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2018年环保工程师专业知识重点:风机性能特性曲线
1.特性曲线
在通风系统中风机的性能仅用参数表格表达是不够的,为了全面评定通风机的蝴g.就必须了解在各种工况条件下风机的风量与全压、功率、转速、效率的关系,这些郑就形成了风机的特性曲线。
2.管路的性能曲线
风机总是与一定的管路系统连接的。
3.风机运行工作点
由风机的特性曲线可以看出,风机可以在各种不同的风量下工作。但实际运行一风机只在其特性曲线上的某一点工作,该点是由风机特性与管网特性共同确定的;成为风机运行工作点,即工作点是由风机特性曲线与管网性能曲线的交点。
4.风机的工况调节(重点)
根据生产工艺的要求,净化系统的流量和压力需要经常变化,也即风机运行工作点子发生变动,这种改变风机运行工作点的方法和措施称为风机的工况调节。
风机工况调节通常有两种方法:一是通过改变管路系统的压力损失来改变工作点;二是通过改变风机的性能特性来改变工作点。
①改变管路系统压力损失的调节方法
通常通过减少或增加管网系统的阻力(如改变管路系统阀门的开度),即改变管网的特性曲线来实现,
②改变风机特性曲线的调节方法
风机性能的改变有多种方式,如改变风机的转速、改变风机叶轮直径、改变风机进口导流叶片角度、改变风机叶片宽度和角度、风机串并联等,至于采用何种调节方式应作技术经济比较。
a.更换风机的方法
b.改变风机转速的调节方法
c.改变风机进口导流叶片角度的调节方法
某些大型风机的进口处设有供调节用的导流叶片。当改变叶片的角度时,风机的性能发生变化,这是因为导流叶片的预旋作用使进入叶轮叶片的气流方向有所改变所致。导流叶片是风机的组成部分,也可视为管路系统的调节装置,它的转动既改变了风机的性能曲线,也改变了管路系统的阻力特性,因而调节上比较灵敏。
d。改变风机叶片宽度或角度的调节方法
风机的叶片宽度或角度改变时,风机的性能将发生变化,从而实现工况调节。
5.风机的联合工作
①两台型号相同的风机并联工作情况
当系统中要求的风量很大,一台风机的风量不够时,可以在系统中并联设置两台或多台相同型号的风机。并联风机的总特性曲线,是由各种压力下的风量叠加而得。然而,在设计管网系统中,两台风机并联工作时的总风量不等于单台风机单独工作时风量的2倍,风量增加的幅度与管网的特性等因素有关
-般情况下尽量避免采用风机并联,确需并联时,则应采用相同的风机型号。
②两台型号相同的风机串联
在同一管网系统中,当系统的压力损失很大时,风机可以串联工作。风机与自然抽力也可以同时工作。工作的原...
07-18
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2017年环保工程师《专业知识》精选考点三
1、级和分贝
(1)级
人们听觉灵敏度与声波量之间的关系不是线性关系,而接近对数的关系。因此利用分贝作为单位进行量度,既可对范围很大的声音强度进行对数压缩,而且也符合人耳对声音响应的灵敏程度。使用“级”的概念用于量度声音的强弱。
声学量与同类基准(参考)量之比再取对数就是“级”的概念。级的单位是奈培时,其对数取自然对数,底为 ,符号是 ;级的单位是贝尔(Bell)时,其对数取以10为底的对数,符号是B。
(2)分贝
声学中将正比于声功率的两个同类声学量(如两个声压平方)之比,取以10为底的对数,再乘以10,该参数的单位称为分贝,记为dB, 。
2、声压级
噪声控制中,常用声压级来衡量声音的强弱。 ,基准声压 声压级和声压的关系为,声压级变化20dB,相当于声压值变化10倍;声压级变化40dB,相当于声压值变化100倍;
3、声功率级
声源的声功率级 等于这个声源的声功率 与基准声功率 的取常用对数再乘以10。
基准声功率
4、振动加速度级
振动加速度平方与基准加速度平方的比值取以10为底的对数乘以10,就得到振动加速度级 , ——加速度有效值,简谐振动加速度有效值为加速度幅值的 倍, ; ——基准加速度, 。一般人刚刚感觉到的垂直振动加速度级为 ,即60dB。
5、振动级
振动级指修正的加速度级,用 表示,即:
6、声压级的叠加、修正和平均
(1)声压级的叠加
①声压级相同的声音的叠加。不能将声压级做简单的算术相加,能进行叠加运算的只能是声音的能量,利用能量的相加进行声压级运算。
当N=2,即声压级相同的两个声音叠加,则总声压级为:
②声压级不相同的声音的叠加。两个声压级不相同的声音的叠加,并假设第一个声音的声压级大于第二个声音的声压级,即 ,则总的声压级 可以表示为:
(2)声压级的修正
2个声压级不相同的声音叠加时,假设第一个声音的声压级大于第二个声音的声压级,即 ,则总的声压级可表示为: (3)声压级的平均
分贝是能量之比的对数关系,声压级的平均应取各声压级的能量平均的分贝数, ,或者表示为: 计算N个声压级的平均值的方法是:首先求出N个声压级的总声压级,然后减去 。它是从声能平均的原理推导出来的,在一般测量中,测量的各声压级差值如果在10dB的范围内,简化用算术平均法的误差不大。
7、A声级
研究噪声对人体健康的危害及对噪声的防治,必须有噪声对人体影响程度的评价标准。对噪声的评价常采用统计的方法,即依靠足够数的人们对噪声主观反应的对比性调查,得出统计的平均量。主要的评价量有A声级、等效连续、噪声评价数NR和累积百分声级。
有关概念:
(1)响度级:单位是方(phon)。响度级就是指当选取1000Hz纯音做基准音时,...
07-18
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2017年环保工程师《专业知识》精选考点二
一、声波在空气中的传播和衰减
1、声波方程
声振动必须满足三个基本的物理定律,即牛顿第一定律、质量守恒定律以及描述压强、温度、体积等状态参数的状态方程。应用这三个定律可以推导出声波传播中的连续性方程、运动方程和物态方程,并进一步得到波动方程—— 、 和 对时间空间坐标的偏微分方程。作如下假设:①媒质为理想流体,即媒质中不存在黏滞性,声波传播时没有能量损失;②没有声扰动时,媒质在宏观上是静止的、均匀的,因此媒质中静压强 、静态密度 都是常数;③声波传播时,媒质中稠密和稀疏的过程是绝热的;④假设是小振幅声波,即满足:
声压 比大气压 要小得多,即 ;
质点的位移 比波长 要小得多,即 ;
质点振动速度 比声速 要小得多,即 ;
介质密度的相对变化要远远小于1,即 。
上述假设称为理想流体媒质小振幅假定。可以分别推导连续性方程、运动方程和物态方程。
(1)连续性方程:是物质不灭定律在流体运动描述中的数学应用。对体积元 ,单位时间流入 的质量与流出 的质量之差等于该体积元内质量的变化率。由此可得体积元 在x、y、z方向上质量的增量。
并由此得到单位时间 内总的质量增量的矢量形式如下式, 为拉氏算子。
(2)运动方程
运动方程是声压对于距离的梯度等于媒质密度和质点振动速度乘积的负值。在声场中取一体积元 ,当有声波作用于体积元上,各方向的压强将发生变化。设体积元在静止时的压强为 ,密度为 ,声波产生的瞬时声压为 ,因体积元足够小,可认为作用在各面的压力均匀。对 方向,利用简单力学分析和牛顿第二定律得:
由于是小振幅声波,其密度的变化可忽略,即 ,可得声波在 、 、 三个方向产生的加速度分别为:
式中: ——瞬时声压,Pa;
、 、 ——质点振动速度 在 、 、 三方向上的分量。
可得到运动方程,式中 为拉普拉斯算符。
(3)物态方程
媒质在声波作用下,引起压缩、膨胀的交替变化,媒质的密度和压强都发生了变化,即媒质的状态发生了变化。声波传播时,理想状态下媒质的密度发生变化,而没有能量的损耗,即为等熵绝热过程。
物态方程一般可写作: 考虑绝热条件,上式简化为: 理想状态的物态方程为: (4)波动方程
联立理想液体媒质中三个基本方程:连续方程式、运动方程式和物态方程式,可推出理想液体媒质中小振幅传播的 、 、 中任意变量的波动方程,得到以下三式:
声压波动方程: 密度波动方程: 振速波动方程: 波动方程分别反映了声压、密度、振速随时空变化的关系。式中拉普拉斯算子 在直角坐标系中展开为:
推导波动方程时,只是从媒质的基本特性出发,利用牛顿第二定律、物质守恒定律和绝热压缩方程,并未涉及声源及声场的具体情况,因此波动方程只反映声波在媒质传播过程的一般物理特性。
2、声波在空气中的传播
从理想液体媒质中的小振幅声波波动方程可看出...
07-18
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2017年环保工程师《专业知识》精选考点一
一、基本测量仪器
1、声级计
声级计是噪声测量中常用的基本声学测量仪器。适用于室内噪声、环境噪声、机器噪声、建筑噪声等各类噪声的测量。
(1)声级计的分类
按用途分类:
一类是用于测量稳态噪声(精密声级计和一般声级计);
另一类用于测量不稳态噪声和脉冲噪声(积分声级计和脉冲声级计)。
按体积大小分类:
台式声级计、便携式声级计和袖珍声级计。
按精度分四类:(依据国际电工委员会IEC615和国家标准GB3785)
四种类型声级计的性能指标具有同样的中心值,但容许误差有所不同。
类 型精密级普通级
0ⅠⅡⅢ
误 差(IEC)
(GB)
用 途实验室标准仪器实验室精密测量现场测量噪声监测、普查
(2)声级计的结构和原理
声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器及指示器组成,见下图
①传声器:将声信号(声压)转化为电信号(电压)的换能元件。有晶体传声器、电动式传声器和驻极体传声器等。电容式传声器具有动态范围宽、频率响应平直、灵敏度变化小、长时间稳定等优点,多用于精密声级计和标准声级计中。
②放大器:将比较弱的电信号放大。声级计上所使用的放大器,要求具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗,有合理的动态范围、较小的线性失真和满足需要的频率范围。包括输入放大器和输出放大器。
③衰减器:声级计的量程范围一般为25~130dB,检波器和模拟式指示器没有这么宽的量程范围,通常使用衰减器将强信号做衰减,以避免放大器过载。衰减器分为输入衰减器和输出衰减器。为了提高信噪比,输入衰减器位于输入放大器之前,输出衰减器接在输入放大器和输出放大器之间。为了提高信噪比,一般测量时应将输出衰减器调至最大衰减档,在输入放大器不过载的前提下,而将输入衰减器调至最小衰减档,使输入信号与输入放大器的电噪声有尽可能大的差值。
④计权网络:按IEC的规定,选取接近人耳对声音频率响应的几条曲线,设计了A、B、C、D四种标准的计权网络。A计权网络频响曲线大约相当于40phon等响曲线的倒置曲线,从而使电信号的中、低频段又较大的衰减,高频段也又一定程度的衰减。B计权网络约相当于70phon等响曲线的倒置曲线,使电信号以低频段为主做了一定的衰减。C计权网络相当于100phon等响曲线的倒置曲线,在整个声频范围内有近乎平直的响应,与人耳对高频声的响应近似相当。由A、B、C、D计权网络测得的读数称为声级,声级是经过频率计权之后的声压级,注意与声压级相区别。
A计权的频率响应与人耳对宽范围频率声音的灵敏度相适应,因此在实际测量中应用最普遍。D计权网络常用于测量航空噪声。
(3)声级计的使用方法
①声级计的校准:通常使用活塞发声器、声级校准器或其他声级校准器进行声学校准。
②声级计的读数:声级计...
07-18
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2017年环保工程师《基础知识》复习资料(2)
应用动能定理解题的基本步骤
(1)确定研究对象,研究对象可以是一个质点(单体)也可以是一个系统;
(2)分析研究对象的受力情况和运动情况,是否是求解“力、位移与速度关系“的问题;
(3)若是,根据∑W=△Ek1列式求解.
动能定理的推导
以下的F,V,a,s都是矢量
首先,牛顿第二定律F=ma=m(dV/dt)
所以F*dt=mdV
两边乘V,有F*V*dt=mV*dV
而V*dt=ds,V*dV=d(1/2V^2)
所以F*ds=d(1/2mV^2)
两边积分,得∫F*ds=(1/2)mV2^2-(1/2)mV1^2
外力做功的定义就是W=∫F*ds,所以动能定理证明完毕。
系统的动能定理
由质点的动能定理,我们还可以得出更一般的系统的动能定理.
系统各组分合外力做功的代数和等于系统各组分动能增量的代数和
∑(∑W)=∑(△Ek)
在大多数情况下,系统各组分之间相互做的功其代数和都是零,此时应用系统的动能定理更为方便.但当系统各组分之间相互做功的代数和不为零(如存在弹簧,相互引力、斥力等)的情况,应考虑内力做功,特别注意!
FScosα代表作用在运动质点上的合外力的功(α代表力和水平方向的夹角)。应从动能定理深入领会“功”和“动能”两个概念之间的区别和联系。动能是反映物体本身运动状态的物理量。物体的运动状态一定,能量也就唯一确定了,故能量是“状态量”,而功并不决定于物体的运动状态,而是和物体运动状态的变化过程,即能量变化的过程相对应的,所以功是“过程量”。功只能量度物体运动状态发生变化时,它的能量变化了多少,而不能量度物体在一定运动状态下所具有的能量,有的书上把动能定理称之为动能原理。对原理、定理区分不严格,本辞条按课本教材要求,称“动能定理”。此定理体现了功和动能之间的联系。称为定理的原因是因为它是从牛顿定律,经数学严格推导出来的,并不能扩大其应用范围。由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,不论物体运动的路径如何,因而在只涉及位置变化与速度的力学问题中,应用动能定理比直接运用牛顿第二定律要简单
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2017年环保工程师《基础知识》复习资料(1)
弹性势能(elastic potential energy)
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。(所有发生弹性形变的物体都能够做功,都具有弹性势能)发生弹性形变的物体,弹性形变越大,则它具有的弹性势能就越大。
弹性势能=弹力做功=∫(0-x) kx*dx =1/2 k*x^2 。其中,k为弹性系数,x为压缩量。
注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。
动能定理的定义
所谓动能,简单的说就是指物体因运动而具有的能量。
数值上等于(1/2)Mv^2. 动能是能量的一种,它的国际单位制下单位是焦耳(J),简称焦。 需要注意的是,动能(以及和它相对应的各种功),都是标量,即只有大小而不存在方向。求和时只计算其代数和,不满足矢量(数学中称向量)加法的平行四边形法则。
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