防排煙工程習題2011

1、1一、根據能量守恒理論證明：風流通過建筑物時，一、根據能量守恒理論證明：風流通過建筑物時，其周圍風壓的變化規(guī)律是迎風面上的風壓為正、側面其周圍風壓的變化規(guī)律是迎風面上的風壓為正、側面上的風壓為負。上的風壓為負。二、在某排煙系統(tǒng)中，風機的轉數為二、在某排煙系統(tǒng)中，風機的轉數為560r/min560r/min，這時風機的風壓為這時風機的風壓為1846 Pa1846 Pa，風量為，風量為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)的擴容將轉數提。由于系統(tǒng)的擴容將轉數提高到高到710r/min710r/min，問這時風機的風壓、風量、軸

2、功率和，問這時風機的風壓、風量、軸功率和效率各為若干？原有效率各為若干？原有95KW95KW的電動機是否需要更換？的電動機是否需要更換？ 2三、在如下圖所示的著火房間內，以地板上的燃三、在如下圖所示的著火房間內，以地板上的燃燒中心燒中心O O點為坐標原點，以點為坐標原點，以O O點至氣體排出口或外窗中點至氣體排出口或外窗中心心P P點在地板上投影點在地板上投影B B點連線為橫坐標軸（點連線為橫坐標軸（x x軸）；以軸）；以通過通過O O點的垂線為縱坐標軸（點的垂線為縱坐標軸（y y軸），其交于頂棚軸），其交于頂棚A A點。點。如果在該直角坐標系中如果在該直角坐標系中K K點點(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刻煙氣的溫度為偶測定某一時刻煙氣的溫度為600600。 C-C剖面y0 x0KPBAyxOOBCCx31. 1. 確定著火房間內在該時刻煙氣的平均容積溫度。確定著火房間內在該時刻煙氣的平均容積溫度。 2.2.寫出在直角坐標系中，任何一點的氣體溫度經寫出在直角坐標系中，任何一點的氣體溫度經驗計算公式。驗計算公式。 4.4.計算該時刻計算該時刻A A點、點、B B點處煙氣的溫度。點處煙氣的溫度。 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）是整個點）是整個著火房間內氣溫最高的部位和遠離燃燒中心的氣著火房間內

4、氣溫最高的部位和遠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）是整個著點）是整個著火房間內氣溫最低的部位?；鸱块g內氣溫最低的部位。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，在其迎風外，在其迎風外墻（該外墻面的風壓系數墻（該外墻面的風壓系數K K為為0.750.75）的上部布置有一個高）的上部布置有一個高度為度為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。當廠房內發(fā)生火災后，其內外靜壓差。當廠房內發(fā)生火災后，其內外靜壓差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和風流所具有的風速和風流所具有的風速u uf f分分別為別為2727和和4m4m3 3/s/s。，廠房內的煙氣溫度。，廠房內的煙氣溫度t tn n為為527527。（所。（所有計算結果保留兩位小數）。有計算結果保留兩位小數）。twtnPnh0ufPwh151.1.在不考慮分壓作用時，計算中性層距地板面的高在不考慮分壓作用時，計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.計算迎風外墻上的風壓。計算迎風外墻上的風壓。 3.3.在考慮風壓作用時，計算中性層距地板面的高度，在考慮風壓作用時，

6、計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，在其迎風外墻的上部布置，在其迎風外墻的上部布置一個自然排煙口。當該建筑頂層內發(fā)生火災后煙氣一個自然排煙口。當該建筑頂層內發(fā)生火災后煙氣溫度溫度t tn n為為527527。( (結果保留兩位小數結果保留兩位小數) )。1.1.假設煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻假設煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數力系數=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，計算室內排煙口處煙氣的動壓。計算室內排煙口處煙氣的動壓。 2.2.假設室外距地面高度假設室外距地面高度 H(mH(m) ) 風速為風速為u=4u=4(H/10)(H/10)1/31/3 ( (m/sm/s) )，計算該建筑的極限高度。，計算該建筑的極限高度。 7六、在下圖所示有進風口和排煙口的房間中，假如六、在下圖所示有進風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；室內地面；室內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，迎風面上的風壓為，迎風面上的風壓為P Pdfdf 。 wwP,22wwdf

8、uKPnnP,1.1.畫圖并證明無風壓作用畫圖并證明無風壓作用時，中性層距地板面高度時，中性層距地板面高度為：為： gPPhnwnw)/()(02.2.畫圖并證明有風壓作用畫圖并證明有風壓作用時，中性層距地板面高度時，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防煙方式，若該樓七、某防煙樓梯間采用正壓送風防煙方式，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常閉式閉門器（其回轉力矩火門的上邊緣安裝一個常閉式閉門器（其回轉力矩M Mf f =50Nm

9、=50Nm）。發(fā)生火災后，疏散人員至少需要多大）。發(fā)生火災后，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? (? (結果保留兩位小數結果保留兩位小數) ) 9八、當風流通過建筑物時，風流方向與建筑物的迎風八、當風流通過建筑物時，風流方向與建筑物的迎風面和背風面垂直，其流動形狀如下圖所示。分別取未面和背風面垂直，其流動形狀如下圖所示。分別取未受建筑物影響的無窮遠處為受建筑物影響的無窮遠處為斷面、建筑物迎風斷面、建筑物迎風面為面為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，流動速度，流動速度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斷面上風流斷面上風流的絕對靜壓、流動速度和密度為別為的絕對靜壓、流動速度和密度為別為P Ps1s1、u u1 1、1 1 ；P Ps2s2、u u2 2、2 2; ;風流流過風流流過1 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面時產生的斷面時產生的壓力損失為壓力損失為5Pa5Pa。假設。假設=1 1=2 2=，建筑物外墻面，建筑物外墻面的風壓系數值如表的風壓系數值如表1 1所示。所示。 101122表表1. 1. 建筑物外墻面的風壓系數值建筑物外墻面的風壓系數值面向夾角() 風壓

11、系數 面向夾角() 風壓系數 迎風面背風面迎風面背風面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斷面上的風壓。斷面上的風壓。 2.2.求求1 11 1斷面和斷面和2 22 2斷面上的風速。斷面上的風速。11九、某建筑所在地區(qū)室外標準高度九、某建筑所在地區(qū)室外標準高度H H0 0(m)(m)處的風速為處的風速為u u0 0(m/s)(m/s)，室外距地面高度，室外距地面高度 H(mH(m) )處風速為處風速為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) )，在其迎風外墻的上部布置一個自然排煙口。，在其迎風外墻的上部布置一個自然排煙口。當該建筑頂層內發(fā)生火災后煙氣溫度為當該建筑頂層內發(fā)生火災后煙氣溫度為t tn n()()。假設煙。假設煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數，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.排煙口處煙氣的動壓為排煙口處煙氣的動壓為 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，排煙風機的額定轉數為十、某排煙系統(tǒng)中，排煙風機的額定轉數為n n0 0= =2800r/min2800r/min，進風口和出風口的斷面積，進風口和出風口的斷面積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，直接傳動電動機，直接傳動電動機的輸出功率為的輸出功率為110kW110kW。在轉數。在轉數n n1 1=2000r/min=2000r/min的全壓的全壓h hft1ft1=1900Pa=1900Pa，風量，風量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。計算結果保留兩位小數。計算結果保留兩位小數。 1.1.求此時排煙風機的動壓求此時排煙風機的動壓P Pfd1fd1、靜壓、靜壓h hfs1fs1。 2.2.由于系統(tǒng)擴容的需要，決定采用提高風機轉速方由于系統(tǒng)擴容的需要，決定采用提高風機轉速方法將該排煙系統(tǒng)的風量提高到法將該排煙系統(tǒng)的風量提高到Q Qf2f2=25m=25m3 3/s/s。求此時。求此時排煙風機的動壓排煙風機的動壓P Pfd2fd2、全風壓、全風壓h hft2ft2、靜風壓、靜風壓h hfs2fs2、軸、軸功率功率

15、N Nfi2fi2和效率和效率f2f2，原有的排煙風機和電動機是，原有的排煙風機和電動機是否需要更換否需要更換? ? 13十一、當風流通過建筑物時，迎風面十一、當風流通過建筑物時，迎風面1 11 1斷面上的風壓斷面上的風壓系數系數k k1 1=0.75=0.75。未受建筑物影響的無窮遠處。未受建筑物影響的無窮遠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、流動速、流動速度度u u=3.0m/s=3.0m/s，建筑物迎風面，建筑物迎風面1 11 1斷面上風流的絕對靜斷面上風流的絕對靜壓為壓為P Ps1s1、流動速度為、流動

16、速度為u u1 1，假設風流的密度不變。求，假設風流的密度不變。求1 11 1斷面上風流的風壓斷面上風流的風壓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，在其迎風外，在其迎風外墻（該外墻面的風壓系數墻（該外墻面的風壓系數k k為為0.750.75）靠近上部布置有一個）靠近上部布置有一個高度為高度為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處風流的速度。未受建筑物影響的無窮遠處風流的速度u u=3.0m/s=3.0m/s。發(fā)生火災后假設煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鳌０l(fā)生火災后假設煙氣由煙羽流變?yōu)轫斉锪鬟^程中的局部阻力系數過程中的局部阻力系數