2022年通风除尘作业及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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.凝结与附着性； 3.潮湿性； 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）粉尘爆炸的条件必需同时具备以下三个条件：粉尘本身具有爆炸性；粉尘悬浮在肯定氧含量的空气中,并达到肯定 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；粉尘粒子外形和表面状态；1

2、.4 试述粉尘进入人体的过程；经受以下四个过程： （1）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10 m 的尘粒第一沉降在内,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 510 m 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 5 m；（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 25 m 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

3、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 250mm,长 15m,风道内空气温度 速和相应的摩擦阻力； （运算）40；求维护层流运动的最大流解：管道内流淌的状态的变化,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/m 3、1.92 Pa s 10-5；就最大流速为：vRe23001 . 9210510 . 1560m/s 02216D.0 251 . 128相应的摩擦阻力为：0.0175D.021 v.007515.128. 15620.hrLv2D20

4、.252Pa 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 m 3/h；求风道的总摩擦阻力；（查图或表）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：矩形风管内空气流速vLF360040000.66.17m/s 36000.3流速当量直径S 0 . 3 0 6.D e 4U 42 0 . 3 0 . 6 0 . 4 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=Lh b

5、0=10 1.25=12.5 Pa 3已知某梯形风道摩擦阻力系数 =0.0177 N s 2/m 4,风道长 L=200m,净断面积 S=5m 2,通过风量 Q=720 m 3/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 之间满意 U C得 U=4.16*5 0.5=9.30 m 由风道的摩擦风阻为 Rr LU3,带入上述数值可得S 2就风道摩擦阻力为h r R r Q 20 . 263 720 37 . 8760 Pa S,其中 C=4.16,就可Rr=0.263 kg/m 7 或 Ns 2/m 8；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=15

6、00 m 3/h（0.417 m 3/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缺失；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：K t=0.82, K B=0.86 所以,hb=K tK Bhb0=0.82 0.83 14.8=10. 07 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

7、全压差为局部阻力,已知静压差为 550Pa,名师归纳总结 大断面平均动压为 100Pa,由 hv v 2,就 v 12m/s；由风量不变可知 Q1=Q2 ,即 S1v1=S2v2,就2 vh 112.9第 2 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆12 R 1v 112 R 2v2,有v22 R 1v 136*12 9.29 .0m/s,就小断面平均动442 R 2162压为 hv 1 v 2 504 . 6 Pa,故动压差为： -404.6 Pa,就全压2差为：550-404.6=145.4 就有 hl v 21

8、45 . 42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 400mm 200mm,管长 8m,风量为 0.88 m 3/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运算其摩擦阻力；假如采纳矿渣混凝土板（K=1.5 mm）制作风管,再求该风管的摩擦阻力；假如空气在冬季加热至 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：2.011*0.2m/s m vL0.0 88F40再求流速当量直径2Dv：4 ab24*.40.27D v4SUab*0.40.2由 v=11 m/s,D

9、v=270 mm,查线算图可得： hb0=5.4 Pa/m,就该风管的摩擦阻力为：h=hb0 l=5.4 8=43.2 pa 流量当量直径 DL：0 . 625 0 . 625D L 1 . 3 a ab b 0 . 25 1 . 3 * 00 .44 * 00 .22 0 . 25 0 . 30 M 由 L=0.88 m 3/s=3168 m 3/h,DL=300 mm,查线算图可得： hb0=5.4 Pa/m,就该风管的摩擦阻力为：h=hb0 l=5.4 8=43.2 pa 就两种方法结果相同；（3）矿渣混凝土风管名师归纳总结 K=1.5,K rKv0. 25 1 . 5*11 0. 25

10、2 . 02第 3 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆就,h=K rhb0l=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, K t1=0.93；当 t=10, K t2=1.04 所以,该矩形风管在冬季和夏季时的摩擦阻力分别为：h冬=Kt1hb0l=0.93 5.4 8=40. 18 Pa/m h夏=Kt2hb0l=1.04 5.4 8=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

11、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vh=100 Pa, =1.2 kg/m,就大断面上的平均风速为：v 12vh12*10012 .9m/s 1.2（2）由于两断面上的风量相等,就有2Q 1 Q 2 v 1 S 1 v 2 S 2 v 2 v 1 S 1 12 . 9 * * 02 . 329 0. m/s S 2 * 0 . 2故小断面上的平均动压为2 2hv 2 v 2 1 . 2 * 29 504 . 6 Pa 就大小断面的平均动压差为：2 404.6 Pa；2两断面上的全压差为： h

12、 j 1 h v 1 h j 2 h v 2 h j 1 h j 2 h v 2 h v 1 已知两断面静压差为 550Pa,动压差为 404.6Pa,就全压差为 145.4Pa；（3）局部阻力为两断面的全压差,由局部阻力运算公式可知,就局部阻力系数 为：vPt2145.41. 452/就此处的局部阻力系数为1003.离心式和轴流式通风机的个体特性曲线有哪些区分？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆马鞍形 “ 驼峰”从两种曲线可看出,轴流式通风机的H-Q 特性 曲线显现马鞍形“ 驼峰” 区,

13、风机在该段工作,有时会显现风量、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：在其稳固工作区内,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H大时启动； 12. 大气运动造成的自然风压：2NAww,2其中, vw=8 m/s, w=1.3 kg/m 3,A=0.69；代入可得： H N=28.7 Pa；13. 密度造成的自然风压：H Nzg m 1m 2,其中, z=30m,g=9.8

14、 m/s 2, m1=1.212 kg/m 3, m2=1.033kg/m3；代入可得： H N=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 m 3/s,缝隙及工作孔面积并使罩内形成 hl=25 Pa 的负压,就由：S=0.08 m 2,缝隙局部阻力系数 =3.9,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆可得：其中,空

15、气密度 =1.293 kg/m 3,代入可得：Qmb2=0.08*3.15=0.252 m 3/s,就可得全密闭罩的需要风量：Qmb=0.2+0.252=0.452 m 3/s；如显现面积为 0.08 m 2 的孔洞未准时修补,就在保证负压不变的情形下,Qmb2 增大一倍为 0.454 m 3/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 m 3/s；14. 解：已知 D=200 mm,集气罩局部阻力系数为 600 mm, =1.2 kg/m 3；依据能量守恒方程,可得：1 0.35,罩口尺寸 A B=500 mm式中, P0、v0、h0 与 P、v、h 分别

16、表示集气罩口和风管中的压力、速度、阻力 缺失；已知,相对大气压 P0=0 Pa,p= -55 Pa,且有：2依据以上条件可得：（1） Q=0.258 m 3/s 由 Q=vS,可得：（2）v0=0.858 m/s；（3）h 0220 .351 .290.85820 .166Pa 023.为获得良好的防尘成效, 设计防尘密闭罩时应留意哪些问题？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、吸风速度等要挑选得当、合理；留意事 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,也不宜设在物料集名师归纳

17、总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆中地点和飞溅区内；（3）设置的密闭罩应不阻碍工艺生产操作和便利修理；（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, 另一方面仍要防止把物料过多地 从排风系统排出；因此,不是罩内排出粉尘越多越好；P151 4.紊流粗糙区流淌的角联风网中如何判别角联分支的风向？KR 1 R 4,1分支5 中风向由32,1,1分支5 中风流停滞3R 2 R 3分支5 中风向由2由该判别式可以看出,简洁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,而与角联分支本

18、身的风阻无关；10.依据匀称送风管道的设计原理,说明以下三种结构形式为什么能达到匀称送 风？在设计原理上有何不同？风管断面尺寸转变,送风口面积保持不变； 风管断面尺寸不变,送风口面积转变；风管断面尺寸和送风口面积都不变；孔口出流流量为：Q 0fvf0 vjf02pjf 0jp相从上式可以看出, 要使各侧孔的送风量Q0保持相等,必需保证各侧孔等,实现的途径：1.保持f 0jp和均相等（1）保持各侧孔流量系数相等,出流角 尽量大（ 60 o）（2）保持各侧孔f 0jp相等,实现途径风管断面尺寸转变,送风口面积保持不变；名师归纳总结 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

19、；可保持各第 7 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆侧孔f 0jp相等；风管断面尺寸不变,送风口面积转变；f 0b.风道断面相等,各侧孔孔口面积f0 变化使得f 0jp相等；可保持各侧孔jp相等；2. f 0jp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,f 0jp、pj 沿风管长度方向将产生变化,这时可依据静压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缺失（即转变流量系数）,以满意各侧孔 f 0 jp 的相等；11. 与传统的混合通风相比,置换

20、通风有什么优点？置换通风具有气流扩散浮力提升、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,工作区域空气新奇（3）奇妙将自然通风与机械通风结合,且节约通风机电耗（4）显现明显的垂直温度梯度和有害物浓度梯度（5）混合通风以排除整个空间负荷为目标,而置换通风类似于自然通风,以 排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？影响降尘成效的因素有哪些？定义：指水在肯定压力作用下,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获沉降的方法；降尘机

21、理：通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等形式的液体捕集 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；影响喷雾降尘成效的主要因素：1.粉尘的潮湿性与密度； 2.喷雾作用范畴与质量； 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,特殊是对于吸附性粉 尘的吸附才能加强；影响因素：（1）水流方向、流速及磁感应强度； （2）对水的

22、磁化方式；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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,就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结力显著增强,导致尘粒增重而沉降,从而提高降尘成效；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

23、 p=2700 kg/m 3,在大气压力 p=101.325 kPa、温度 t=20的静止空气中自由沉降,运算粒径 及沉降速度；dp=3,7,11,16,28,55 m 时尘粒所受的阻力解：其中, =1.808/1.82 10-5 Pa s, p=2700 kg/m 3, g=1.205 kg/m 3,g=9.81 m/s 2；由于尘粒和空气的密度相差很大,故：2（1）沉降速度公式 ,：v sp gd p18dp=3,7,11,16,28,55 m,分别得到的沉降速度为：dp=3 m 时,vs1=7.324 10-4 m/s；dp=7 m 时,vs2=3.988 10-3 m/s；dp=11

24、m 时, vs3=9.848 10-3 m/s；dp=16 m 时, vs4=20.835 10-3 m/s；dp=28 m 时, vs5=63.808 10-3 m/s；dp=55 m 时, vs6=0.2462 m/s；（2）阻力运算公式pdpv依据雷诺数 Re 的不同而不同：Reg dp vdp=3 m 时, Re=1.46 10-41.0,就F3F1=3*3.14*1.808 10-5*3*10-6*v s1=3.74 10-13 N；vdp=7 m 时,；Re=1.86 10-31.0,F3dF2=3*3.14*1.808 10-5*7*10-6*v s2=4.75 10-12 N；

25、dp=11 m 时, Re=7.21 10-31.0,F3dpvF3=3*3.14*1.808 10-5*11*10-6*v s3=1.84 10-11 N；名师归纳总结 dp=16 m 时, Re=2.22 10-21.0,F3dpv第 9 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆F4=3*3.14*1.808 10-5*16*10-6*v s4=5.68 10-11 N；dp=28 m 时, Re=1.19 10-11.0,F3dpvF5=3*3.14*1.808 10-5*28*10-6*v s5=3.04 1

26、0-10 N；dp=55 m 时, Re=9.02 10-11.0,F3dpvF6=3*3.14*1.808 10-5*55*10-6*v s6=2.31 10-9 N；15.运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、4000 m,空气温度为 387.5K,压力为 101.325 Pa,飞灰真密度为 2200 kg/m 3；解：其中, =2.23 10-5Pa s, p=2200 kg/m 3,g=9.81 m/s 2；由于尘粒和空气的密度相差很大,故：v spgd2p18dp=0.4,40,4000 m

27、,分别得到的沉降速度为：dp=0.4 m 时, vs1=8.60 10-6 m/s；dp=40 m 时, vs2=8.60 10-2 m/s；dp=4000 m 时,处于牛顿区域,就：v s 1 . 74 gd p p g ,gg dp vvs3=14.23 m/s；通过 Re 验证：Re,代入可得： Re=3292,属于牛顿区域；就, 30s沉降高度为： h=vt,分别为： h1=2.58 10-4m；h2=2.58m；h3=42.69m；16.直径为 200 m、真密度为 1850 kg/m 3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

28、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 10-5Pa s, p=1850 kg/m差很大,故v spgd2p183,g=9.81 m/s 2；由于尘粒和空气的密度相名师归纳总结 dp=200 m,得到的空气速度为：vs=2.21m/s；第 10 页,共 12 页颗粒雷诺数Reg dp v- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆式中, g=1.29 kg/m 3,故 Re=26.8；17.某种粉尘的真密度为2600kg/m 3,气体介质（近如空气）温度为43

29、3 K,压力为 101325 Pa,试运算粒径为 10 和 500 m 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 =2.41 10-5Pa s,（1）斯托克斯区域的离心沉降速度公式：vsd2 ppv2 t18r代入可得：粒径为10 m,vs1=0.767 m/s；Reg dp v（2）通过 Re 验证：,代入可得 Re=0.4112,属于斯托克斯区域；紊流区（牛顿区）的离心沉降速度公式：vsdppv2t0.33rg代入可得：粒径为500 m,vs2=58.8 m/s；通过 Re 验证：Regd

30、p v,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/m 3,除尘装置的出口含尘装置为粉尘的粒径分布列于下表中；400 mg/m 3,除尘装置入口粉尘和出口粒径 / m 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 试运算该除尘装置的除尘总效率和分级效率；解：（1）总效率1Q2C2100%QC11代入可得： =85.7% 名师归纳总结 （2）分级效率dQ1gd1c1gQ2gd2c2100%1gd2c2100%第 1

31、1 页,共 12 页Q1d1c1gd1c10-5 m, 1=（1-80*400/25*2800 ）*100%=54.3% 5-10 m,2=（1-12*400/15*2800 ）*100%=88.6% 10-20 m,3=（1-6*400/10*2800 ）*100%=91.4% - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆20-40 m, 4=（1-2*400/25*2800 ）*100%=98.8%大于 40 m, 5=（1-0*400/25*2800 ）*100%=100%2.依据对某旋风除尘器的现场测试得到：出口的气流量为11

32、000 m 3/h,含尘浓度为 4.2g/m 3；入口的气体流量为 13 000 m 3/h,含尘浓度为 340 g/m 3；试运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形运算）；解：（1）处理气体量就： Q=12000 m3/h；%QQ 12Q2PrG 2100 % 1100 %1Q 2C2100Q 1 C 1G 1（2）如除尘器漏风,就 =（1-11000*4.2/13000*340） *100%=98.95% Pr=1.05% （2）如不漏风,就 =（1-4.2/340）*100%=98.8% Pr=1.2 % 3.有一沉降室长 7.0 m,高

33、12m,气体流速为 30 m/s,空气温度为 300K,尘粒密度为 2.5 g/cm 3,空气黏度为 0.067 kg/m h）,求该沉降室能 100%捕集的最小粒径；假如将沉降室高度改为 不会发生转变,为什么？8m,长度保持不变,除尘装置的最小捕集粒径会解：（1）气流通过沉降室的时间为：= 7/30 =0.2333 s H尘粒从沉降室顶部究竟部所需时间为：sv s,如使尘粒 100%L被捕集,就必有 s,就有 v sHv/L=12*30/7=51.43 v m/s, 即2p gd p为尘粒的沉降速度,由 v s18 =1.85 10-5 Pas,可得最小粒径为；d p 18p vg s=8.36 10-4 m =0.836 mm（2）高度转变后, vs变小,即vsHv/L=8*30/7=34.3 m/s 最小捕集粒径变小；,就 dp=6.82 10-4 m=0.682 mm由于沉降室高度增加后,尘粒从顶部究竟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；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页