南京工业大学工业通风复习资料

南京工业大学工业通风复习资料本文简介：第1章工业污染物及其防治的综合措施气溶胶：当一种物质的微粒分散在另一种物质之中可以构成一个分散系统，我们把固体或液体微粒分散在气体介质中而构成的分散系统称为气溶胶。总悬浮颗粒物（TSP，TotalSuspendedParticle的简写）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物可吸入

南京工业大学工业通风复习资料本文内容：

第1章

工业污染物及其防治的综合措施

气溶胶：当一种物质的微粒分散在另一种物质之中可以构成一个分散系统，我们把固体或液体微粒分散在气体介质中而构成的分散系统称为气溶胶。

总悬浮颗粒物（TSP，Total

Suspended

Particle的简写）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物

可吸入颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物

呼吸性颗粒物（PM2.5）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物

颗粒物对人体的危害：工业污染物危害人体的途径有三个方面。在生产过程中最主要的途径是经呼吸道进入人体，其次是经皮肤进入人体，通过消化道进入人体的情况较少

使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化作用，引起一次尘化作用的气流称为一次尘化气流，一次尘化造成局部区域空气污染。处于悬浮状态的颗粒物进一步扩散污染到整个环境空间的尘化作用称为二次尘化作用，引起二次尘化作用的气流称为二次尘化气流

常见的一次尘化作用有：

（1）

剪切压缩造成的尘化作用

（2）

有道空气造成的尘化作用

（3）

综合性的尘化作用

（4）

热气流上升造成的尘化作用

二次尘化作用的气流主要有车间内的自然风气流、机械通风气流、惯性物诱导气流、冷热气流对流等

进行除尘系统设计时，应尽量采用密闭装置，使一次尘化气流和二次尘化气流隔开，避免颗粒物传播

气象条件对人体生理的影响（概念）老版教材P8

第2章

控制工业污染物的通风方法

局部排风系统由以下几部分组成

（1）

局部排风罩

（2）

风管

（3）

净化设备

（4）

风机

按照对有害物控制机理的不同，全面通风可分为稀释通风、单向流通风和均匀流通风等

置换通风机理（简答）：在有余热的房间，由于在高度方向上具有稳定的温度梯度，如果以较低的风速（v＜0.20~0.50m/s），将送风温差较小（Δt=2.0~4.0℃）的新鲜空气直接送入室内工作区。低温的新风在重力下先是下沉，随后慢慢扩散，在地面上方形成一层薄薄的空气层。而室内热源产生的热气流，由于浮力作用而上升，并不断卷吸周围空气。这样由于热气流上升时的卷吸作用、后续新风的推动作用和排风口的抽吸作用，地板上方的新鲜空气缓慢向上移动，形成类似于向上的均匀流的流动，于是工作区的污浊空气被后续的新风所取代。当达到稳定时，室内空气在温度、浓度上便形成两个区域：上部混合区和下部单向流动的清洁区，这种通风方式称为热置换通风。热置换通风的效果与送风条件有关。与传统的稀释通风方式相比，它具有节能、通风效率高等优点

气流组织：所谓气流组织就是合理地布置送、排风口位置、分配风量以及选用风口形式，以便用最小的通风量达到最佳的通风效果

风量平衡：在通风房间中，不论采用何种通风方式，单位时间内进入室内的空气量应和同一时间内排出的空气量保持相等，即通风房间的空气量要保持平衡，这就是一般说的空气平衡或风量平衡

热平衡：要使通风房间温度保持不变，必须使室内的总得热量等于总失热量，即热平衡

事故通风：旧版教材P23

第3章

局部排风罩

按照工作原理不同，局部排风罩可分为以下几种形式：

（1）

密闭罩

（2）

柜式排风罩（通风柜）

（3）

外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等）

（4）

接受式排风罩

（5）

吹吸式排风罩

防尘密闭罩的随工艺及其配置的不同，其形式是多样的。按照它和工艺设备的配置关系，可分为三类：

（1）

局部密闭罩

（2）

整体密闭罩

（3）

大容积密闭罩（密闭小室）

根据工艺设备的操作特点，密闭罩有固定式和移动式两种形式

排风量的确定：从理论上分析，密闭罩的排风量可根据进、排风量平衡确定L=L1+L2+L3+L4

(m3/s)

L——密闭罩的排风量，m3/s；

L1——物料下落时带入罩内的诱导空气量，m3/s；

L2——从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s；

L3——因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；

L4——在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量，m3/s

柜式排风罩：旧版P30

热源上部接受式排风罩：旧版教材P43

大门空气幕：旧版教材P48

吹吸式排风罩：旧版教材P53

第4章

通风排气中颗粒物的净化

真密度和容积密度：自然状态下堆积起来的颗粒物在颗粒之间及颗粒内部充满空隙，我们把松散状态下单位体积颗粒物的质量称为颗粒物的容积密度。如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，所测出的在密实状态下单位体积颗粒物的质量，我们把它称为真密度（或尘粒密度）

荷电性与比电阻：旧版P63

颗粒物的润湿性：同上

颗粒物的粒径分布：同上

除尘器效率（计算）旧版教材P67

（1）

全效率

（2）

穿透率

除尘机理：目前常用除尘器的防尘机理主要有以下几个方面

（1）

重力

（2）

离心力

（3）

惯性碰撞

（4）

接触阻留

（5）

扩散

（6）

静电力

（7）

凝聚

除尘器分类：根据主要除尘机理的不同，目前常用的除尘器可分为以下几类：

（1）

重力除尘，如重力沉降室；

（2）

惯性除尘，如惯性除尘器；

（3）

离心力除尘，如旋风除尘器；

（4）

过滤除尘，如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纤维过滤器、纸过滤器；

（5）

洗涤除尘，如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器；

（6）

静电除尘，如电除尘器

重力沉降室（填空中计算）：旧版P72

设计新的重力降尘室时，先要根据式（4-25）算出捕集尘粒的沉降速度vs，假设沉降室内的气流速度和沉降室高度（或宽度），然后再求得沉降室的长度或宽度（或高度）

惯性除尘器主要用于捕集20~30μm以上的粗大尘粒，常用作多级除尘中的第一级除尘

旋风除尘器的概念和除尘机理：旧版P74

分割粒径概念：旧版P76

影响旋风除尘器性能的因素：

（1）

进口速度u

（2）

筒体直径D0和排出管直径dp

（3）

旋风除尘器的筒体和锥体高度

（4）

除尘器下部的严密性

旋风除尘器的其他结构形式

（1）

多管除尘器

（2）

旁路式旋风除尘器

袋式除尘器的除尘机理（优缺点）：旧版P80

袋式除尘器的阻力与除尘器结构、滤袋布置、颗粒物层特性、清灰方法、过滤风速、颗粒物浓度等因素有关

用于制作中低温纤维滤料的主要合成纤维有：

聚酯（Polyester），或称涤纶，缩写为PET；脂肪族聚酰胺（Polyamide），或称Nylon、尼龙、锦纶；聚乙烯醇（Polyvinyl

Alcohol），或称Vinilon、***纶，缩写为PVA；聚氯乙烯（Polyvinyl

Chloride），缩写为PVC；聚丙烯腈（Polyacrylonitrile），缩写为PAN；聚乙烯（Polyetheylene），缩写为PE；聚丙烯（Polypropylene），或称丙纶，缩写PP；聚氨酯弹性纤维（Polyurethane），或称氨纶

用于制作高温纤维滤料的主要合成纤维有：

聚苯硫醚（Polyphenylene

sulfide），缩写为PPS；芳香族聚酰胺（Aramid），或称芳纶，缩写为PA；芳砜纶（Polysulfonamide），缩写为PSA；聚酰亚胺（Polyimide），简称PI，又称P84；聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene），或称特氟隆，缩写为PTFE

袋式除尘器的结构：

（1）

机械振动（打）清灰的除尘器

（2）

回转式逆气流反吹除尘器

（3）

脉冲喷吹清灰除尘器

滤料的预附层过滤技术（概念）：旧版P86

湿式除尘器的除尘机理，优缺点：旧版P88

湿式除尘器的结构形式：旧版P89

1）

水浴除尘器（结构）

2）

冲激式除尘器（结构）

3）

立式旋风水膜除尘器（结构）

4）

文氏管除尘器（结构）

电除尘器的优点：

（1）

适用于微粒控制，单电场除尘效率可达到80%~85%，一般采用3~4电场的电除尘器，除尘效率可达到99.5%以上

（2）

在除尘器内，尘粒从气流中分离的能量，不是供给气流，而是直接供给尘粒。因此，和其他高效除尘器相比，电除尘器的阻力比较低，仅为100~200Pa

（3）

可以处理高温（在350℃以下）的气体

电除尘器的主要缺点是对颗粒物的比电阻有一定要求

电除尘器的工作原理

（1）

气体电离和电晕放电

（2）

颗粒物的荷电

（3）

收尘

1）驱进速度：当静电力等于空气阻力时，作用在颗粒物上的外力之和等于零，颗粒物在横向作等速运动。这时颗粒物的运动速度称为驱进速度

2）除尘效率方程式

3）有效驱进速度：根据某一除尘器实际测定的除尘效率和它的集尘极总面积A、气体流量L，利用式（4-***）倒算出驱进速度，把这个速度称为有效驱进速度

电除尘器的结构：由本体和供电源量部分组成。本体包括除尘器壳体、灰斗、放电极、集尘极、气流分布装置、振打清灰装置、绝缘子及保温箱等

对集尘极板的基本要求是：

1）

板面场强分布和板面电流分布要尽可能均匀

2）

防止二次扬尘的性能好。在气流速度较高或振打清灰时产生的二次扬尘少

3）

振打性能好。在较小的振打力作用下，在板面各点能获得足够的振打加速度，且分布较均匀

4）

机械强度好（主要是刚度）、耐高温和耐腐蚀。具有足够的刚度才能保证极板间距及极板与极线的间距的准确性

5）

消耗钢材少，加工及安装精度高。极板用厚度为1.2~2.0mm的钢板在专用轧机上轧制而成，它可以有各种断面形状

对放电极的基本要求为：

1）

放电性能好（起晕电压低、击穿电压高、电晕电流强）

2）

机械强度高、耐腐蚀、耐高温、不易断线

3）

清灰性能好。振打时，颗粒物易于脱落，捕产生结瘤和肥大现象

目前采用的自动调压的方式有：火花频率控制、火花积分值控制、平均电压控制、定电流控制等

静电强化的除尘器：（1）静电强化袋式除尘器：1）预荷电袋式除尘器；2）预荷电脉冲除尘器

旧版P108

电袋复合式除尘器

见PPT

进气净化用空气过滤器：空气过滤器主要用于进气净化，除去其中的颗粒物。此外，某些生产过程中的排气中含有细小的污染物质（如放射性物质、油雾等），这类净化虽然属于排气净化，由于它净化要求高，也需采用空气过滤器

第5章

通风排气中有害气体的净化

有害气体的净化方法主要有4种：燃烧法、冷凝法、吸收法：液体吸收气体、吸附法：固体吸收气体

燃烧法特点、过程

旧版教材P118

用于通风排气的有两种：热力燃烧和催化燃烧。前者是在明火下的火焰燃烧；后者是在催化作用下，使碳氢化合物在稍低的温度下氧化分解

物理吸收一般没有明显的化学反应，可以看作式单纯的物理溶解过程

浓度的表示方法（计算题）

（1）摩尔分数:

xa=组分摩尔数/总摩尔数=na/na+nb

n=G/M,kmol=kg/分子量

（2）比摩尔分数:

Xa=气（液）体中组分摩尔数/惰气（吸收剂）摩尔数=

na/nb

Xa

=

xa

/(1-xa

)

吸收过程中：

液体中组分Xa

气体中组分Ya

气液平衡关系：在一定的温度、压力下，吸收剂和混合气体接触时，由于分子扩散，气相中的吸收质要向液体吸收剂转移，被吸收剂所吸收。同时溶液中已被吸收的吸收质也会通过分子扩散向气相转移，进行解吸。开始时吸收是主要的，随着吸收剂中吸收质浓度的增高，吸收质从气相向液相的吸收速度逐渐减慢，而液相向气相的解吸速度却逐渐加快。经过足够长时间的接触，吸收速度与解吸速度达到相等，气相和液相中的组分旧不再变化，此时气液两相达到相际动平衡，简称相平衡或平衡

亨利定律：P*=Ex

P*：平衡分压力;KPa或atm,由E的单位决定

x：液相浓度，摩尔分数;

E:亨利常数,KPa或atm；

E大，

P*大，难吸收；温度高，

E大

亨利定律其他表达形式

P*=C/H

C:液相中的气体溶解度,kmol/m3

H：溶解度系数

摩尔分数：

y=E/

Pz

x=m

x

P=气体总压力Pz摩尔分数y

E，Pz

的单位相同，当E单位atm,Pz=1atm,m=E

m:相平衡系数

比摩尔分数：Y=m

X

（当X

很小时）

吸收过程的机理：双膜理论的基本点；吸收速率方程式

见旧版教材P119及PPT

吸收设备及特点：见PPT

吸收剂用量计算。设计时必须全面分析，确定最佳的液气比。通常取1.2~2

(L/V)min旧版P128例5-4

吸收装置设计（概念）：P131

吸附的原理P134

静活性与动活性（名词解释）：P134

穿透

吸附波

吸附装置P136

（1）

固定床吸附装置

（2）

蜂轮式吸附装置

（3）

流化床吸附装置

（4）

设计吸附装置应注意的问题

影响有害气体在大气中扩散的因素：排气立管高度、烟气抬升高度、大气温度分布、大气风俗、烟气温度、周围建筑物高度及布置等

第6章

通风管道的设计计算

摩擦阻力：P144

矩形风管摩擦阻力计算（计算题）

（1）

流速当量直径

（2）

流量当量直径

局部阻力：当空气流过断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）和流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力

均匀送风管道的设计原理P159

均匀送风管道的计算方法（计算题）

P162

例6-6

通风管道设计中的有关问题P1***

风管的保温，通常保温结构有四层：（1）防腐层；（2）保温层；（3）防潮层；（4）保护层

风机的特性曲线：某一特定风机在某一转速下运行时，风机风量与风压、效率、功率的变化关系可用图6-23所示的曲线表示，该曲线称为风机的特性曲线

风机特性曲线通常包括（转速一定）：全压随风量的变化（P-L）；功率随风量的变化（N-L）；全效率随风量的变化（y-L）

第7章

自然通风与局部送风

自然通风是利用自然风动力和存在温差的空气循环动力进行通风，不需消耗机械动力，是一种经济的通风方式

余压：把室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其他物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压

第8章

通风系统的测试

通风系统压力、风速、风量的测定（计算题）

局部排风罩风量的测定（计算题）