走道内机械排烟系统设计计算步骤
欧阳家百（2021.03.07）
一、设置机械排烟走道要求：
有自然排烟部位，但是自然排烟长度远大于规范规定的30米：内走道包括连通的无窗办公室。
二.排烟风道排烟量的计算:
1.确定排烟量计算方式:因每个排烟系统为竖向设置,每个排烟风道(除地下1层到地上1层之间的排烟管道)要负担2个以上防烟分区的排烟量,因此,排烟风道通过烟量计算按最大一个防烟分区面积,每m2不小于120m3/h计算。
2.确定最大防烟分区面积:主楼的最大一个防烟分区面积为360m2。
3.计算系统排烟量：排烟风道通过总烟量为360×120=43200m3/h。
4.设置每个防烟分区排烟系统：每个防烟分区设2个排烟竖风道。
5.确定排烟系统入口最大风速：每个排烟风道通过烟量为21600m3/h,按排烟风道风速小于15m/s,经计算,取排烟风道有效断面积为0.5m2,实际风速12m/s。
三．排烟口排烟量计算及选型：
1.确定风口个数：每层为一个防烟分区,按防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m和排烟风口之间不应超过60米的要求，每层设有2个排烟口；
2.计算风口风量：每个防烟分区排烟量为360×60 =21600m3/h,由于每一个防烟分区有两个排烟口，则每个排烟口排烟量为21600/2=10800m3/h。
3.选取风口规格：取排烟口风速为10m/s,经计算,排烟口面积为10800/10/3600=0.3m2,故选用排烟口有效面积为0.3*0.8（有效面积系数），为600*400排烟口。
4.确定风口类型：本场所不选百叶风口，该排烟口为电动排烟风口，具有DC24V电信号开启、远间隔缆绳控制开启、手动复位、280℃熔断、输出开启和封闭电信号的功能。
四.排烟风管计算及选型：
假定连接一个风口的风管为A段，连接两个风口的风管为B段,求出A、B段风管规格，则：A段风管截面积为一个风口风量10800/风管假定风速12m/s/3600(秒)=0.25m2,B段风管截面积为两个风口风量10800*2/风管假定风速12m/s/3600(秒)=0.5m2，依此类推，计算多个排烟风口规格，然后按照风管截面积选定风管宽高的尺寸，前段风管风速应比后段风管风速稍大点。
五.排烟风机排烟量计算及选型：
1.计算风机风量：因为排烟风道通过总烟量为43 200m3/h,考虑排烟量从烟道和排烟口的泄漏,应增加10% ~30%的风量,那么,排烟风机总排烟量为1.3×43 200=56160m3/h。
2.风机选型：因每个防烟分区为2个排烟系统,故每台排烟风机排烟量为28080m3/h,经对系统最不利环路管道阻力进行计算,最后选用HFTⅡ型9号消防排烟专用风机,共2台,每台风量为33 510m3/h,风压840 Pa。
风道设计计算的方法与步骤(带例题） 一．风道水力计算方法 风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。 风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用静压复得法。 1．假定流速法 假定流速法也称为比摩阻法。这种方法是以风道内空气流速作为控制因素，先按技术经济要求选定风管的风速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。 2．压损平均法 压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提。在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差值小于15%。一般建议的单位长度风管的摩擦压力损失值为0.8~1.5Pa/m。该方法适用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平衡等场合。
3．静压复得法 静压复得法的含义是，由于风管分支处风量的出流，使分支前后总风量有所减少，如果分支前后主风道断面变化不大，则风速必然下降。风速降低，则静压增加，利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定管道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法。此方法适用于高速空调系统的水力计算。 二．风道水力计算步骤 以假定流速法为例： 1．确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。 2．在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。 管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。 3．选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多的环路。 4．选择合理的空气流速。 风管内的空气流速可按下表确定。 表8-3空调系统中的空气流速（m/s）
青岛科技大学 二○一七年硕士研究生入学考试试题 考试科目：过程设备设计 注意事项：1．本试卷共五道大题（共计38个小题），满分150分； 2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划； 3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。 ﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡ 一、判断题（正确的划“√”错误的划“X”，错的请简要说明理由。每题3分，共30分） 1、脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口平齐，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（） 2、有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量。（） 3、压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。（） 4、承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支撑处。（） 5、内压作用下，端部封闭的厚壁圆筒最大应力是位于外壁的周向应力。（） 6、伍德式密封属于自紧式密封。（） 7、制造圆筒形容器时，周向焊缝的质量要求应比轴向焊缝高。（） 8、设计压力为10MPa的容器为高压容器。（） 9、压力容器壳体最小厚度的规定是为了保证容器的最低强度条件要求。（） 10、卧式容器选用鞍式支座时，两个鞍座的结构形式应完全相同。() 二、填空题（每空1分，共30分） 1、边缘应力特征为、。. 2、钢材中含有杂质硫会造成钢材的增加，含有杂质磷会造成增加。 3、焊接接头系数φ应根据和确定。 4、直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受、、和。 5、局部补强形式有，，。 第页（共3页） 1
1压力容器主要由哪几部分组成分别起什么作用 压力容器由筒体，封头密封装置，开孔接管，支座，安全附件六大部件组成。筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄漏开孔接管的作用：满足工艺要求和检验需要支座的作用：支撑并把压力容器固定在基础上安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量，控制工作介质的参数 2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类： 压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关：体积越大，压力越高，则储存的能量越大，发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的，所以要这样划分. 3压力容器用钢的基本要求 较好的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性 4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低，磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性，将硫磷等有害元素控制在较低的水平，就能大大提高钢材的纯净度，可以提高钢材的韧性，抗辐射脆化能力，改善抗应变时效性能，抗回火脆性和耐腐蚀性能 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照哪些原则确定试说明理由。 答：根据JB473规定，取A小于等于，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷，所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于。 当A满足小于等于时，最好使A小于等于。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。
走道内机械排烟系统设计计算步骤 一、设置机械排烟走道要求： 有自然排烟部位，但是自然排烟长度远大于规范规定的30米：内走道包括连通的无窗办公室。 二.排烟风道排烟量的计算: 1.确定排烟量计算方式:因每个排烟系统为竖向设置,每个排烟风道(除地下1层到地上1层之间的排烟管道)要负担2个以上防烟分区的排烟量,因此,排烟风道通过烟量计算按最大一个防烟分区面积,每m2不小于120m3/h计算。 2.确定最大防烟分区面积:主楼的最大一个防烟分区面积为360m2。 3.计算系统排烟量：排烟风道通过总烟量为360×120=43200m3/h。 4.设置每个防烟分区排烟系统：每个防烟分区设2个排烟竖风道。 5.确定排烟系统入口最大风速：每个排烟风道通过烟量为21600m3/h,按排烟风道风速小于15m/s,经计算,取排烟风道有效断面积为,实际风速12m/s。 三．排烟口排烟量计算及选型：
1.确定风口个数：每层为一个防烟分区,按防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m和排烟风口之间不应超过60米的要求，每层设有2个排烟口； 2.计算风口风量：每个防烟分区排烟量为360×60 =21600 m3/h,由于每一个防烟分区有两个排烟口，则每个排烟口排烟量为21600/2=10800m3/h。 3.选取风口规格：取排烟口风速为10m/s,经计算,排烟口面积为10800/10/3600=,故选用排烟口有效面积为*（有效面积系数），为600*400排烟口。 4.确定风口类型：本场所不选百叶风口，该排烟口为电动排烟风口，具有DC24V电信号开启、远间隔缆绳控制开启、手动复位、280℃熔断、输出开启和封闭电信号的功能。 四.排烟风管计算及选型： 假定连接一个风口的风管为A段，连接两个风口的风管为B段,求出A、B段风管规格，则：A段风管截面积为一个风口风量10800/风管假定风速12m/s/3600(秒)=, B段风管截面积为两个风口风量10800*2/风管假定风速12m/s/3600(秒)=，依此类推，计算多个排烟风口规格，然后按照风管截面积选定风管宽高的尺寸，前段风管风速应比后段风管风速稍大点。
计算题 2.1无力矩方程 应力 试用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由20R[σ(b) =400Mpa,σ(s) =245MPa]改为16MnR[σ(b) =510MPa, σ(s) =345MPa]时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 2.3 短圆筒 临界压力 1、 三个几何尺寸相同的承受周向外压的短圆筒，其材料分别为（MPa y 220=σ，3.0,1025=?=μMPa E ） 、铝合金（3.0,107.0,1105=?==μσMPa E MPa y ）和铜（31.0,101.1,1005=?==μσMPa E MPa y ），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？ 2.4临界压力 爆破压力 有一圆筒，其内径为1000mm ，壁厚为10mm ，长度为20m ，材料为20 R(3.0,102,245,4005 =?===μσσMPa E MPa MPa y b )。①在承受周向外压时，求其临界压力cr p 。②在承受内压力时，求其爆破压力b p ，并比较其结果。 2.5临界压力 有一圆筒，其内径为1000mm ，壁厚为10mm ，长度为20m ，材料为20 R(3.0,102,245,4005=?===μσσMPa E MPa MPa y b )。①在承受周向外压时，求其临界压力cr p 。②在承受内压力时，求其爆破压力b p ，并比较其结果。 2.6无力矩理论 应力 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D ＝1000mm,厚度t=10mm,测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？
浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院：材化学院任课教师：郑津洋 姓名：专业：学号：考试时间：分钟 １脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（错误，断口应与最大主应力方向平行） ２有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量（错，有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 和钢材负偏差） ３钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 （错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹） ４压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 （错，缺密封装置） ５盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。 （对） ６承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 （错周边简支发生在中心处） ７筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等） ８检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。(错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题（答案有可能多余于一个，每题2分,共16分） 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器（ABCD） A 最高工作压力大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； B 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m； C 容积（V）大于等于0.025m3； D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确（AD） A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有（ BCD ）
建筑自然通风设计计算技术导则Guideline for designing natural ventilation
前言 根据贵州省住房和城乡建设厅《关于下达<贵州自然通风建筑导则>编制任务的通知》（黔建科通〔2015〕151号）的要求，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本导则。 本导则主要技术内容是：1.范围；2.规范性引用文件；3.术语和定义；4.计算方法；5.自然通风量常用计算方法。 本导则由贵州省住房和城乡建设厅负责管理，由东南大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送东南大学（地址：南京市玄武区四牌楼2号东南大学动力楼401，邮政编码：210096）。 本导则主编单位：东南大学 贵州中建建筑科研设计院有限公司 本导则参编单位：贵州省建筑节能工程技术研究中心 本导则主要起草人员：钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩瑶李新刚黄巧玲漆贵海 周琦杜松李洋李金桃雷艳赖振彬王翔刘建浩 李元 本导则主要审查人员：向尊太陈京瑞杨立光胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧 龙君
1 总则 (1) 2 术语和符号 (2) 2.1术语 (2) 2.2 符号说明 (2) 3 计算方法 (4) 3.1 一般规定 (4) 3.2 自然通风应用潜力 (4) 3.3 自然通风原理 (6) 3.4 自然通风策略 (8) 3.5 自然通风的设计计算步骤 (11) 4 自然通风量常用计算方法 (14) 4.1 理论分析方法 (14) 4.2 多区模型 (14) 4.3 计算流体力学（CFD） (14) C (16) 附录A：风压系数 p 附录B：有效热量法 (18)
全面排风消除室内余热的通风量计算公式： 0.28av Q L c t ρ=??（1） L——通风换气量（m 3/h ）; Q——室内显热发热量（W ）； t p ——室内排风设计温度（℃）； t s ——送风温度（℃）； 1、主变 （油浸式不考虑散热器）主变散热量：74kW （单台容量） 送风温度取夏季通风室外计算温度：26.6℃，空气密度1.179kg/m 3； 进风与排风温差不超过15℃，且夏季排风温度不超过45℃，故取排风设计温度：40℃，空气密度1.128kg/m 3； 平均密度：1.1535kg/m 3 代入式（1）： 37400016928.95m /h 0.28 1.1535 1.01(4026.6) L ==???-事故排风换气次数：10次/h ，单个主变容积2244m 3，则事故排风量：22440m 3/h;风机选型： 每个主变压器室选用2台屋顶轴流风机，单台风机风量（考虑10%的余量）：按照事故风量选型。 风机性能参数：12900m 3/h ，全压115Pa ，功率0.75Kw ，噪音65dB （RASNo.800,转速560） 风机重量：109kg 。 屋顶留洞：870mm*870mm ，基础高度300mm ，风机底座1030x1030 风机共6台，每个主变压器室屋顶设两台。 进风百叶面积（每个主变）： 室外平均风速：3.5m/s ，总风量22440m 3/h ，50%遮挡系数，则进风百叶总面积： 3.56m 21000*2000(2个) 2、站用变 散热量：8.662kW 各设计参数同主变； 386621981.6m /h 0.28 1.1535 1.01(4026.6) L ==???-事故排风换气次数：10次/h ，单个主变容积306.25m 3，则事故排风量： 3062.5m 3/h ；风机选型： 每个站用变用1台屋顶轴流风机，按事故排风量选型，单台风机风量（10%余量）：3368.75m 3/h 。 风机性能参数：4300m 3/h ，全压91Pa ，功率0.25kW ，噪音57dB ，，转速720。屋顶留洞：570mm*570mm ，基础高度300mm ，风机底座705x705，（RASNo.500,
过程设备设计试题及答案 浙江大学2003 —2004 学年第 2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院: 材化学院任课教师: 郑津洋姓名: 专业: 学号: 考试时间: 分钟题序一二三四五六 ? 总分评阅人 得分 一、判断题(判断对或者错，错的请简要说明理由，每题2分，共16分) , 脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常 使容器断裂成碎片。 (错误，断口应与最大主应力方向平行) , 有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 (错，有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 和钢材负偏差) , 钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 (错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹) , 压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 (错，缺密封装置) , 盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。 (对) , 承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 (错周边简支发生在中心处)
, 筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒 并焊接而成。(错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等) , 检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器 必须开设检查孔。 (错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题(答案有可能多余于一个，每题2分,共16分) 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器 (ABCD) A 最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力); B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m; 3C 容积(V)大于等于0.025m; D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 (AD) A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 ( BCD ) A 单层厚壁圆筒同时承受内压P和外压P时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 io B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力分析中 仍然适用。
矿井通风 4.9.1 相关安全规程 《冶金矿山安全规程》规定： （1）井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体积计算），氧气不低于20%，二氧化碳不高于0.5%。 （2）井下所有作业地点的空气含尘量不得超过2mg/ m3，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0.5mg/m3。 （3）井下作业地点（不采用柴油设备的矿井）有毒有害气体浓度，不得超过表4-18规定的标准。 （4）使用柴油机设备的矿井，井下作业地点有毒有害气体的浓度应符合以下规定：一氧化碳小于50ppm；二氧化碳小于5ppm；甲醛小于5ppm；丙烯醛小于0.12ppm。 表4-18 有害气体最大允许浓度 有害气体名称最大允许浓度 体积浓度重量浓度 % ppm mg/L mg/m3 一氧化碳 氮氧化物 （折算为二氧化氮）二氧化硫 硫化氢CO NO X SO2 H2S 0.0024 0.00025 0.0005 0.00066 24 2.5 5 6.6 0.03 0.005 0.015 0.01 30 5 15 10 （5）井下主溜井等处的污风要引入回风巷，否则必须经过净化达到相关要求时，方准进入其它作业地点。井下炸药库和充电硐室空气中氢的含量不得超过0.5%，并且必须有独立的回风道。井下所有机电硐室，都必须供给新鲜风流。 （6）采场、二次破碎巷道和电耙巷道，应利用贯穿风流通风。 （7）矿井所需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得小于4m3；按排尘风速计算风量，硐室型采场最低风速不应小于每秒
0.15m；巷道型采场和掘进巷道不应小于每秒0.25m；电耙道和二次破碎巷道不应小于每秒0.5m；箕斗硐室可根据具体条件，在保证作业地点符合国家规定的卫生标准前提下，分别采取计算风量的排尘风速值。 4.9.2 通风方案 矿区通风分为两期，前期为平硐开拓系统的通风，后期为竖井开拓系统的通风，现分别对两期通风进行描述如下。 前期通风：前期通风采用对角压入式通风。新鲜风从1350和1400生产中段进入，经采场人行设备天井进入采场，经采场内的辅助局扇洗刷工作面后污风由上部设备井口的局扇抽入1400和1450回风平巷内，最后再由主扇压出回风平巷口。 后期通风：后期通风采用中央对角抽出式通风。新鲜风从提升竖井口进入，经各生产中段巷道到达采场人行设备天井，经天井进入采场，洗刷工作面后污风由设备井口的辅助局扇抽至回风系统内，最后经各中段端部回风天井抽出地表。 4.9.3矿井通风工作制度 全矿通风确保全天24小时不间断，派专人看管，通风工作人员实行“三·八工作制；矿井局部通风机根据情况调用。尽量做到”定人、定量、定时”，充分调动工作人员的积极性，实行岗位绩效制度，工作的成效直接与工资水平和奖励挂钩。本设计矿山通风防尘业务由安全环保部门负责，另外开设通风防尘化验室，坑口设有通风防尘工区，矿山的通风防尘专职人员应至少配备一人。矿山必须执行《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》和《金属非金属地下矿山通风技术规范-通风系统AQ2013.1-2008》外，还应建立如下各项制度。 （1）、计划和设计审核制度：无论长远规划或近期生产计划，都必须包括改善矿井通风防尘条件的内容。计划和设计的审核都应邀请安全防尘部门参加，在取得他们同意的情况下才能交付实施。
通风量计算公式 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
通风量的计算： 系统通风量＝房间容积＊换气次数 ◆通风系统设计要求： ＊当有害气体和蒸汽的密度比空气小，或在相反情况下但会形成稳定上升气流时，宜从房间上部地带排出所需风量的2/3，从下部地带排出1/3。 ＊当有害气体和蒸汽的密度比空气大，且不会形成稳定上升气流时，宜从房间上部地带排出所需风量的1/3，从下部地带排出2/3。 ＊进、排风口同侧时，排风口宜高于进风口6m，进、排风口在同侧同一高度时，水平距离不宜小于10m； ＊当排出有爆炸危险的气体或蒸汽时，其风口上缘距顶棚应小于。 ＊在整个控制空间内，尽量使室内气流均匀，减少涡流的存在，从而避免污染物在局部地区积聚。 ◆各场所每小时通风换气次数表：
◆各场所通风换气次数表： ＊厨房通风设计 公共建筑厨房通风量应按照设备散热、湿量和送、排风温差计算，同时要考虑排气罩最小风量和罩口风速，在不具备计算条件时按换气次数估算。进风量为排风量的80%～90%。 总排风量的65%由局部排气罩排出，35%由厨房全面换气排风口排出。 厨房通风换气次数： ＊汽车库通风设计 1．通风换气次数（汽车为单层停放）计算换气量时，层高大于3m按3m计算 2．按停车数量（汽车有双层停放）进风量一般为排风量的80～85% 地下汽车库面积超过2000㎡时，应设机械排烟系统，排风量按6次/h换气计算。
车库的进、排风机宜采用多台并联或变频风机，结合排烟系统可采用双速排烟风机。 通风管道和通风设备内的推荐风速 m/s
1.筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封 头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密 封装置的作用：保证承压容器不泄漏。开孔接管的作用：满足工艺要求和检 修需要。支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。安全附件的作用： 保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用 安全和工艺过程的正常进行。 2.试述承受均布外压的回转壳破坏的形式，并与承受均布内压的回转壳相比有 何异同？答：承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳，当壳体壁厚较大 时也有可能出现强度失效；承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失 效，某些回转壳体，如椭圆形壳体和碟形壳体，在其深度较小，出现在赤道上 有较大压应力时，也会出现失稳失效。 3.影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有：壳体材料的弹性模量与泊松 比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部区域的折皱、鼓胀或凹陷。 提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料不正确，因为高强度材料的 弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小，而价格相差往往较大，从经济角 度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些， 不计成本的话，是可以提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。 4.求解内压壳体与接管连接处的局部应力有：应力集中系数法、数值解法、实 验测试法、经验公式法。 5.圆柱壳除受到压力作用外，还有通过接管或附件传递过来的局部载荷，如设 备自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的约束反力、温度变化引起的 载荷等。 10.压力容器选材应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、 材料性能、材料使用经验、材料价格和规范标准。 11.为保证安全，压力容器设计时应综合考虑：材料、结构、许用应力、强度、 刚度、制造、检验等环节。压力容器设计的具体要求：压力容器设计就是根据 给定的工艺设计条件，遵循现行的规范标准规定，确保安全的前提下，经济、 正确地选择材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。结构设计主要是确定 合理、经济的结构形式，并满足制造、检验、装配、运输和维修等要求；强（刚） 度设计的内容主要是确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求；密封设计 主要是选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。 14.○1当满足δ/D≤0.1或K≤1.2属薄壁圆筒，否则属厚壁圆筒。○2强度设计 的理论基础是弹性失效设计准则。弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达 到许用应力为依据的。○3。对于各处应力相等的构件，如内压薄壁圆筒，这种 设计准则是正确的。但是对于应力分布不均匀的构件，如内压厚壁圆筒，由于 材料韧性较好，当危险点（内壁）发生屈服时，其余各点仍处于弹性状态，故 不会导致整个截面的屈服，因而构件仍能继续承载。在这种情况下，弹性失效 (一点强度)设计准则就显得有些保守。 15.椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒？答：短圆筒的作用是避免封头 和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。 16.从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头，由好变 差；从制造情况顺序正好相反。半球形封头是从受力分析角度，最理想的结构 形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼 焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。椭圆形封头的椭球部分经线曲 率变化平滑连续，应力分布比较均匀，且椭圆形封头深度较半球形封头小得多， 易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。 17.压力试验的目的：在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破 坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。对外压容器，在外压作用下， 容器中的缺陷受压应力的作用，不可能发生开裂，且外压临界失稳压力主要与 容器的几何尺寸、制造精度有关，与缺陷无关，一般不用外压试验来考核其稳 定性，而以内压试验进行“试漏”，检查是否存在穿透性缺陷。 由于在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，容器所储存的能量也越 大，爆炸也就越危险，故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系 数比液体的大，因此选择液体作为试验介质，进行液压试验。 18.压力容器分类的原则：满足外载荷与内力及内力矩平衡的应力，即“非自 限性”的应力；相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的应力，在材料为塑 性材料时具有“自限性”的应力；局部结构不连续和局部热应力的影响而叠加 在上述两原则下的应力之上的应力增量，具有高度的“局部性”。 1
过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h
矿井通风设计施工时的基本原则和要求
通风系统合理可靠的含义
通风网络图的绘制 矿井风量计算办法 按照《煤矿安全规程》第一百零三条：“煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次”，要求，根据《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）、《煤矿通风能力核定标准》（AQ1056-2008），结合本矿开采的实际情况，制定本办法。 一、全矿井需要风量的计算 全矿井总进风量按以下两种方式分别计算，并且必须取其最大值： 1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量： Q 矿进=4×N×K 矿通 （m3/min） 式中：Q 矿进 ——矿井总进风量，m3/min； 4——每人每分钟供给风量，m3/min.人； N——井下同时工作的最多人数，人； K 矿通——矿井通风需风系数（抽出式取K 矿通 =～）。 2、按各个用风地点总和计算矿井风量： 按采煤、掘进、硐室及其他巷道等用风地点需风量的总和计算： Q 矿进=（∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 其他 ）×K 矿通 （m3/min） 式中：∑Q 采 ——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 掘 ——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 硐 ——硐室实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 其他 ——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和，m3/min。 K 矿通——矿井通风需风系数（抽出式K 矿通 取～）。 二、采煤工作面需要风量 按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算： ∑Q 采=∑Q 采i +∑Q 采备i （m3/min） 式中：∑Q 采 ——各个采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q 采i ——第i个采煤工作面实际需要的风量，m3/min； Q 采备i ——第i个备用采煤工作面实际需要的风量，m3/min。 每个采煤工作面实际需要风量，按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。有符合规定的串联通风时，按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算。 1、按气象条件计算： Q 采=Q 基本 ×K 采高 ×K 采面长 ×K 温 （m3/min）
苏州市建筑设计研究院设计计算书 设计专业暖通空调 建设单位苏州和信房地产开发有限公司 工程名称和乔丽晶外商公寓 子项名称 设计编号03/171-10-100 工程号码 1 计算周晓东日期2004年3 月20 日 校对日期年月日 审核日期年月日 第本计1 页 本专业共本
本计算书内容为车库送排风(排烟)计算和前室(合用前室)加压送风量计算。 一．车库送排风(排烟)计算 1，一区防烟分区一： 面积1190m2，层高按3m计，排风（烟）量为： Q=1190*3*6ACH=21420CMH， 选用HTFC(DT)-III-No.25A型柜式排风（烟）离心机，参数为：21420CMH/550P(全压)/600rpm/11kw 由于该防烟分区靠近主出入车道，平时补风量一半由车道自然补风，一半由机械送风机承担。因此送风机选用HTFC(DT)-III-No.18B型柜式离心机，参数为： 10710CMH/420P(全压)/700rpm/4kw 该风量满足火灾时的补风量要求。 2，一区防烟分区二： 面积1800m2，层高按3m计，排风（烟）量为： Q=1800*3*6ACH=32400CMH， 选用HTFC(DT)-III-No.28A型柜式排风（烟）离心机，参数为：32400CMH/570P(全压)/550rpm/15kw 由于该防烟分区不靠近主出入车道，平时补风量按5ACH计算。因此送风机选用HL3-2A-No.8.5A型混流风机，参数为： 27000CMH/550P(全压)/960rpm/7.5kw 该风量满足火灾时的补风量要求。
3，二区防烟分区一： 面积870m2，层高按3m计，排风（烟）量为： Q=870*3*6ACH=15660CMH， 选用HTFC(DT)-III-No.22A型柜式排风（烟）离心机，参数为：15660CMH/500P(全压)/650rpm/7.5kw 由于该防烟分区靠近主出入车道，平时补风量一半由车道自然补风，一半由机械送风机承担。因此送风机选用HTFC(DT)-III-No.15B型柜式离心机，参数为： 8000CMH/425P(全压)/800rpm/3kw 该风量满足火灾时的补风量要求。 4，二区防烟分区二： 面积1340m2，层高按3m计，排风（烟）量为： Q=1340*3*6ACH=24120CMH， 选用HTFC(DT)-III-No.25A型柜式排风（烟）离心机，参数为：24120CMH/465P(全压)/550rpm/11kw 由于该防烟分区不靠近主出入车道，平时补风量按5ACH计算。因此送风机选用HTFC(DT)-III-No.25B型柜式离心机，参数为： 20100CMH/380P(全压)/500rpm/7.5kw 该风量满足火灾时的补风量要求。 二．前室（合用前室）加压送风量计算 甲合用前室面积为8m2，每层四扇双开门，一扇水管井检修门，按压差法计算送风量：
《化工过程设备设计》期末复习题及答案 一、名词解释 1．外压容器 内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。 2．边缘应力 由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值 以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度 由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器 对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。 6．等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体 一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力 将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。 9．计算压力 在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R 20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。 11．设计压力 设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。 14．临界压力
导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 16．内压容器 内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。 17．强度 构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。 18．无力矩理论 因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。 19．压力容器 内部含有压力流体的容器为压力容器。 20.薄膜应力 由无力矩理论求得的应力为薄膜应力。
第五章储运设备 1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应按哪些原则确定？说明理由。双鞍座卧式储罐的受力状态可简化为受均布载荷的外伸简支梁，由材料力学可知当外伸长度A=0.207时，跨度中央的弯矩与支座截面处弯矩绝对值相等，所以一般近似取A≤0.02L，其中L为两封头切线间的距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离2）当鞍座邻近封头时，封头对支座处的筒体有局部加强作用，为充分利用加强效应，在满足A≤0.2L下应尽量满足A≤0.5R0 （R0为筒体外径） 3卧式容器支座截面上部有时出现“扁塌”现象是什么原因？措施？原因：当支座截面处的圆筒不设加强圈，且A<0.5Ri时，由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩作用下，导致支座处圆筒上半部发生变形，产生所“扁塌”现象。 措施： 1）设置加强圈 2)A<0.5Ri,使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用 3）补设加强圈，且A<0.5Ri 4 双鞍座卧式容器中应计算哪些应力？分析这些应力如何产生的？(1)圆筒上的轴向应力，由轴向弯矩引起 2）支座截面处圆筒和封头上的切应力和封头的附加拉伸应力，由横向剪力引起3）支座截面处圆筒的周向弯曲应力，由截面上切应力引起 4）支座截面处圆筒的周向压缩应力，通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致 5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？ 鞍座包角θ时鞍式支座设计时需要的一个重要参数，其大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响卧式储罐的稳定性及储罐支座系统的重心高低。鞍座包角小，则鞍座重量轻，但是储罐一支座系统的重心较高，且鞍座处筒体上的应力较大。常用包角有120，135，150 6 在什么情况下应对双鞍座卧式容器进行加强圈加强？ 如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处，且圆筒不足以承受周向弯矩
习题 1. 一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa ，设计温度为50℃；圆筒内径D i =1200mm ，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K ≤0.1mm/a ，设计寿命B=20年。试在Q2305-A ·F 、Q235-A 、16MnR 三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。 解：p c =1.85MPa ，D i =1000mm ，φ=0.85，C 2=0.1×20=2mm ；钢板为4.5~16mm 时，Q235-A 的[σ]t =113 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm ；钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。 材料为Q235-A 时： []mm C C p pD t 1412.524mm 28.0724.99.724mm 85 .185.011321000 85.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 材料为16MnR 时： []mm C C p pD t 109.243mm 28.0443.6mm 443.685 .185.017021000 85.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于1.62 MPa （即50℃时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径D i =2600mm ，筒长L=8000mm ；材料为16MnR ，腐蚀裕量C 2=2mm ，焊接接头系数φ=1.0，装量系数为0.9。试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压力容器；○3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。 解：○1p=p c =1.1×1.62=1.782MPa ，D i =2600mm ，C 2=2mm ，φ=1.0，钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，σs =345 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。容积 3322m .689MPa 57474.42782.1,42.474m 86.24 4 ?=?==??= = pV L D V i π π ○ 2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=75.689MP a ·m 3 >10MP a ·m 3 ，属三类压力容器。 ○ 3圆筒的厚度 []mm C C p pD t 18mm 493.6128.0693.1313.693mm 62 .1117022600 782.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 标准椭圆形封头的厚度 []mm C C p pD t 18mm 528.6128.0728.1313.728mm 62 .15.0117022600 782.15.02n 21n ==++=++≥=?-???= -= δδδφσδ取
管道直径设计计算步骤 以假定流速法为例，其计算步骤和方法如下： 1．绘制通风或空调系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和风量。 管段长度一般按两管件间中心线长度计算，不扣除管件（如三通，弯头）本身的长度。 2．确定合理的空气流速 风管内的空气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。流速高，风管断面小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，动力消耗增大，运用费用增加。对除尘系统会增加设备和管道的摩损，对空调系统会增加噪声。流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。对除尘系统流速过低会使粉尘沉积堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按表6-2- 1、表6-2-2及表6-2-3确定。除尘器后风管内的流速可比表6-2-3 中的数值适当减小。 表6-2-1 一般通风系统中常用空气流速（m/s ） 支室内xx 空干管 管进风口回风口气入口6～2～1.5～2.5～ 5.5～薄钢1483.53.5 工业建筑机6.5 板、混凝土 械通讯 4～2～1.5～2.0～ 砖等 5～61263.03.0
工业辅助及民用建筑 0.5 0.50.2～～0.7 自然通风～1.01.0 类别 机械通风5～8 52～ 2～4 风管 材料 表6-2-2 空调系统低速风管内的空气流速部位新风xx 总管和总干管 无送、回风口的支管 有送、回风口的支管频率为1000Hz时室内允许声压级（dB） < 40～60> 60 3.5～ 4.04.0～4.5 5.0～ 6.0 6.0～8.06.0～8.0 7.0～12.0 3.0～ 4.0 5.0～7.0 6.0～8.0 2.0～ 3.03.0～5.03.0～6.0表6-2-3 除尘风管的最小风速（m/s）粉尘类 别粉尘名称干锯末、小刨屑、纺织尘木屑、刨花干燥粗刨花、大块干木屑潮湿粗刨花、大块湿木屑棉絮xx 石棉粉尘耐火材料粉尘粘土石灰石水泥湿土（含水2%以下）重矿物粉尘轻矿物粉尘灰土、砂尘干细型砂xx、xx 粉钢铁粉尘钢铁