第3讲全面通风的热气平衡.ppt

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1、第第3 3讲全面通风的热气平衡讲全面通风的热气平衡 全面通风全面通风全面通风全面通风2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 全面通风换气的基本微分方程式全面通风换气的基本微分方程式2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 全面通风量的确定全面通风量的确定 2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 有害物散发量的计算有害物散发量的计算 2.1.4 2.1.4 2.1.4 2.1.4 气流组织气流组织2.1.5 2.1.5 2.1.5 2.1.5 空气平衡和热平衡空气平衡和热平衡 1.1.1.1.生产设备发热量生产设备发热量生产设备发热量生产设备发热量生产车间主要散热设备有：生

2、产车间主要散热设备有：生产车间主要散热设备有：生产车间主要散热设备有：（1 1 1 1）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量（2 2 2 2）蒸汽锻锤的散热量）蒸汽锻锤的散热量）蒸汽锻锤的散热量）蒸汽锻锤的散热量（3 3 3 3）电炉、电动机的散热量）电炉、电动机的散热量）电炉、电动机的散热量）电炉、电动机的散热量（4 4 4 4）内燃机等动力设备的散热量）内燃机等动力设备的散热量）内燃机等动力设备的散热量）内燃机等动力设备的散热量（5 5 5 5）高温原材料、半成品和成品冷却时的散热量）

3、高温原材料、半成品和成品冷却时的散热量）高温原材料、半成品和成品冷却时的散热量）高温原材料、半成品和成品冷却时的散热量(6)(6)(6)(6)燃料燃烧时的散热量燃料燃烧时的散热量燃料燃烧时的散热量燃料燃烧时的散热量2 2 2 2、散湿量、散湿量、散湿量、散湿量（1 1 1 1）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量）暴露水平面活潮湿表面散发的水蒸汽量（2 2 2 2）生产过程中散发的水蒸汽量）生产过程中散发的水蒸汽量）生产过程中散发的水蒸汽量）生产过程中散发的水蒸汽量（3 3 3 3）原材料、半成品和成品散发的水蒸汽量）原材料

4、、半成品和成品散发的水蒸汽量）原材料、半成品和成品散发的水蒸汽量）原材料、半成品和成品散发的水蒸汽量3 3 3 3、有害气体和蒸汽的散发量、有害气体和蒸汽的散发量、有害气体和蒸汽的散发量、有害气体和蒸汽的散发量2.1.3 有害物散发量的计算有害物散发量的计算2.1.4 全面通风的气流组织全面通风的气流组织合理的气流组织：使送入室内的新鲜空气以最短的路程流到工理的气流组织：使送入室内的新鲜空气以最短的路程流到工作区，使污浊空气以最短的路程排出室外。避免有害物向工作作区，使污浊空气以最短的路程排出室外。避免有害物向工作区弥漫和二次扩散。区弥漫和二次扩散。一般送风采用后送风，即是从工作人员的后下方送

5、风，而排风一般送风采用后送风，即是从工作人员的后下方送风，而排风则设在人员的上前方，而且排风必须采用排风罩进行局部排风，则设在人员的上前方，而且排风必须采用排风罩进行局部排风，这样的气流组织能够有效地排走有害气体这样的气流组织能够有效地排走有害气体气流组织原则：气流组织原则：能避免把害物吹向作业人员操作区；能避免把害物吹向作业人员操作区；能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气；空气；能确保在整个房间内进风气流均匀分布能确保在整个房间内进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。尽量减少涡流区。送排风方式的布置原则：送排风方式的布置原则：送

6、排风方式的布置原则：送排风方式的布置原则：1.1.1.1.送风口应接近人员操作的地点，或者送风要沿着最短的线路达到人员送风口应接近人员操作的地点，或者送风要沿着最短的线路达到人员送风口应接近人员操作的地点，或者送风要沿着最短的线路达到人员送风口应接近人员操作的地点，或者送风要沿着最短的线路达到人员作业地带，保证送风先经过人员操作地点，后经污染排至室外。作业地带，保证送风先经过人员操作地点，后经污染排至室外。作业地带，保证送风先经过人员操作地点，后经污染排至室外。作业地带，保证送风先经过人员操作地点，后经污染排至室外。2.2.2.2.排风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速排

7、风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速排风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速排风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速排至室外，必要时进行净化处理。排至室外，必要时进行净化处理。排至室外，必要时进行净化处理。排至室外，必要时进行净化处理。3.3.3.3.在整个房间内，应使进风气流均匀分布，尽量减少涡流区。在整个房间内，应使进风气流均匀分布，尽量减少涡流区。在整个房间内，应使进风气流均匀分布，尽量减少涡流区。在整个房间内，应使进风气流均匀分布，尽量减少涡流区。4.4.4.4.在有可能突然发生有大量有毒气体、易燃易爆气体的场所，还应考虑在

8、有可能突然发生有大量有毒气体、易燃易爆气体的场所，还应考虑在有可能突然发生有大量有毒气体、易燃易爆气体的场所，还应考虑在有可能突然发生有大量有毒气体、易燃易爆气体的场所，还应考虑必要的事故通风必要的事故通风必要的事故通风必要的事故通风(emergency ventilation)(emergency ventilation)(emergency ventilation)(emergency ventilation)5.5.5.5.被有害物污染了的空气在排入大气时，应符合大气排放标准，否则应被有害物污染了的空气在排入大气时，应符合大气排放标准，否则应被有害物污染了的空气在排入大气时，应符合大气排

9、放标准，否则应被有害物污染了的空气在排入大气时，应符合大气排放标准，否则应进行净化处理和改进净化处理装置进行净化处理和改进净化处理装置进行净化处理和改进净化处理装置进行净化处理和改进净化处理装置对于同时散发有害气体和余热的车间，一般采用下送上排的方式，清洁的对于同时散发有害气体和余热的车间，一般采用下送上排的方式，清洁的对于同时散发有害气体和余热的车间，一般采用下送上排的方式，清洁的对于同时散发有害气体和余热的车间，一般采用下送上排的方式，清洁的空气从车间下部送入，在工作区散开，带着有害气体或余热流至车间空气从车间下部送入，在工作区散开，带着有害气体或余热流至车间空气从车间下部送入，在工作区散

10、开，带着有害气体或余热流至车间空气从车间下部送入，在工作区散开，带着有害气体或余热流至车间上部，最后经设在上部的排风口排出。这样的气流组织有以下特点：上部，最后经设在上部的排风口排出。这样的气流组织有以下特点：上部，最后经设在上部的排风口排出。这样的气流组织有以下特点：上部，最后经设在上部的排风口排出。这样的气流组织有以下特点：1 1 1 1）新鲜空气能以最短的路线达到人员作业地带，避免在途中受污染）新鲜空气能以最短的路线达到人员作业地带，避免在途中受污染）新鲜空气能以最短的路线达到人员作业地带，避免在途中受污染）新鲜空气能以最短的路线达到人员作业地带，避免在途中受污染2 2 2 2）工人首先

11、接触新鲜空气）工人首先接触新鲜空气）工人首先接触新鲜空气）工人首先接触新鲜空气3 3 3 3）符合热车间内有害气体、蒸汽和热量的分布规律，即一般情况下，上）符合热车间内有害气体、蒸汽和热量的分布规律，即一般情况下，上）符合热车间内有害气体、蒸汽和热量的分布规律，即一般情况下，上）符合热车间内有害气体、蒸汽和热量的分布规律，即一般情况下，上部的有害气体或蒸汽浓度高，上部的空气温度也高。部的有害气体或蒸汽浓度高，上部的空气温度也高。部的有害气体或蒸汽浓度高，上部的空气温度也高。部的有害气体或蒸汽浓度高，上部的空气温度也高。在工程设计中，一般采用以下的气流组织方式在工程设计中，一般采用以下的气流组织

12、方式在工程设计中，一般采用以下的气流组织方式在工程设计中，一般采用以下的气流组织方式1 1 1 1）有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高，或者车间存在上升）有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高，或者车间存在上升）有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高，或者车间存在上升）有害物源散发的有害气体温度比周围空气温度高，或者车间存在上升气流，不论有害气体密度大小，均应采用下送上排的方式；气流，不论有害气体密度大小，均应采用下送上排的方式；气流，不论有害气体密度大小，均应采用下送上排的方式；气流，不论有害气体密度大小，均应采用下送上排的方式；2 2 2 2）如果没有热气流的影响，当散发的

13、有害气体密度比空气小，则应采用）如果没有热气流的影响，当散发的有害气体密度比空气小，则应采用）如果没有热气流的影响，当散发的有害气体密度比空气小，则应采用）如果没有热气流的影响，当散发的有害气体密度比空气小，则应采用下送上排的方式，比空气密度大时，应当采用上下两个部位同时排出下送上排的方式，比空气密度大时，应当采用上下两个部位同时排出下送上排的方式，比空气密度大时，应当采用上下两个部位同时排出下送上排的方式，比空气密度大时，应当采用上下两个部位同时排出的方式，并在中间部位将清洁空气直接送到工作地带。的方式，并在中间部位将清洁空气直接送到工作地带。的方式，并在中间部位将清洁空气直接送到工作地带。

14、的方式，并在中间部位将清洁空气直接送到工作地带。在通风方法控制有害污染物、改善房间的空气环境时，必须考虑通风房在通风方法控制有害污染物、改善房间的空气环境时，必须考虑通风房在通风方法控制有害污染物、改善房间的空气环境时，必须考虑通风房在通风方法控制有害污染物、改善房间的空气环境时，必须考虑通风房间的空气平衡和热平衡，这样才能达到设计要求。间的空气平衡和热平衡，这样才能达到设计要求。间的空气平衡和热平衡，这样才能达到设计要求。间的空气平衡和热平衡，这样才能达到设计要求。对于通风房间，不论采用哪种通风方式，单位时间进入室内的空气质量对于通风房间，不论采用哪种通风方式，单位时间进入室内的空气质量对于

15、通风房间，不论采用哪种通风方式，单位时间进入室内的空气质量对于通风房间，不论采用哪种通风方式，单位时间进入室内的空气质量总是和同一时间内从此房间排出的空气质量相等，也就是通风房间的总是和同一时间内从此房间排出的空气质量相等，也就是通风房间的总是和同一时间内从此房间排出的空气质量相等，也就是通风房间的总是和同一时间内从此房间排出的空气质量相等，也就是通风房间的空气质量总要保持平衡，我们称此为空气平衡。空气质量总要保持平衡，我们称此为空气平衡。空气质量总要保持平衡，我们称此为空气平衡。空气质量总要保持平衡，我们称此为空气平衡。要使通风房间的温度达到设计要求并保持不变，必须使房间的总得热量要使通风房

16、间的温度达到设计要求并保持不变，必须使房间的总得热量要使通风房间的温度达到设计要求并保持不变，必须使房间的总得热量要使通风房间的温度达到设计要求并保持不变，必须使房间的总得热量等于总失热量，即保持房间热量平衡，我们称此为热平衡。等于总失热量，即保持房间热量平衡，我们称此为热平衡。等于总失热量，即保持房间热量平衡，我们称此为热平衡。等于总失热量，即保持房间热量平衡，我们称此为热平衡。2.1.5 空气平衡和热平衡空气平衡和热平衡空气温度空气温度 t=22+/-3C 室内的进风和排风是多通道的室内的进风和排风是多通道的,既有由通风系统产生的有组织的进排既有由通风系统产生的有组织的进排风风,也有从缝隙

17、也有从缝隙,窗户窗户,门洞等产生的无组织进排风门洞等产生的无组织进排风,是机械通风与自然通是机械通风与自然通风的共同作用结果风的共同作用结果,根据根据“物质平衡物质平衡”原理原理,各种进风量与各种排风量应相各种进风量与各种排风量应相等等.这就是室内风量平衡的原则。其表达式为这就是室内风量平衡的原则。其表达式为:q qmzjmzj+q qmjjmjj=q qmzpmzp +q qmjpmjp (kg/s)(kg/s)当当q qmjjmjj =q qmjpmjp时时:室内外压差为零，适用于无特殊要求车间室内外压差为零，适用于无特殊要求车间当当q qmjjmjj q qmjpmjp时时:室内处于正压

18、状态，适用于洁净度要求高的车间室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间在通风房间出于正压状态时，室内一部分空气总会通过房间的窗户、门洞、在通风房间出于正压状态时，室内一部分空气总会通过房间的窗户、门洞、或不严密的缝隙流到室外。渗透到室外的这部分空气量称为无组织排风量。或不严密的缝隙流到室外。渗透到室外的这部分空气量称为无组织排风量。当当q qmjjmjj Gjp时时:室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间n 当当GjjGjp时时:室内处于负压状态，适用于产生污染的车间室内处于负压状态，适用于产生污染的车间如何控制室内外压差？如何控制室内外压差？B

19、洁净室的内外压差算法（缝隙法或者换气次数法）洁净室的内外压差算法（缝隙法或者换气次数法）洁净室的内外压差算法（缝隙法或者换气次数法）洁净室的内外压差算法（缝隙法或者换气次数法）通过风量的控制达到压差的控制。通过风量的控制达到压差的控制。通过风量的控制达到压差的控制。通过风量的控制达到压差的控制。B空气调节房间？空气调节房间？空气调节房间？空气调节房间？室内压差必须是负的，由此来确保室内压差必须是负的，由此来确保室内污染不被扩散到其它房间内室内污染不被扩散到其它房间内排风柜排风柜排风柜排风柜YES !NO !化学实验室必须处在负压状态下化学实验室必须处在负压状态下排风柜排排风柜排风量风量排风柜送

20、风排风柜送风量量全面送风量全面送风量全面排风全面排风量量平衡模型平衡模型tstnQQf f通风排风热量通风排风热量C LC Lp pt tn nn n循环风的热量循环风的热量 C LC Lhxhxn n(t(ts s-t-tn n)机械进风热量机械进风热量C LC Ljjjj t tjjjjjjjj自然进风热量自然进风热量C LC Lzjzjt tw ww w围护结构、材料失热围护结构、材料失热QhQh热交换器热交换器 在通风过程中在通风过程中,室内空气通过与进风室内空气通过与进风,排风排风.围护结构和围护结构和室内各种高低温热源进行交换室内各种高低温热源进行交换,为了使房间内的空气温度维持为

21、了使房间内的空气温度维持不变不变,必须使房间内的总得热量必须使房间内的总得热量Q Qd d与总失热量与总失热量Q Qs s相等相等,也也就是要保持房间内的热平衡。即就是要保持房间内的热平衡。即 Q Qd d=Q=Qs s室内的总得热量包括室内的总得热量包括室内的总得热量包括室内的总得热量包括：生产设备、产品、采暖散热设备、生产设备、产品、采暖散热设备、生产设备、产品、采暖散热设备、生产设备、产品、采暖散热设备、人体、送风、太阳辐射等等的散热量。人体、送风、太阳辐射等等的散热量。人体、送风、太阳辐射等等的散热量。人体、送风、太阳辐射等等的散热量。室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸

22、室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸发等等吸收的热量。发等等吸收的热量。发等等吸收的热量。发等等吸收的热量。Q Qh h+CL+CLp pt tn nn n=Q Qf f+CL+CLjjjjt tjjjjjjjj+CL+CLxhxhn n(t(ts s-t-tn n)+CL)+CLzjzjt tw ww w围护结构、材料失热围护结构、材料失热+通风排风热量通风排风热量=设备散热量设备散热量+机械进风机械进风热量热量+循环风的热量循环风的热量 +自然进风热量自然进风热量【例例2-3】如图所示的车间如图所示的车间内，生产设备总散热量内，生产设备总散热量Q1350kw，维护结构失热量，维护结构失热量Q2450kw上部天窗排风量上部天窗排风量Lzp2.8m3/s,从工作区排走的从工作区排走的风量风量Ljp4.25 m3/s，自然，自然进风量进风量Lzj1.32 m3/s，车间，车间工作区温度工作区温度tn18，室外，室外空气温度空气温度tw12，车间，车间的温度梯度为的温度梯度为0.3/m，天窗，天窗中心高中心高10m，试计算：机械，试计算：机械送风量送风量Gjj、送风温度、送风温度tj和进和进风所需的加热量风所需的加热量Q3。B B 谢谢谢谢 谢！谢！谢！谢！