tq工业通风----第七章 自然通风与局部送风

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1、第七章自然通风与局部送风本章要求：1、了解自然通风的作用原理；2、理解自然通风的计算；3、掌握自然通风系统中的工艺布置原则；4、了解局部送风的有关知识。第一节自然通风的作用原理空气流过窗孔时的阻力ΔP为窗孔两侧的压力差为：ΔP=ζρv2/2（7-1）则v=[2ΔP/（ζρ）]1/2=μ（2ΔP/ρ）1/2（7-2）通过窗孔的空气量：L=vF=μF（2ΔP/ρ）1/2（7-3）G=Lρ=μF（2ΔP·ρ）1/2（7-4）一、热压作用下的自然通风根据流体静力学原理，窗孔b的内外压差为ΔPb=Pb′－Pb=（Pa′－gh

2、ρn）－（Pa－ghρw）=ΔPa+gh（ρw－ρn）（7-5）ΔPb+（-ΔPa）=ΔPb+│ΔPa│=gh（ρw－ρn）（7-6）把gh（ρw－ρn）称为热压。二、余压及中和面：何谓余压：位于中和面上的窗孔是没有空气流动的。Pxa=Pxo－h1（ρw－ρn）g=－h1（ρw－ρn）g（7-7）Pxb=Pxo+h2（ρw－ρn）g=h2（ρw－ρn）g（7-8）三、风压作用下的自然通风正压区；负压区，即空气动力阴影区。空气动力阴影区最大高度为Hc≈0.3(A)0.5（7-9）了解建筑物周围气流运动状况，不但对自然

3、通风计算、天窗型式的选择和配置有重要意义，而且对通风、空调系统的进、排风口的配置也有重大影响。如第六章所述，局部排风系统排放的有害物质浓度不符合排放标准要求时，如将其排入空气动力阴影区内，有害物质会逐渐集聚；如有进风口布置在该区域，有害物质会随进风进入厂房。图7-4是铸造车间化铁炉烟气采用不同排放高度时有害物质分布示意图。图a，烟气排入建筑物上部空气动力阴影区内，有害物质在车间上部及周围集聚。图b是烟气排入空气动力阴影区以上，这样车间周围有害物质浓度大大下降。室外气流吹过建筑物时，其四周的静压分布如图7-5所示，迎

4、风面为正压区，顶部及背风面均为负压区。图7-6所示的双凹形天窗2和4，从局部看处于迎风面，由于它们处于整个建筑所造成空气动力阴影之内，所以窗孔2、4处均为负压。风压的定义：和远处未受扰动的气流相比，由于风的作用在建筑物表面所形成的空气静压力变化。风压值：某一建筑物周围的风压分布与建筑物的几何形状和风向有关。风向一定时，建筑物外围结构上某一点的风压值可用下式表示：Pf=Kvw2ρw/2（7-10）四、热压、风压同时作用下的自然通风迎风面窗孔a的内外压差为ΔPa=Pxa－Kavw2ρw/2（7-11）背风面窗孔b的内外

5、压差为ΔPb=Pxb－Kbvw2ρw/2=Pxa+hg（ρw－ρn）－Kbvw2ρw/2（7-12）第二节自然通风的计算根据现行《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）规定：放散热量的生产厂房及辅助建筑物，其自然通风应仅考虑热压作用。1、设计计算：2、校核计算：3、计算时的简化条件：1）通风过程是稳定的，影响自然通风的因素不随时间而变化。2）整个车间的空气温度都等于车间的平均空气温度tnp；tnp=（tn+tp）/2式中tn——室内工作区温度，℃tp——上部窗孔的排风温度，℃。3）同一水平面上各点的静压均

6、保持相等，静压沿高度方向的变化符合流体静力学法则；4）车间内空气流动时，不受任何障碍的阻挡；5）不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风窗孔前已经消散；6）用封闭模型得出的空气动力系数适用于有空气流动的孔口。一、自然通风的设计、校核计算步骤1、计算消除余热所需的全面通风换气量；G=Q/(c（tp-tj））kg/s式中Q——车间的总余热量，KJ/s；tp——车间上部窗孔的排风温度，℃；tj——车间的进风温度，℃；c——空气比热，c=1.01kJ/kg℃。2、确定窗孔的位置及中和面位置；3、计算各窗孔的内外压差；

7、4a、分配各窗孔的进、排风量，计算各窗孔面积。4b、计算各窗孔的进、排风量，并校核自然通风量能否满足要求。注：中和面在设计计算中应当假定；校核计算中应当计算确定。进风窗孔=Ga/(μa(2h1(ρw-ρn)ρw)1/2)排风窗孔Fb=Gb/(μb(2ΔPbρp)1/2)=Gb/(μb(2h2(ρw-ρn)ρp)1/2)根据空气量平衡方程式，Ga=Gb，如果近似认为μa≈μb，ρw≈ρp。上述公式可简化为：(Fa/Fb)2=h2/h1或Fa/Fb=（h2/h1）0.57-20从公式20可以看出，进排风窗孔面积之比是随

8、中和面位置的变化而变化的。中和面向上移（即增大h1减小h2），排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小；中和面向下移，则相反。在热车间都采用上部天窗进行排风，天窗的造价要比侧窗高，因此中和面位置不宜选的太高二、车间排风温度tp（℃）1、温度梯度法：适用于厂房高度不大于15m，当室内散热比较均匀，且散热强度不大于116w/m3的场合。tp=tn+ΔtH（H－2）（7