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)流通過建筑物時(shí)，一、根據(jù)能量守恒理論證明：風(fēng)流通過建筑物時(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，問這時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量、軸

2、功率和，問這時(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）；以通過通過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定某一時(shí)刻煙氣的溫度為偶測定某一時(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.寫出在直角坐標(biāo)系中，任何一點(diǎn)的氣體溫度經(jīng)寫出在直角坐標(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)廠房內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后，其內(nèi)外靜壓差。當(dāng)廠房內(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。，廠房內(nèi)的煙氣溫度。，廠房內(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^程中的局部阻假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數(shù)力系數(shù)=1=1，且煙氣在頂棚流過程中無能量損失，且煙氣在頂棚流過程

7、中無能量損失，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(mH(m) ) 風(fēng)速為風(fēng)速為u=4u=4(H/10)(H/10)1/31/3 ( (m/sm/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,22wwdf

8、uKPnnP,1.1.畫圖并證明無風(fēng)壓作用畫圖并證明無風(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.畫圖并證明有風(fēng)壓作用畫圖并證明有風(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的尺寸為梯間與前室之間防火門的尺寸為2.02.00.8m0.8m，在防，在防火門的上邊緣安裝一個(gè)常閉式閉門器（其回轉(zhuǎn)力矩火門的上邊緣安裝一個(gè)常閉式閉門器（其回轉(zhuǎn)力矩M Mf f =50Nm

9、=50Nm）。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開啟的推力才能將防火門開啟? (? (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窮遠(yuǎn)處為受建筑物影響的無窮遠(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靜壓為上空氣的絕對靜壓為P Pss, ,溫度溫度t t=

10、27=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)流的絕對靜壓、流動(dòng)速度和密度為別為的絕對靜壓、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)流流過風(fēng)流流過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

11、系數(shù) 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(mH(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/sm/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(mh(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^程中的局部阻力系數(shù)氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數(shù)，且，且煙氣在頂棚流過程中無能量損失。證明：煙氣在頂棚流過程中無能量損失。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

13、筑物的極限高度為 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 Qf1

14、f1=20m3/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

15、N Nfi2fi2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)流通過建筑物時(shí)，迎風(fēng)面十一、當(dāng)風(fēng)流通過建筑物時(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窮遠(yuǎn)處。未受建筑物影響的無窮遠(yuǎn)處斷面空斷面空氣的絕對靜壓為氣的絕對靜壓為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)流的絕對靜斷面上風(fēng)流的絕對靜壓為壓為P Ps1s1、流動(dòng)速度為、流動(dòng)

16、速度為u 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、絕對靜壓為、絕對靜壓為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窮遠(yuǎn)處風(fēng)流的速度。未受建筑物影響的無窮遠(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)轫斉锪鳌０l(fā)生火災(zāi)后假設(shè)煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數(shù)過程中的局部阻力系數(shù)