. 密度造成的自

13、然风压：)(21mmNzgH，其中， z=30m，g=9.8 m/s2，m1=1.212 kg/m3，m2=1.033kg/m3。代入可得： HN=52.6 Pa。13. 解：全密闭罩的需要风量Qmb：Qmb=Qmb1+Qmb2 其中， Qmb1物料或工艺设备带入罩内的空气量，m3/min；Qmb2由孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/min。已知：Qmb1=0.2 m3/s， 缝隙及工作孔面积S=0.08 m2， 缝隙局部阻力系数 =3.9，并使罩内形成 hl=25 Pa的负压，则由：马鞍形 “ 驼峰”精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -

14、第 5 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆可得：其中，空气密度 =1.293 kg/m3，代入可得：Qmb2=0.08*3.15=0.252 m3/s，则可得全密闭罩的需要风量：Qmb=0.2+0.252=0.452 m3/s。若出现面积为 0.08 m2的孔洞未及时修补，则在保证负压不变的情况下，Qmb2 增大一倍为0.454 m3/s，即通过不严密缝隙吸入的空气量增大一倍，而全密闭罩需要风量增大为0.654 m3/s。14. 解：已知 D=200 mm，集气罩局部阻力系数为0.35，罩口尺寸 AB=500 mm600 mm，=1.2 kg/m3。根据能量守恒方程，可得：(1) 式中

15、， P0、v0、h0与 P、v、h 分别表示集气罩口和风管中的压力、速度、阻力损失。已知，相对大气压P0=0 Pa，p= -55 Pa，且有：(2)根据以上条件可得：（1） Q=0.258 m3/s 由 Q=vS，可得：（2）v0=0.858 m/s；（3）166.02858.029.135.022200hPa 3.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？是否可认为罩内排除粉尘越多越好？全密闭罩形式、罩内吸风口的位置、吸风速度等要选择得当、合理。注意事项：（1）合理地组织罩内气流，排风点应设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压。（2）排风口不能设在含尘气流浓度高的部位或侧区内，

16、也不宜设在物料集精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆中地点和飞溅区内。（3）设置的密闭罩应不妨碍工艺生产操作和方便维修。（4）罩内风速不宜过高。设置全密闭罩时， 一方面要保证罩内负压， 另一方面还要避免把物料过多地从排风系统排出。因此，不是罩内排出粉尘越多越好。P151 4.紊流粗糙区流动的角联风网中如何判别角联分支的风向？32中风向由5分支, 1中风流停滞5分支, 123中风向由5分支, 13241RRRRK由该判别式可以看出，简单角联风路中角联分支的风向完全取决于边缘风路的风阻比，而与角

17、联分支本身的风阻无关。10.根据均匀送风管道的设计原理，说明下列三种结构形式为什么能达到均匀送风？在设计原理上有何不同？风管断面尺寸改变，送风口面积保持不变；风管断面尺寸不变，送风口面积改变；风管断面尺寸和送风口面积都不变。孔口出流流量为：jjpfvffvQ2000从上式可以看出， 要使各侧孔的送风量Q0保持相等，必须保证各侧孔jpf0相等，实现的途径：1.保持jpf0和均相等（1）保持各侧孔流量系数相等，出流角 尽量大（ 60o）（2）保持各侧孔jpf0相等，实现途径风管断面尺寸改变，送风口面积保持不变；a.各侧孔孔口面积f0相等，风道断面变化保持各侧孔静压pj相等。可保持各精选学习资料 -

18、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆侧孔jpf0相等。风管断面尺寸不变，送风口面积改变；b.风道断面相等，各侧孔孔口面积f0变化使得jpf0相等。可保持各侧孔jpf0相等。2. jpf0变化，也随之变化风管断面尺寸和送风口面积都不变。当送风管断面积和孔口面积f0 均不变时，jpf0、pj沿风管长度方向将产生变化，这时可根据静压pj变化，在侧孔口上设置不同的阻体，使不同的孔口具有不同的压力损失（即改变流量系数） ，以满足各侧孔jpf0的相等。11. 与传统的混合通风相比，置换通风有什么优点？置换通风具有气流扩

19、散浮力提升、小温差、低风速、送风紊流小、温度/浓度分层、空气品质接近于送风、送风区为层流区的特点。优点：（1）可定量区分通风房间不同位置的空气质量（2）存在热力分层，工作区域空气新鲜（3）巧妙将自然通风与机械通风结合，且节省通风机电耗（4）出现明显的垂直温度梯度和有害物浓度梯度（5）混合通风以消除整个空间负荷为目标，而置换通风类似于自然通风，以消除工作区域负荷为目标。更有针对性。2.什么是喷雾降尘？其降尘机理是什么？影响降尘效果的因素有哪些？定义：指水在一定压力作用下，通过喷雾器的微孔喷出形成雾状水滴,并与空气中的浮游粉尘接触而捕捉沉降的方法。降尘机理：通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等

20、形式的液体捕集体，并与尘粒接触，使液体捕集体和粉尘之间产生惯性碰撞、截留、布朗扩散、凝集、静电及重力沉降等作用，将粉尘从含尘气流中分散出来。影响喷雾降尘效果的主要因素：1.粉尘的湿润性与密度； 2.喷雾作用范围与质量； 3.喷雾器型式与安装方式；4.粉尘与液体捕集体的相对速度；5.液体供给相关参数。3.磁水降尘的机理是什么？影响因素有哪些？机理：水经磁化处理后，其黏度降低，晶构变短，会使水珠变细变小，有利于提高水的雾化程度，因此，与粉尘的接触机遇增加，特别是对于吸附性粉尘的吸附能力加强。影响因素：（1）水流方向、流速及磁感应强度； （2）对水的磁化方式。精选学习资料 - - - - - - -

21、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆4.荷电喷雾降尘的机理为何？影响荷电液滴捕尘效率的因素有哪些？机理：悬浮粉尘大部分带有电荷，如水雾上有与粉尘极性相反的电荷，则带水雾粒对带有相反极性电荷的尘粒具有静电引力，且对不带电荷尘粒具有镜像力，这样，水雾对尘粒的捕集效率及凝聚力显著增强，导致尘粒增重而沉降，从而提高降尘效果。影响荷电液滴捕尘效率的因素：（1）荷电液滴粒度；（2）荷电液滴喷射速度；（3）含尘风流的速度；（4）液滴荷电量；（5）粉尘荷电量；（6）喷雾器性能。14.型砂的真密度 p=2700 kg/m3，在大气压力 p=101.

22、325 kPa、温度 t=20的静止空气中自由沉降，计算粒径dp=3，7，11，16，28，55m 时尘粒所受的阻力及沉降速度。解： 其中，=1.808/1.82 10-5 Pa s， p=2700 kg/m3， g=1.205 kg/m3， g=9.81 m/s2。由于尘粒和空气的密度相差很大，故：（1）沉降速度公式 ,：dp=3，7，11，16，28，55m，分别得到的沉降速度为：dp=3m 时，vs1=7.32410-4 m/s；dp=7m 时，vs2=3.98810-3 m/s；dp=11m 时，vs3=9.84810-3 m/s；dp=16m 时，vs4=20.83510-3 m/s

23、；dp=28m 时，vs5=63.80810-3 m/s；dp=55m 时，vs6=0.2462 m/s；（2）阻力计算公式根据雷诺数 Re 的不同而不同：dp=3m 时， Re=1.4610-41.0，则F1=3*3.14*1.808 10-5*3*10-6*vs1=3.7410-13 N。dp=7m 时， ；Re=1.8610-31.0，F2=3*3.14*1.808 10-5*7*10-6*vs2=4.7510-12 N。dp=11m 时，Re=7.2110-31.0，F3=3*3.14*1.808 10-5*11*10-6*vs3=1.8410-11 N。dp=16m 时， Re=2.

24、2210-21.0，vdFp3182ppsgdvvdpgRevdFp3vdFp3vdFp3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆F4=3*3.14*1.808 10-5*16*10-6*vs4=5.6810-11 N。dp=28m 时， Re=1.1910-11.0，F5=3*3.14*1.808 10-5*28*10-6*vs5=3.0410-10 N。dp=55m 时， Re=9.0210-11.0，F6=3*3.14*1.808 10-5*55*10-6*vs6=2.3110-9 N。1

25、5.计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30s内的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为0.4、40、4000m，空气温度为 387.5K，压力为 101.325 Pa，飞灰真密度为 2200 kg/m3。解：其中， =2.23 10-5Pas，p=2200 kg/m3，g=9.81 m/s2。由于尘粒和空气的密度相差很大，故：182ppsgdvdp=0.4，40，4000m，分别得到的沉降速度为：dp=0.4m 时，vs1=8.6010-6 m/s；dp=40m 时，vs2=8.6010-2 m/s；dp=4000m 时，处于牛顿区域，则：ggppsgdv)

26、(74.1，vs3=14.23 m/s。通过 Re 验证：vdpgRe，代入可得： Re=3292，属于牛顿区域。则，30s沉降高度为： h=vt，分别为： h1=2.5810-4m；h2=2.58m；h3=42.69m。16.直径为 200m、 真密度为 1850 kg/m3的球形颗粒置于水平筛上， 用温度 293K 和压力为 101325 Pa的空气由筛下部垂直向上吹筛上的颗粒，试确定：恰好能吹起颗粒时的空气速度；在此条件下的颗粒雷诺数。解：即此时速度为颗粒的悬浮速度。=1.82 10-5Pas，p=1850 kg/m3，g=9.81 m/s2。由于尘粒和空气的密度相差很大，故182pps

27、gdvdp=200m，得到的空气速度为：vs=2.21m/s；颗粒雷诺数vdpgRevdFp3vdFp3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆式中， g=1.29 kg/m3，故 Re=26.8。17.某种粉尘的真密度为2600kg/m3，气体介质（近如空气）温度为433 K，压力为 101325 Pa， 试计算粒径为 10和 500m 的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。已知离心力中颗粒的旋转半径为200mm，该处的气流切向速度为16m/s。解：温度为 433K 时的空气粘度 =2.411

28、0-5Pas，（1）斯托克斯区域的离心沉降速度公式：rvdvtpps2218代入可得：粒径为10m，vs1=0.767 m/s；通过 Re 验证：vdpgRe，代入可得 Re=0.4112，属于斯托克斯区域。（2）紊流区（牛顿区）的离心沉降速度公式：gtppsrvdv33.02代入可得：粒径为500m，vs2=58.8 m/s。通过 Re 验证：vdpgRe，代入可得： Re=1500，属于牛顿区域。1.对某旋风除尘器进行现场测定，得到的数据为：除尘装置的入口含尘浓度为2800 mg/m3，除尘装置的出口含尘装置为400 mg/m3,除尘装置入口粉尘和出口粉尘的粒径分布列于下表中。粒径 /m

29、05 510 1020 2040 40 除尘器进口质量分数 /% 25 15 10 25 25 除尘器出口质量分数 /% 80 12 6 2 0 试计算该除尘装置的除尘总效率和分级效率。解： （1）总效率代入可得： =85.7% （2）分级效率0-5m，1=（1-80*400/25*2800 ）*100%=54.3% 5-10m，2=（1-12*400/15*2800 ）*100%=88.6% 10-20m，3=（1-6*400/10*2800 ）*100%=91.4% %100)1(1122CQCQ%1001%1001122111222111cgcgcgQcgQcgQdddddd精选学习资料

30、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆20-40m，4=（1-2*400/25*2800 ）*100%=98.8%大于 40m，5=（1-0*400/25*2800 ）*100%=100%2.根据对某旋风除尘器的现场测试得到：出口的气流量为11 000 m3/h，含尘浓度为 4.2g/m3。入口的气体流量为13 000 m3/h，含尘浓度为 340 g/m3。试计算该除尘装置的处理气体流量、穿透率和除尘效率（分别按考虑漏风率和不考虑漏风率两种情况计算）。解： （1）处理气体量则： Q=12000 m3/

31、h。（2）若除尘器漏风，则=（1-11000*4.2/13000*340）*100%=98.95% Pr=1.05% （2）若不漏风，则=（1-4.2/340）*100%=98.8% Pr=1.2 % 3.有一沉降室长 7.0 m，高 12m，气体流速为 30 m/s ，空气温度为 300K，尘粒密度为 2.5 g/cm3，空气黏度为 0.067 kg/(mh） ，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。如果将沉降室高度改为8m，长度保持不变，除尘装置的最小捕集粒径会不会发生改变，为什么？解： （1）气流通过沉降室的时间为：= 7/30 =0.2333 s 尘粒从沉降室顶部到底部所需时间为：， 若

32、使尘粒 100%被捕集，则必有 s，则有 vsHv/L=12*30/7=51.43 m/s, 即为尘粒的沉降速度，由=1.85 10-5 Pas，可得最小粒径为；=8.3610-4 m =0.836 mm（2）高度改变后， vs变小，即vsHv/L=8*30/7=34.3 m/s，则 dp=6.8210-4 m=0.682 mm最小捕集粒径变小。因为沉降室高度增加后，尘粒从顶部到底部所需的沉降时间增加，沉降速度减小，能捕集的最小粒径也随之减小。221QQQ%100)1(%100Pr12GG%100)1 (1122CQCQvLssvH182ppsgdvgvdpsp18精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页