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1、通风与防尘工程 Ventilation and Dust Control （总复习串讲）主讲：陆愈实 教授中国地质大学工程学院 2004年11月封 面 人 物本课程概论 本课在安全工程学科中的地位 本课程的性质与教学目的 通风与防尘课程的主要内容 本课程的学习要求通风与防尘工程课地位 如图所示，人员 、设备、环境及 存在的有害因素 和危险因素构成 了作业环境系统 。安全工程就是 以该系统为研究 对象。人员环境设备有害、危险因素人员作业环境系统通风与防尘工程课地位安全工程学科内容体系工业安全技术控制与管理 危险因素， 急性伤害： 机、电、火 、爆炸工业卫生技术控制与治理职 业病有害因素 ，慢性危
2、害： 逼、毒、噪安全软技术系统工程 、人机工 程、管理 工程通风与防尘工程课地位作业环境中的主要有害因素化学因素各种毒物：固体类毒物固体类毒物有毒有害气体生产性粉尘物理因素不良气候条件噪声振动辐射照明不足生物因素各种细 菌、病 毒通风与防尘工程课地位作业环境中的主要危险因素火灾、爆炸水灾坍塌、冒顶片帮电能伤害机械性伤害等通风与防尘工程课地位 各种有害与危险因素的控制技术形成了专门的 技术门类： 工业防毒技术各种毒物 通风防尘工程各种有毒有害气体、生产性粉 尘、不良气候条件 噪声控制技术噪声、振动 防火防爆技术火灾、爆炸 电气安全技术电能伤害 机械安全技术机械性伤害本课程的性质与教学目的使学生掌
3、握作业环境中有毒有害气体和粉尘的性质、危害、分布特征、传播规律与检测方法；掌握控制与消除作业环境中有毒有害气体和粉尘的通风防尘方法、原理与措施；培养学生通风防尘系统及设备选择计算与维护管理的基本能力。 通风与防尘课程的主要内容 第一章，工业有害物及其防治 第二章，空气参数及通风风流理论 第三章，通风方法与通风系统组成 第四章，局部排风罩 第五章，除尘技术 第六章，通风除尘管网的计算 第七章，通风机 第八章，通风除尘系统维护管理与技术经济分析 加符号者为本课程重点掌握的章 通风与防尘课程的学习要求抓住三大内容模块： 通风技术 防、除尘技术 通风除尘测试局部排风罩捕集有害物的装置； 净化、除尘器净
4、化有害气体和粉尘； 通风动力系统 通风管道，通风机以通风与除尘系统为核心内容：通风与防尘课程的学习要求第一章 工业有害物及其防治有害物 防治类型、来 源及危害产生与传 播机理浓度及 标准综合防 治措施本章内容结构图第一章 工业有害物及其防治 工业有害物分为五种类型： 粉尘 有害蒸气 有毒有害气体 放射性气体 热湿第一章 工业有害物及其防治本章具体内容包括： 粉尘的传播与危害特性 有害蒸气与有毒有害气体的危害 放射性气体的危害与防护 气候条件参数与热湿环境的改善 工业有害物的综合防治措施 工业有害物与气候参数的检测。 粉尘的概念 粉尘的来源 粉尘的传播规律 粉尘的危害特性第一章重点内容1：粉尘的
5、传播与危害特性 粉尘是悬浮于空气中的固体微细粒子（ Dust）。粉尘：-粉尘的概念空气中 微粒固体微粒液体微粒烟或尘尘烟，smoke凝聚性固体微粒机械分散性 固体微粒雾mist 粉尘（dust）：包括所有固态分散性 微粒；粒径上限约为200m； “降尘”：粒径在10m以上，较大 的微粒沉降速度快，经过一定时间后 不可能仍处于浮游状态。 “飘尘”：粒径在10m以下，在大气中 浮游数量最多的微粒粒径为01 10m粉尘-粉尘的概念： 烟（smoke）：包括所有凝壤性固态微粒，以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而生成的微粒，通常是高温下生成的产物 粒径范围：约为001一1m，一般在05m以下。如铅金属蒸
6、气氧化生成的PbO，木材、煤、焦油燃烧生成的烟就是属于这一类粉尘-粉尘的概念： 雾（mist）：包括所有液态分散性微粒和液态凝聚性微粒，粒径范围约为01一10m 烟尘（fume）:分散性和凝聚性固体微粒 烟雾（smog）:分散性和凝聚性固体微粒和液体微粒混合体 粉末（powder）：生产中粉料粉尘-粉尘的概念 ：粉尘的“尘化”作用： 含义：使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。 空气中的粉尘通过各种尘化作用而产生。 主要尘化作用有：诱导气流尘化作用；剪切气流尘化作用；综合气流尘化作用；热气流上升尘化作用粉尘-粉尘的传播规律粉尘-粉尘的传播规律传播作用力分析重 力使 尘 粒 沉 降分 子
7、扩 散 力很 小惯性力 ：二次气流尘粒惯性性运动距离很短尘粒扩 散传播 主要依 靠二次 气流带 动作用粉尘-粉尘的危害特性粉尘的危害对 人 体 危 害粉尘对五官、皮肤的刺激作用引起炎症有毒粉尘（铅、砷、汞等）引起中毒各类粉尘进入人体肺部引起尘肺病对 生 产 影 响粉尘可降低产品质量粉尘可降低机器工作精度粉尘可降低光照度和能见度，诱发事故粉 尘 对 环 境 的 污 染第一章重点内容2：有害蒸气与有毒有害气体 作业环境状况直接影响作业人员的身体健康和劳动效率 有害蒸气与有毒有害气体危害人体的途径呼吸 道皮肤消化 道侵入 体内发生 作用造成 危害有害蒸气与有毒有害气体类型 有害蒸汽：蒸汽是由固体直接
8、升华或液体蒸发所形成的气态物质。如汞蒸气、磷蒸气、铅蒸气、苯蒸气等。 有毒有害气体的种类很多，如： CO、 NO2、 H2S、2等。 危害程度不仅与其性质有关，而且与空气中的浓度有关。 有毒有害气体的安全浓度值越大，其危害也越大。有害蒸气与有毒有害气体浓度 常用浓度有：体积浓度和质量浓度。 体积浓度：单位体积空气中所含有害气体的体积。单位: 毫升/米3 (mL/m3 ), ppm或。关系是: 1mL/m3 =1ppm = 110 - 4 。 质量浓度：单位体积空气中所含有毒气体的质量。单位：毫克/米3 (mg/m3)，毫克/升（mg/L）。 体积浓度和质量浓度之间可进行换算。有害物的危害及其影
9、响因素 有害物的危害包括三个方面： 一是对人体健康的危害； 二是对生产的不利影响； 三是对大气的污染。 有害物对人体危害程度的影响因素： 有毒气体的毒性大小：即有毒气体的理化性质。 有毒气体的含量：即有毒气体的浓度大小。 有毒气体与人体持续接触的时间。 作业环境条件与劳动强度。 个体的年龄、性别和体质情况。工业有害物的综合防止措施 主要综合防止措施有： 合理选择厂址; 工艺方法, 设备, 布置及操作方法合理化; 采用通风净化除尘措施; 加强管理; 采用个体防护等。第一章重点内容3：放射性气体及其危害常涉及的有：氡及其子体 氡：氡氡子体为为固态态物，与物质质粘附性很强，易与粉尘结尘结 合粘附而形
10、成放射性气溶胶。 空气中氡氡子体的含量通常用潜能值值来表示。 潜能值值是指单单位体积积空气中所含氡氡子体的原子全部衰变变成镭镭C所释释放粒子的能量总总和。 放射性气体及其危害氡及其子体的衰变方式 衰变：衰变过程中释放出粒子（氦原子核），穿透力较弱，但电离能力强。 衰变：衰变过程中释放出高速电子，穿透力较射线强，但电离能力较射线弱。 衰变：衰变过程中产生波长极短的电磁波，穿透力较带电粒子强得多。放射性气体及其危害氡及其子体的辐射危害作用方式 直接作用： 是指生物分子直接受到电离辐射的作用而吸 收辐射能量，导致机体损伤。 间接作用： 是指辐射对生物体中的水分子作用，产生活 性粒子（氢原子等），活性
11、粒子与生物分子 作用而使生物体功能、结构发生损伤。 由于生物体内含有大量的水分子，因此电离 辐射对生物体的作用主要是间接效应。放射性气体及其危害氡及其子体的危害作用过程物理阶段： 生物分子和水分子吸收辐射能量而发生电离，产生初 级活性粒子。化学阶段： 活性粒子与周围介质反应，生物分子受到损伤。生物学阶段： 通过大量微观生物分子损伤，导致宏观的生物损伤效 应，如疾患、癌变等。放射性防护电离辐射防护方法： 辐射危害必须具备辐射源、危害途径和受照射人员 这三个条件才引起危害，因此，防护也应该从这三 个条件入手。 控制辐射源，降低源的辐射能量：具体措施：采用密闭法，将源密闭，防辐射泄漏。降 低源的辐射
12、强度。 采用屏蔽隔离法，控制辐射危害途径与过程：在源与人员之间设屏蔽障，选用合适的屏蔽材料和厚 度可降低到达人员的辐射量。放射性防护 增大辐射源与人员之间的距离：辐射强度与距离的平方成反比，因此增大距离是一种很有效的方法。 加强通风防尘：降低空气中放射性粉尘的浓度，尤其控制粒子的内照射方面，这是一条很有效的方法措施。 缩短受照射的时间，即缩短工作时间：危害是一个过程，缩短时间可降低危害程度。 个体防护：如辐射防护服，口罩，防护目镜等。第一章重点内容4：气候条件参数气候条件参数包括：气温、风速、湿度等。舒适气温： 影响人体辐射散热, 舒适气温为1520 。风速： 作业环境的风速影响人体的对流散热
13、 对不同的气温和湿度, 所要求的风速也不同, 一般空气温度较高，湿度较大时, 也要求较 大的风速。气候条件参数 - 湿度 湿度：衡量空气中含水蒸汽量的一个指标 绝对湿度:空气中实际含湿量，指单位体积或单位质量空气中所含水蒸汽的质量。单位g/m3 或 g/Kg。 饱和空气:当空气中水蒸汽含量达到该温度下所能容纳的最大值时，空气处于饱和状态，该状态下的空气称为饱和空气。 相对湿度:指某一体积空气中实际含有的水蒸汽量Ms与同温度下的饱和空气水蒸汽量的比值。气候条件参数 - 湿度 人感觉空气潮湿程度与相对湿度有关 ，而与绝对湿度没有直接关系。 湿度影响人体蒸发散热。 舒适的湿度为5060。 车间相对湿
14、度要求与散热、气温等因 素有关。 相对湿度测定（hygrometry）干、湿温度计法 毛发湿度计法 氯化锂湿度计法 hygrometer relative humidity干、湿温度计法类型 吸风式湿度计数字式湿度计 第二章 空气参数及通风风流理论要使通风风流能有效地排除有毒有害气体和粉尘，必须掌握风流有关参数的计算，以及通风风流的运动规律。本章分析风流运动的有关理论、规律及有关空气流动参数的计算。 第二章 空气参数及通风风流理论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本章内容：第二章 空气参数及通风风流理论本章主要讨论以下问题： 干、湿空气密
15、度的计算； 风压（静压、动压和全压）的计算及测定； 通风连续方程及其应用； 通风风流型式、风流结构及风速分布与风速 测定； 通风能量方程及其应用。 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 w 湿空气密度，kg/m3； 空气相对湿度，%； Pb饱和水蒸汽压力，kPa空气压力风压 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、动压和全压。 静压：气体分子对容器壁所施加的压力。 动压：单位体积空气运动所具有的动能。 全压：全压=静压+动压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=1 N/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：水银气压计、空盒气压计 空气相对压力测定： U型压力计、倾斜压力计、补偿微压计、压力传感器型直读压力计空气绝对压力测定 水银气压计空盒气压计空气相对压力测定单管倾斜压力计原理U型压力计补偿式微压计第三章 通风方法及其通风系统组成本章内容：
