防排煙工程習(xí)題2011

1、1一、根據(jù)能量守恒理論證明：風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，一、根據(jù)能量守恒理論證明：風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，其周圍風(fēng)壓的變化規(guī)律是迎風(fēng)面上的風(fēng)壓為正、側(cè)面其周圍風(fēng)壓的變化規(guī)律是迎風(fēng)面上的風(fēng)壓為正、側(cè)面上的風(fēng)壓為負(fù)。上的風(fēng)壓為負(fù)。二、在某排煙系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為二、在某排煙系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為560r/min560r/min，這時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為這時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為1846 Pa1846 Pa，風(fēng)量為，風(fēng)量為37.8m3/s37.8m3/s，效率，效率為為9393，軸功率為，軸功率為75.4KW75.4KW。由于系統(tǒng)的擴(kuò)容將轉(zhuǎn)數(shù)提。由于系統(tǒng)的擴(kuò)容將轉(zhuǎn)數(shù)提高到高到710r/min710r/min，問(wèn)這時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量、軸

2、功率和，問(wèn)這時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量、軸功率和效率各為若干？原有效率各為若干？原有95KW95KW的電動(dòng)機(jī)是否需要更換？的電動(dòng)機(jī)是否需要更換？ 2三、在如下圖所示的著火房間內(nèi)，以地板上的燃三、在如下圖所示的著火房間內(nèi)，以地板上的燃燒中心燒中心O O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以O(shè) O點(diǎn)至氣體排出口或外窗中點(diǎn)至氣體排出口或外窗中心心P P點(diǎn)在地板上投影點(diǎn)在地板上投影B B點(diǎn)連線為橫坐標(biāo)軸（點(diǎn)連線為橫坐標(biāo)軸（x x軸）；以軸）；以通過(guò)通過(guò)O O點(diǎn)的垂線為縱坐標(biāo)軸（點(diǎn)的垂線為縱坐標(biāo)軸（y y軸），其交于頂棚軸），其交于頂棚A A點(diǎn)。點(diǎn)。如果在該直角坐標(biāo)系中如果在該直角坐標(biāo)系中K K點(diǎn)點(diǎn)(OB/2,OA/

3、2)(OB/2,OA/2)處安裝的熱電處安裝的熱電偶測(cè)定某一時(shí)刻煙氣的溫度為偶測(cè)定某一時(shí)刻煙氣的溫度為600600。 C-C剖面y0 x0KPBAyxOOBCCx31. 1. 確定著火房間內(nèi)在該時(shí)刻煙氣的平均容積溫度。確定著火房間內(nèi)在該時(shí)刻煙氣的平均容積溫度。 2.2.寫(xiě)出在直角坐標(biāo)系中，任何一點(diǎn)的氣體溫度經(jīng)寫(xiě)出在直角坐標(biāo)系中，任何一點(diǎn)的氣體溫度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。驗(yàn)計(jì)算公式。 4.4.計(jì)算該時(shí)刻計(jì)算該時(shí)刻A A點(diǎn)、點(diǎn)、B B點(diǎn)處煙氣的溫度。點(diǎn)處煙氣的溫度。 3.3.證明燃燒中心正上方的頂棚處（證明燃燒中心正上方的頂棚處（A A點(diǎn)）是整個(gè)點(diǎn)）是整個(gè)著火房間內(nèi)氣溫最高的部位和遠(yuǎn)離燃燒中心的氣著火房間內(nèi)

4、氣溫最高的部位和遠(yuǎn)離燃燒中心的氣體排出口中心在地板上投影處（體排出口中心在地板上投影處（B B點(diǎn)）是整個(gè)著點(diǎn)）是整個(gè)著火房間內(nèi)氣溫最低的部位?；鸱块g內(nèi)氣溫最低的部位。4四、如圖所示，某廠房的高度四、如圖所示，某廠房的高度h h0 0為為8m8m，在其迎風(fēng)外，在其迎風(fēng)外墻（該外墻面的風(fēng)壓系數(shù)墻（該外墻面的風(fēng)壓系數(shù)K K為為0.750.75）的上部布置有一個(gè)高）的上部布置有一個(gè)高度為度為0.5m0.5m的自然排煙口，該排煙口的上邊緣距底板面的的自然排煙口，該排煙口的上邊緣距底板面的高度高度h h1 1為為7.5m7.5m。當(dāng)廠房?jī)?nèi)發(fā)生火災(zāi)后，其內(nèi)外靜壓差。當(dāng)廠房?jī)?nèi)發(fā)生火災(zāi)后，其內(nèi)外靜壓差Pw-Pw

5、-PnPn為為50Pa50Pa，廠房外的空氣溫度，廠房外的空氣溫度t tw w和風(fēng)流所具有的風(fēng)速和風(fēng)流所具有的風(fēng)速u uf f分分別為別為2727和和4m4m3 3/s/s。，廠房?jī)?nèi)的煙氣溫度。，廠房?jī)?nèi)的煙氣溫度t tn n為為527527。（所。（所有計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。有計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。twtnPnh0ufPwh151.1.在不考慮分壓作用時(shí)，計(jì)算中性層距地板面的高在不考慮分壓作用時(shí)，計(jì)算中性層距地板面的高度，并判斷自然排煙效果。度，并判斷自然排煙效果。 2.2.計(jì)算迎風(fēng)外墻上的風(fēng)壓。計(jì)算迎風(fēng)外墻上的風(fēng)壓。 3.3.在考慮風(fēng)壓作用時(shí)，計(jì)算中性層距地板面的高度，在考慮風(fēng)壓作用時(shí)，

6、計(jì)算中性層距地板面的高度，并判斷自然排煙效果。并判斷自然排煙效果。 6五、某建筑所在地區(qū)室外的空氣溫度五、某建筑所在地區(qū)室外的空氣溫度t tw w=27=27，其頂，其頂層房間的高度層房間的高度h h為為4.2m4.2m，在其迎風(fēng)外墻的上部布置，在其迎風(fēng)外墻的上部布置一個(gè)自然排煙口。當(dāng)該建筑頂層內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后煙氣一個(gè)自然排煙口。當(dāng)該建筑頂層內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后煙氣溫度溫度t tn n為為527527。( (結(jié)果保留兩位小數(shù)結(jié)果保留兩位小數(shù)) )。1.1.假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^(guò)程中的局部阻假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^(guò)程中的局部阻力系數(shù)力系數(shù)=1=1，且煙氣在頂棚流過(guò)程中無(wú)能量損失，且煙氣在頂棚流過(guò)程

7、中無(wú)能量損失，計(jì)算室內(nèi)排煙口處煙氣的動(dòng)壓。計(jì)算室內(nèi)排煙口處煙氣的動(dòng)壓。 2.2.假設(shè)室外距地面高度假設(shè)室外距地面高度 H(m) H(m) 風(fēng)速為風(fēng)速為u=4u=4(H/10)(H/10)1/31/3 (m/s)(m/s)，計(jì)算該建筑的極限高度。，計(jì)算該建筑的極限高度。 7六、在下圖所示有進(jìn)風(fēng)口和排煙口的房間中，假如六、在下圖所示有進(jìn)風(fēng)口和排煙口的房間中，假如室外地面處空氣的靜壓為室外地面處空氣的靜壓為P Pw w，密度為，密度為w w；室內(nèi)地面；室內(nèi)地面處煙氣的靜壓為處煙氣的靜壓為P Pn n，密度為，密度為n n，迎風(fēng)面上的風(fēng)壓為，迎風(fēng)面上的風(fēng)壓為P Pdfdf 。 wwP,22wwdfuK

8、PnnP,1.1.畫(huà)圖并證明無(wú)風(fēng)壓作用畫(huà)圖并證明無(wú)風(fēng)壓作用時(shí)，中性層距地板面高度時(shí)，中性層距地板面高度為：為： gPPhnwnw)/()(02.2.畫(huà)圖并證明有風(fēng)壓作用畫(huà)圖并證明有風(fēng)壓作用時(shí)，中性層距地板面高度時(shí)，中性層距地板面高度為：為： guKgPPhnwwwnwnw)( 2/)/()(208七、某防煙樓梯間采用正壓送風(fēng)防煙方式，若該樓七、某防煙樓梯間采用正壓送風(fēng)防煙方式，若該樓梯間與前室之間防火門(mén)的尺寸為梯間與前室之間防火門(mén)的尺寸為2.02.00.8m0.8m，在防，在防火門(mén)的上邊緣安裝一個(gè)常閉式閉門(mén)器（其回轉(zhuǎn)力矩火門(mén)的上邊緣安裝一個(gè)常閉式閉門(mén)器（其回轉(zhuǎn)力矩M Mf f =50Nm =5

9、0Nm）。發(fā)生火災(zāi)后，疏散人員至少需要多大）。發(fā)生火災(zāi)后，疏散人員至少需要多大的推力才能將防火門(mén)開(kāi)啟的推力才能將防火門(mén)開(kāi)啟? (? (結(jié)果保留兩位小數(shù)結(jié)果保留兩位小數(shù)) ) 9八、當(dāng)風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，風(fēng)流方向與建筑物的迎風(fēng)八、當(dāng)風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，風(fēng)流方向與建筑物的迎風(fēng)面和背風(fēng)面垂直，其流動(dòng)形狀如下圖所示。分別取未面和背風(fēng)面垂直，其流動(dòng)形狀如下圖所示。分別取未受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處為受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處為斷面、建筑物迎風(fēng)斷面、建筑物迎風(fēng)面為面為1 11 1斷面、建筑物背面為斷面、建筑物背面為2 22 2斷面。斷面。斷面斷面上空氣的絕對(duì)靜壓為上空氣的絕對(duì)靜壓為P Pss, ,溫度溫度t t=27

10、=27，流動(dòng)速度，流動(dòng)速度u u=3.0m/s=3.0m/s，密度為，密度為; 1; 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面上風(fēng)流斷面上風(fēng)流的絕對(duì)靜壓、流動(dòng)速度和密度為別為的絕對(duì)靜壓、流動(dòng)速度和密度為別為P Ps1s1、u u1 1、1 1 ；P Ps2s2、u u2 2、2 2; ;風(fēng)流流過(guò)風(fēng)流流過(guò)1 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面時(shí)產(chǎn)生的斷面時(shí)產(chǎn)生的壓力損失為壓力損失為5Pa5Pa。假設(shè)。假設(shè)=1 1=2 2=，建筑物外墻面，建筑物外墻面的風(fēng)壓系數(shù)值如表的風(fēng)壓系數(shù)值如表1 1所示。所示。 101122表表1. 1. 建筑物外墻面的風(fēng)壓系數(shù)值建筑物外墻面的風(fēng)壓系數(shù)值面向夾角() 風(fēng)壓系數(shù)

11、 面向夾角() 風(fēng)壓系數(shù) 迎風(fēng)面背風(fēng)面迎風(fēng)面背風(fēng)面00.75-0.4 600.28-0.48150.75-0.5750-0.5300.72-0.4890-0.4-0.4450.45-0.51.1.求求1 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面上的風(fēng)壓。斷面上的風(fēng)壓。 2.2.求求1 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面上的風(fēng)速。斷面上的風(fēng)速。11九、某建筑所在地區(qū)室外標(biāo)準(zhǔn)高度九、某建筑所在地區(qū)室外標(biāo)準(zhǔn)高度H H0 0(m)(m)處的風(fēng)速為處的風(fēng)速為u u0 0(m/s)(m/s)，室外距地面高度，室外距地面高度 H(m)H(m)處風(fēng)速為處風(fēng)速為u= uu= u0 0 (H/H(H/H0 0) )

12、1/31/3 (m/s) (m/s)，空氣溫度為，空氣溫度為t tw w()()，其頂層房間的高，其頂層房間的高度度h(m)h(m)，在其迎風(fēng)外墻的上部布置一個(gè)自然排煙口。，在其迎風(fēng)外墻的上部布置一個(gè)自然排煙口。當(dāng)該建筑頂層內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后煙氣溫度為當(dāng)該建筑頂層內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后煙氣溫度為t tn n()()。假設(shè)煙。假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^(guò)程中的局部阻力系數(shù)氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^(guò)程中的局部阻力系數(shù)，且，且煙氣在頂棚流過(guò)程中無(wú)能量損失。證明：煙氣在頂棚流過(guò)程中無(wú)能量損失。證明： 1.1.排煙口處煙氣的動(dòng)壓為排煙口處煙氣的動(dòng)壓為 1)(22ghuPnwyndy2.2.該建筑物的極限高度為該建筑物的極限

13、高度為 23300max)1()(2(wnwghuHH12十、某排煙系統(tǒng)中，排煙風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)為十、某排煙系統(tǒng)中，排煙風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)為n n0 0= =2800r/min2800r/min，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的斷面積，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的斷面積A A1 1、A A2 2均為均為2.0m2.0m2 2，煙氣的密度為，煙氣的密度為為為0.745kg/m0.745kg/m3 3，直接傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，直接傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為的輸出功率為110kW110kW。在轉(zhuǎn)數(shù)。在轉(zhuǎn)數(shù)n n1 1=2000r/min=2000r/min的全壓的全壓h hft1ft1=1900Pa=1900Pa，風(fēng)量，風(fēng)量Q Qf1f1=20

14、m3/s=20m3/s，效率，效率f1f1=90=90，軸功率，軸功率N Nfi1fi1=75kW=75kW。計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)。計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)。 1.1.求此時(shí)排煙風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓求此時(shí)排煙風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓P Pfd1fd1、靜壓、靜壓h hfs1fs1。 2.2.由于系統(tǒng)擴(kuò)容的需要，決定采用提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速方由于系統(tǒng)擴(kuò)容的需要，決定采用提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速方法將該排煙系統(tǒng)的風(fēng)量提高到法將該排煙系統(tǒng)的風(fēng)量提高到Q Qf2f2=25m=25m3 3/s/s。求此時(shí)。求此時(shí)排煙風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓排煙風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓P Pfd2fd2、全風(fēng)壓、全風(fēng)壓h hft2ft2、靜風(fēng)壓、靜風(fēng)壓h hfs2fs2、軸、軸功率功率N Nfi

15、2fi2和效率和效率f2f2，原有的排煙風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)是，原有的排煙風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)是否需要更換否需要更換? ? 13十一、當(dāng)風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，迎風(fēng)面十一、當(dāng)風(fēng)流通過(guò)建筑物時(shí)，迎風(fēng)面1 11 1斷面上的風(fēng)壓斷面上的風(fēng)壓系數(shù)系數(shù)k k1 1=0.75=0.75。未受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處。未受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處斷面空斷面空氣的絕對(duì)靜壓為氣的絕對(duì)靜壓為P Pss=101325Pa=101325Pa、溫度、溫度t t=27=27、流動(dòng)速、流動(dòng)速度度u u=3.0m/s=3.0m/s，建筑物迎風(fēng)面，建筑物迎風(fēng)面1 11 1斷面上風(fēng)流的絕對(duì)靜斷面上風(fēng)流的絕對(duì)靜壓為壓為P Ps1s1、流動(dòng)速度為、流動(dòng)速度為u

16、u1 1，假設(shè)風(fēng)流的密度不變。求，假設(shè)風(fēng)流的密度不變。求1 11 1斷面上風(fēng)流的風(fēng)壓斷面上風(fēng)流的風(fēng)壓P Pdf1df1、絕對(duì)靜壓為、絕對(duì)靜壓為P Ps1s1和速度為和速度為u u1 1。 14十二、如圖所示，某廠房的高度為十二、如圖所示，某廠房的高度為h h0 0=8.0m=8.0m，在其迎風(fēng)外，在其迎風(fēng)外墻（該外墻面的風(fēng)壓系數(shù)墻（該外墻面的風(fēng)壓系數(shù)k k為為0.750.75）靠近上部布置有一個(gè)）靠近上部布置有一個(gè)高度為高度為0.5m0.5m的自然排煙口，該自然排煙口下沿距地面高的自然排煙口，該自然排煙口下沿距地面高度度h h1 1=7.0m=7.0m。未受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處風(fēng)流的速度。未受建筑物影響的無(wú)窮遠(yuǎn)處風(fēng)流的速度u u=3.0m/s=3.0m/s。發(fā)生火災(zāi)后假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪?。發(fā)生火災(zāi)后假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^(guò)程中的局部阻力系數(shù)過(guò)程中的局部阻力系數(shù)