全面通风量的计算

3．1．1 连续方程

如果有一车间的体积为V1，该车间有害物每秒钟的散发量为x，通风系统开动前室内空气的有害物浓度为y1，若用空气中含有害物浓度为y0的空气送入，进行全面通风，以冲淡车间内空气的有害物浓度，那么在相隔微小时间dτ后，其情况的变化，可根据质量不灭定律原理分析，即室内得到的有害物量与从室内排出的有害物量之差，应该等于整个车间内增加（或减少）的有害物量，即

Ly0dτ＋xdτ-Lydτ＝V1dy （3．1）

式中 L——全面通风量，m3／s；

x——有害物散发量，g／s；

y——室内排出空气中的有害物浓度，g／m3；

y0——送入室内空气中的有害物浓度，g／m3；

Vf——房间体积，m3；

dτ——间隔时间，s；

dy——经过时间内空气中有害物浓度的增值量，g／m3。

公式（3．1）称为全面换气的基本微分方程，它反映了任何瞬间室内空气中有害物浓度y与全面送风量L之间的关系。

对公式（3．1）进行变换：

由于常数的微分为零，上式可改写为

在经过了τ秒钟，室内空气中的有害物浓度从y1变化到y2，那么

或

公式（3．2）反映了全面通风过程中，室内有害浓度y2随时间τ和全面通风量L的变化关系。由于y2是随时间变化的，故上式也称为不稳定状态下的全面通风量公式。所以若已知τ和L则可求得y2；若已知y2和τ则可由上式求得L值。

3．1．2 通风量计算实例

例3．1 某车间体积为6000m3，采用全面通风系统，通风量L＝1800m3／h，如果车间有200人进入，并假设人员进入室内前空气中无二氧化碳气体，送风量中亦无二氧化碳气体，问当人们进入室内多少时间后，空气中的二氧化碳浓度会增加到400mg／m3？注：设每人呼出二氧化碳为15g／h。

解 应注意单位必须一致，故通风量应先化为每秒钟送入多少立方米

产生的二氧化碳气体量x＝＝2．5g／s

送入室内空气的有害物质浓度y0＝0，车间原有的有害物质浓度（二氧化碳）y1＝0，而y2＝400mg／m3＝0．4g／m3。

根据以上条件代入式（3．2）可得：

另外，从上式可见ln的后面分子与分母单位相同可以相消，因此前面的中的L若以m3／h单位代入，即可得出小时数。

例3．2 某车间同时有两种刺激性气体散发，它们散发至车间的气体量为：氯化氢0．018g／s和二硫化碳0．015g／s，求所需的全面通风量。

解 上述两种刺激性气体的最高容许浓度，氯化氢y2＝15mg／m3；二硫化碳y1＝10mg／m3。

而进风空气中y0＝0，按公式（3．4）分别计算出使每种刺激性气体冲淡到最高容许浓度所需的通风量

由于氯化氢和二硫化碳都属于刺激性气体，全面通风量应取两者之和，即

L＝L1＋L2＝1．2＋1．5＝2．7m3／s＝9720m3／h

决定了通风量后，还要注意气流组织，应按下列原则确定。

（1）排风口应尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速从室内排出。

（2）送风口应接近操作地点。 使工人首先接触清洁空气，再经污染区排至室外。

（3）在整个通风房间内，尽量使进风气流均匀分布，减少涡流，避免有害物在局部地区集聚。

对于有余热的热车间，由于热气流轻而上升，此时若有有害气体，即使它的比重较空气大些，但由于容许浓度一般很小，因而常随热气流而上升，故宜用下送上排的气流组织以及上送上排等气流组织，这些要根据有害物源的布置、操作位置、有害物的性质及浓度分布等具体情况确定。

应当指出，通风房间内有害气体浓度分布除了受对流气流影响之外，还受局部气流影响，如经门窗进入的室外空气、机械设备运动引起的局部气流，另外还受通风气流的影响。 因此，在复杂的情况下，要预先进行模型试验，以确定气流组织方式。