通风除尘作业及答案资料

第 1次 2分

1.1 粉尘、有害蒸气和气体对人体有何危害 ?对人体危害的影响因素

有哪些?

答：

1）粉尘的危害

1.对人的危害 粉尘的危害包括三个方面：

① 有毒粉尘引起中毒；粉尘的 化学性质 是危害人体的主要因素， 有毒的金属粉尘（铬、锰、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒 以至死亡。另外，这些物质进入肺部都能直接对肺部产生危害。

② 一般粉尘引起各种尘肺病； 由各种生产性有害因素引起的职业 病中，尘肺约占 60％。在有粉尘产生的生产过程中，无毒性粉尘对 人体的主要危害是粉尘进入人体肺部后可能引起各种尘肺病。 还有一 些物质本身并没有毒性， 例如锌， 但是其加热后形成的烟状氧化物可 与人体内的蛋白质作用而引起发烧， 发生所谓的铸造热病。 粉尘中的 有害化学因素 为游离二氧化硅、 硅酸盐等。 根据接触不同成分和浓度 的粉尘，尘肺又可分为矽肺（游离二氧化硅所致） 、硅酸盐肺（如滑 石肺、石棉肺，系硅酸盐所致）、煤肺（煤尘所致）、金属粉未沉着症、 铸工尘肺、电焊工尘肺等。

③ 有的粉尘 （如硫化矿尘 ）引起皮肤炎。

影响粉尘危害大小的因素 主要是其物理化学性质、 粒径大小和浓

度。如对人体危害的因素主要是其物理化学性质，另外，粒径大小和 浓度也是危害人体健康的一个重要因素。

（2）有害气体和蒸汽的危害

1.对人的危害

（ 1）一氧化碳（ CO）：一氧化碳多数是由于工业炉、内燃机等 设备不完全燃烧造成的， 也有少量来自煤气设备的渗漏。 它无色无味， 对人体有强烈的窒息性。

（2）二氧化碳（ CO2）:当二氧化碳浓度大于 5ppm 时，对眼、 鼻、喉以及肺部都有强刺激性，长期作用可引起粘膜炎，嗅、味觉失 灵等症状。

（ 3）二氧化硫（ SO2）:二氧化硫是一种无色强刺激性气体，在 空气中可氧化为三氧化硫，形成酸雾，其毒性是二氧化硫的 10 倍。 它主要来源于含硫矿物燃料 （煤和石油） 的燃烧，在金属矿物的焙烧、 毛和丝的漂白、化学纸浆等生产过程中也有二氧化硫的废气排出。

（4）苯（ C6H6）：苯是一种具有芳香味、易燃、的麻醉气体， 常温下极易挥发。 它主要来源于焦炉煤气和以苯为原料和溶剂的生产 过程。

（5）汞（ Hg）：汞是一种液态金属，具有毒性。在常温下易挥 发。

（6）铅（Pb）：在有色金属冶炼、红丹、蓄电池、橡胶等生产过 程中有铅蒸气及铅尘产生， 铅在进入人体后会造成人体血液中色素下 降，头晕、眼花、食欲不振等现象，严重时会出现中毒性脑病。

（7）氮氧化物（NOx）:氮氧化物主要来源于燃料的燃烧及化工、

电镀等生产过程。

1.2 粉尘的真密度和假密度有何区别？何种情况粉尘分散度低？ 粉尘的真密度：指单位实际体积粉尘的质量， 不包括粉尘之间的空隙。 粉尘的假密度： 也称堆积密度或表现密度， 指粉尘呈自然扩散状态时 单位容积中粉尘的质量，包括粉尘之间存在的空隙。 粉尘分散度：又称粒度分布， 指在不同粒径范围内所含粉尘的个数或 质量占总粉尘的百分比。 粒径较小的粉尘所占的比例越小， 其分散度 越低。

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： ①粉尘本身具有爆炸性。

②粉尘悬浮在一定氧含量的空气中，并达到一定浓度。

③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

①粉尘的化学组分及性质；②粒度及分散度；③氧含量；④灰分 及水分；⑤可燃气含量；⑥点火能量；⑦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) 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 10μm 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 5~10μ 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 5μ 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 2~5μm 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。

1.5 写出下列物质在车间空气中的最高允许浓度 ,并指出何种物质的

毒性最大 .

(1)一氧化碳 (2)二氧化硫 (3)氯 (4)丙烯醛 (5)铅烟 (6)五

氧化砷 (7)氧化镉

mg/m3

(1)一氧化碳： STEL 30；MAC ：作业时间 1小时以内， 50；半小时

以内， 100；15-20min，200.

(2) 二氧化硫： STEL 10 MAC 15

(3) 氯： MAC 1 (4) 丙烯醛： MAC 0.3

(5) 铅烟： STEL 0.09* MAC 0.03

(6) 五氧化二砷： MAC 0.3

(7) 氧化镉： MAC 0.1

毒性最大：(5)铅烟

第 2次 2分

1.风道直径 250mm，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， Re≤ 2300，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 Pa·s×

10-5。则最大流速为：

相应的摩擦阻力为：

2

0.21 0.075

15 0.156

0.21v

0.075 1.128 0.02216

0.25 2

查《工业通风除尘技术》谭天佑、梁凤珍 P16 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)

Re v D 2300 1.92 10

5 0.156 m/s

L v2

hr DL v2 0.0175D Pa

解： 矩形风管内空气流速

L

v

3600F 4000

3600 0.3 0.6 6.17 m/s 4 S 4 0.3 0.6 U 2

(0.3 0.6)

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=10×1.25=12.5 Pa

3．已知某梯形风道摩擦阻力系数 α =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 之间满足 U C S ，其中

C=4.16，则可得 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 Rr=0.263

r S3

kg/m7 或 Ns2/m8。

则风道摩擦阻力为

2 720 2 hr RrQ2 0.263 37.87 r r 60

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

hb=KtKBhb0=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 流速当量直径

De 0.4

Pa

由图 2-3-3 查得：

所以， Kt=0.82， KB=0.86 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 h v ，则 v 2hv1

对于大断面来说，局部阻力系数 ξ1=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

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。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： L 0.88 v 11 F 0.4 0.2

再求 流速当量直径 Dv： 1 R12v1 1 R22v2

44 ，有 v2 RR122 v1 1366*12.9

29.0

为 v2

hv1 2v2 504.6 Pa，故动压差为：

m/s，则小断面平均动压

-404.6 Pa，则全压差则有 hl v2 145.4

l2

m/s m/s；由风量不变可知 Q1=Q2 ，即 S1v1=S2v2，则

550-

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=hb0×l=5.4×8=43.2 pa

流量当量直径 DL ：

0.625

DL 1.3 (ab)

DL 1.33 (a b)03.25 (0.4 0.2)0.25

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=hb0×l=5.4×8=43.2 pa 则两种方法结果相同。

(3) 矿渣混凝土风管

K=1.5， Kr (Kv)0.25 (1.5 * 11) 0.25 2.02 则，

h=K r hb0l=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℃， 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=K t1hb0l=0.93× 5.4×8=40. 18 Pa/m

h 夏=K t2hb0l=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：Dv S 4ab

U 2(a b) 4*0.4*0.2

2*(0.4 0.2) 0.27

1.3 (0.4*0.2)0.625

0.30 m