工业有害物防治与通风基础理论.ppt

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1、通风风流基础理论及空气参数计算通风风流基础理论及空气参数计算主要内容风压计算及测试通风基础理论干湿空气密度计算连续方程及风速测定能量方程及应用通风阻力及计算风流理论与参数计算本部分主要讨论以下问题：1、干、湿空气密度的计算；2、风压(静压、动压和全压)的计算及测定；3、通风连续方程及其应用；4、通风风流型式、风流结构及风速分布与风速测定；5、通风能量方程及其应用；6、（通风阻力及其计算）。通风风流基础理论及空气参数计算§2.1通风空气参数§2.2风流流动特性§2.3空气流动过程的基本方程§2.4风流参数的测定一、干、湿空气密度的计算密度定

2、义式：单位体积空气所具有的质量。kg/m3，用符号ρ表示：式中M—空气的质量，kg；V—空气的体积，m3。空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。实际空气密度计算式由气态方程求得。§2.1通风空气参数一、干、湿空气密度的计算气态方程：式中ρ—干空气实际密度，kg/m3；ρ0—标准状态干空气的密度，kg/m3；P、P0—分别为实际状态及标准状态下的空气压力，千帕（kpa）；T、T0—分别为实际状态及标准状态下空气的热力学温度，K。一、干、湿空气密度的计算标准状态：T0=273K，P0=101.3kPa,干空气密度ρ0=1.293kg/m3。干空

3、气密度计算式：注意！式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t,t为空气的摄氏温度（℃）。干、湿空气密度的计算湿空气：湿空气压力等于干空气分压与水蒸汽分压之和。干空气P水蒸气干空气湿空气P干空气PdPs道尔顿分压定律:P=Pd+Ps,Ps=ψPb一、干、湿空气密度的计算根据道尔顿分压定律即可推导出湿空气密度计算式：式中ρw—湿空气密度,kg/m3；ψ—空气相对湿度，%；Pb—饱和水蒸汽压力，kPa二、空气压力—静压风压：通风中空气压力也叫风流压力（简称为风压），它是表示运动空气所具有的能量,它包括静压、

4、动压和全压。静压：气体分子对容器壁所施加的压力。基本性质：静压总是垂直并指向作用面；静压各向同值。表示形式：绝对静压—以绝对零压作为基准的静压,用Pk表示；相对静压—以当地大气压力为基准的静压,用Pr表示。二、空气压力—静压绝对静压和相对静压的关系：关系式:Ｐr=Ｐk-Ｐ0绝对真空当地大气压PkPrP0二、空气压力—静压不同标高静压计算：流体力学欧拉方程:dp=ρgdz积分即得静压计算式：P=P0-ρgz式中z—相对于基准的高度,m；p0—z=0基准处的空气静压,Pa(N/m2)；p—高度为z处的空气静压，Pa(N/m2)；ρ—空气密度，k

5、g/m3；g—重力加速度，m/s2。二、空气压力—静压可压缩空气密度：近似按等温过程处理，即多变指数n=1，由气态方程（P=ρRT）和欧拉方程得：式中T——空气的热力学温度，K；R——空气的气体常数，R=287J/kg·K。简化计算式：展开成级数，略去高项。二、空气压力—动压，全压动压：动压—单位体积风流运动所具有的动能。它恒为正，具有方向性，它的方向就是风流运动的方向。单位体积空气的质量为ρ（kg/m3），风流速度为υ(m/s)，由动能公式即得风流动压Hu(Pa)计算式：Hu=ρυ2/2全压：全压Pt等于静压Ps与动压Hu之和，即Pt=P

6、s+Hu空气压力—动压、静压、全压关系空气压力—动压、静压、全压关系空气压力—单位空气压力的国际单位为帕（Pa）、牛顿/米2（N/m2）。1Pa=1N/m2。我国法定计量单位制规定，空气压力（压强）的单位为帕。帕（Pa）单位比较小，还可用百帕（hPa）、千帕（kPa）表示1hPa=100Pa；1kPa=1000Pa。空气压力—测定分为：空气绝对压力测定空气相对压力测定三、粘度粘度：表示空气粘性大小的指标，分为动力粘度和运动粘度。动力粘度：一般用μ表示,其单位为N·S/m2(Pa·s),受气温影响,与压力无关。运动粘度：一般用υ表示，其单位为

7、m2/s，受温度和压力影响。μ与υ之间的关系：υ=μ/ρ，其中ρ为空气的密度（kg/m3）。计算中,υ和μ可直接通过查表获得。流态判据：雷诺数Re，当Re>2300时为紊流，反之为层流。Re值计算式：Ｕm—流道流体平均速度，m/s;ν—空气运动粘度，m2/s;D—流道直径，m。非圆流道：用等效直径De=4S/Px取代直径D。其中S为流道的断面积（m2），Px为流道断面周长（m）。一、风流流态§2.2风流流动特性二、风流型式及风速管道的体积风量：Q=∫suidsui—管道横断面上任一点的风速，m/s;S—管道横断面积，m2;Q—管道横断面上通

8、过的体积风量，m3/s。风流型式及风速—射流分为自由射流和有限射流风流型式及风速—射流自由射流风流结构主要参数:扩张角θ和射流边界层宽度R,它们的计算式为:tg(θ/2)=3.4