局部通風(fēng)基礎(chǔ)培訓(xùn)72頁

1、14.1 概 述4.2 局部排風(fēng)的設(shè)計原則4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論4.1.1 局部排風(fēng)4.1.2 局部送風(fēng)4.2.1 局部排風(fēng)系統(tǒng)劃分的原則 4.2.2 局部排風(fēng)罩的形式及設(shè)計原則 4.2.3 局部排風(fēng)的凈化處理 4.3.1 排風(fēng)罩口的氣流運動規(guī)律 4.3.2 排風(fēng)罩排風(fēng)量計算方法 第4章 局 部 通 風(fēng)24.4 密閉罩4.5 柜式排風(fēng)罩4.4.1 工作原理 4.4.2 密閉罩的基本形式 4.4.3 影響密閉罩性能的因素 4.4.4 密閉罩計算 4.5.1 柜式排風(fēng)罩的形式 4.5.2 柜式罩排風(fēng)量的計算 4.5.3 柜式排風(fēng)罩設(shè)計的注意事項 第4章 局 部 通 風(fēng)34.7 熱源上部接受罩4

2、.7.1 熱射流及其計算 4.7.2 熱源上部接受罩的排風(fēng)量計算 4.8 槽邊排風(fēng)罩4.8.1 槽邊排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)形式 4.8.2 排風(fēng)量計算公式 4.6 外部吸氣罩4.6.1 外部吸氣罩排風(fēng)量計算 4.6.2 外部排風(fēng)罩設(shè)計應(yīng)注意的事項 第4章 局 部 通 風(fēng)44.9 吹吸式排風(fēng)罩4.9.1 吹吸式排風(fēng)罩的形式 4.9.2 吹吸罩的設(shè)計計算 4.10 排風(fēng)罩的其他形式4.10.1 屋頂集氣罩 4.10.2 氣幕式排風(fēng)罩 4.11 局部送風(fēng)第4章 局 部 通 風(fēng)5學(xué) 習(xí) 基 本 要 求3、了解排風(fēng)罩吸氣口氣流的運動規(guī)律。1、了解局部排風(fēng)罩的類型、結(jié)構(gòu)原理、特點以及用途；2、了解各種排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)及排風(fēng)量的計算方法；第4章 局 部 通 風(fēng)6局部通風(fēng)：利用局部氣流，使局部工作地點不受有害物的污染，造成良好的空氣環(huán)境。特點：所需要的風(fēng)量小、效果好，是防止工業(yè)有害物污染室內(nèi)空氣和改善作業(yè)環(huán)境最有效的通風(fēng)方法， 設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮。分類：局部排風(fēng)局部送風(fēng)4.1 概 述7局部排風(fēng)系統(tǒng)4.1 概 述8局部送風(fēng)系統(tǒng)4.1 概 述9密閉罩4.1 概 述10排風(fēng)罩4.1 概 述11概念：在集中產(chǎn)生有害物的局部地點, 設(shè)置捕集裝置, 將有害 物排走, 以控制有害物向室內(nèi)擴散。組成：局部排風(fēng)罩、風(fēng)管、除塵或凈化設(shè)備、風(fēng)機、排氣筒或煙囪概念：向局部工作地點送風(fēng), 使局部地帶造成良好的空氣環(huán)境。4.1 概 述4

4、.1.1 局部排風(fēng)4.1.2 局部送風(fēng)12組成：送風(fēng)口、風(fēng)管、熱濕處理設(shè)備、風(fēng)機分類： 1. 系統(tǒng)式：通風(fēng)系統(tǒng)將室外空氣送至工作地點。 2. 分散式：借助軸流風(fēng)扇或噴霧風(fēng)扇, 直接將室內(nèi)空氣吹向作業(yè)地帶進(jìn)行循環(huán)通風(fēng)。4.1 概 述13按照工作原理不同，局部排風(fēng)罩可分為以下幾種基本型式：（1）密閉罩（2）柜式排風(fēng)罩（通風(fēng)柜）（3）外部吸氣罩：上吸式、側(cè)吸式、下吸式、槽邊排風(fēng)罩（4）接受式排風(fēng)罩（5）吹吸式排風(fēng)罩4.2 局部排風(fēng)的設(shè)計原則4.2.2 局部排風(fēng)罩的形式及設(shè)計原則14局部排風(fēng)罩口氣流運動的兩種方式：吸氣口氣流的吸入流動吹氣口氣流的吹出流動對排風(fēng)罩，多數(shù)的情況是吸氣口吸入氣流。4.3 排

5、風(fēng)罩設(shè)計計算理論4.3.1 排風(fēng)罩口的氣流運動規(guī)律15 當(dāng)吸氣口吸氣時，在吸氣口附近形成負(fù)壓，周圍空氣從四面八方流向吸氣口，形成吸入氣流或匯流。當(dāng)吸氣口面積較小時，可視為“點匯”。它會形成以吸氣口為中心的徑向線，和以吸氣口為球心的等速球面。如圖4-3a所示。（1） 吸入口氣流運動規(guī)律圖4-3 點匯氣流流動情況a）自由吸氣口 b）受限吸氣口 4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論16（4-1）（4-2） 若在吸氣口的四周加上擋板，如圖4-3b所示，吸氣范圍減少一半，其等速面為半球面，則吸氣口的排風(fēng)量為：（4-3）根據(jù)流體力學(xué)，位于自由空間的“點匯”吸氣口的吸氣量為：4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論17 實際上，吸

6、氣口有一定大小，不能看作一個點，氣體流動也有阻力，形成吸氣區(qū)氣體流動的等速面不是球面而是橢球面。四周無邊圓形吸氣口的速度分布圖四周有邊圓形吸氣口的速度分布圖4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論18 圖中數(shù)值表示中心軸離吸氣口的距離以及在該點氣流速度與吸氣口流速的百分比。寬長比為1：2的矩形吸氣口的速度分布圖4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論19根據(jù)試驗結(jié)果，吸氣口氣流速度分布具有以下特點： （1）吸氣口附近的等速面近似與吸氣口平行，隨離吸氣口距離x的增大，逐漸變成橢圓面，而在1倍吸氣口直徑d處已接近為球面。（2）對于結(jié)構(gòu)一定的吸氣口，不論吸氣口風(fēng)速大小如何，其等速面形狀大致相同。而吸氣口結(jié)構(gòu)形式不同，其氣流衰減

7、規(guī)律則不同。 4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論20（2）吹出氣流運動規(guī)律定義：空氣從孔口吹出，在空間形成一股氣流稱為吹出氣流或射流分類：是否受限溫度狀況射流等溫射流非等溫射流自由射流受限射流4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論21一、自由射流 射流斷面直徑：射流擴散角：（1）等溫自由射流射流軸心速度： 由直徑為d0的噴口以出流速度u0射入同溫空間介質(zhì)內(nèi)擴散在不受周界表面限制的條件下，則形成等溫自由射流。由于射流邊界與周圍介質(zhì)間的紊流動且交換，周圍空氣不斷被卷入，射流不斷擴大，在射流理論中，將射流軸心速度保持不變的一段稱為起始段，其后稱為主體段。4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論22（2）非等溫自由射流軸心溫度：射流落

8、差： 對于非等溫自由射流，由于射流與周圍介質(zhì)的密度不同，在浮力和重力不平衡條件下， 射流將發(fā)生變形，即水平射出(或與水平面成一定角度射出)的射流軸將發(fā)生彎曲。 4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論23二、受限射流 在射流運動過程中，由于受壁面、頂棚以及空間的限制，射流的運動規(guī)律有所變化。 常見的射流受限情況是貼附于頂棚的射流流動，稱為貼附射流。 在射流計算時，不同類型射流常使用不同的名稱。如由圓形，方形和矩形風(fēng)口出流的射流-般稱為集中式射流，由邊長比大于10的扁長風(fēng)口出流的射流稱為扁射流，由成扇形導(dǎo)流徑向擴散出流的射流稱為扇形射流等。 4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論24三、平行射流的疊加 兩個相同的射流平行

9、地在同一高度射出，當(dāng)兩射流邊界相交后，則產(chǎn)生互相疊加，形成重合流動。4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論25（3） 吹吸氣流 圖4-8 吹吸氣流的形狀4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論26控制風(fēng)速法原理：就是使排風(fēng)罩在邊緣控制點上形成能使有害物吸入罩內(nèi)的控制風(fēng)速的方法?？刂泣c：有害物最難被吸入罩內(nèi)的點?？刂骑L(fēng)速：使有害物吸入罩內(nèi)的最小風(fēng)速。即控制點的空氣運動速度（也稱吸捕風(fēng)速），也就是指正好克服該塵源散發(fā)粉塵的擴散力再加上適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)的風(fēng)速。1、控制風(fēng)速法2、流量比法（不作要求）4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論4.3.2 排風(fēng)罩排風(fēng)量計算方法 27 只有當(dāng)排風(fēng)罩在該塵源點造成的風(fēng)速大于控制風(fēng)速時，才能使粉塵吸入罩內(nèi)

10、。 控制風(fēng)速法計算排風(fēng)罩排風(fēng)量，就是首先確定控制風(fēng)速的大小，然后找出控制風(fēng)速與罩口平均風(fēng)速的關(guān)系式，求得排風(fēng)罩捕集粉塵所需要的罩口平均風(fēng)速 ，再用式（4-10）計算出排風(fēng)量。（4-10）4.3 排風(fēng)罩設(shè)計計算理論28定義密閉罩 ：將有害物質(zhì)源全部密閉在罩內(nèi)的局部排風(fēng)罩。罩上設(shè)有工作孔從罩外吸入空氣罩內(nèi)污染空氣由上部排風(fēng)口排出優(yōu)點：只需較小的排風(fēng)量就能有效控制有害物的擴散，排風(fēng)罩氣流不受周圍氣流的影響缺點：影響設(shè)備檢修，有的看不到罩內(nèi)的工作狀況。 4.4 密閉罩4.4.1 工作原理292930按工藝配置局部密閉罩僅將工藝設(shè)備放散有害物質(zhì)的部分加以局部密閉的排風(fēng)罩。整體密閉罩將放散有害物質(zhì)的設(shè)備大

11、部分或全部密閉起來的排風(fēng)罩大容積密閉罩(密閉小室)在較大范圍內(nèi)將整個放散有害物質(zhì)的設(shè)備或 有關(guān)工藝過程全部密閉起來的排風(fēng)罩 4.4.2 密閉罩的形式4.4 密閉罩31局部密閉罩局部產(chǎn)塵點進(jìn)行密閉，產(chǎn)塵設(shè)備及傳動裝置留在罩外罩的容積小，排風(fēng)量少，經(jīng)濟性好適用于含塵氣流速度低，連續(xù)揚塵和瞬時增壓不大的揚塵點。 4.4 密閉罩32產(chǎn)塵設(shè)備大部或全部密閉，只有傳動部分留在罩外適用于有振動或含塵氣流速度高的設(shè)備 整體密閉罩4.4 密閉罩33產(chǎn)塵和傳動設(shè)備全部密閉在小室內(nèi)容積大，適用于多點產(chǎn)塵；陣發(fā)性產(chǎn)塵，含塵氣流速度高和設(shè)備檢修頻繁的場合。缺點：占地面積大，材料消耗多。 4.4 密閉罩大容積密閉罩(密閉

12、小室) 34一、密閉罩上排風(fēng)口的位置二、密閉罩的容積4.4.3 影響密閉罩性能的因素4.4 密閉罩3535排風(fēng)口位置的確定排風(fēng)罩內(nèi)正壓罩內(nèi)設(shè)備運動造成正壓物料帶入空氣造成正壓罩內(nèi)外溫差造成正壓三者的共同作用造成開口處、縫隙處的污染氣體外溢通過排風(fēng)消除罩內(nèi)正壓，排風(fēng)口的位置應(yīng)設(shè)于壓力最高部位（不能設(shè)在含塵氣流濃度高的部位、飛濺區(qū)）4.4 密閉罩36361、按空氣平衡原理計算2、按截面風(fēng)速計算3、按換氣次數(shù)法計算4.4 密閉罩密閉罩計算37定義排風(fēng)柜：一種三面圍擋，一面敞開或裝有操作拉門的柜式排風(fēng)罩。 結(jié)構(gòu)具有開啟操作面的密閉罩4.5 柜式排風(fēng)38上部排風(fēng)柜式排風(fēng)罩下部排風(fēng)柜式排風(fēng)罩上下聯(lián)合排風(fēng)柜

13、式排風(fēng)罩送吸混合式柜式排風(fēng)罩4.5 柜式排風(fēng)4.5.1 柜式排風(fēng)罩的基本形式39上部排風(fēng)柜式排風(fēng)罩 當(dāng)通風(fēng)柜內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體密度比空氣小，或通風(fēng)柜內(nèi)有發(fā)熱體時，可選用上部排風(fēng)通風(fēng)柜。4.5 柜式排風(fēng)40圖4-16 上部排風(fēng)通風(fēng)柜 4.5 柜式排風(fēng)41下部排風(fēng)柜式排風(fēng)罩 當(dāng)通風(fēng)柜內(nèi)無發(fā)熱體，且產(chǎn)生的有害氣體密度比空氣大，可選用下部排風(fēng)通風(fēng)柜。 4.5 柜式排風(fēng)42圖4-15 下部排風(fēng)通風(fēng)柜4.5 柜式排風(fēng)43上下聯(lián)合排風(fēng)柜式排風(fēng)罩 當(dāng)通風(fēng)柜內(nèi)既有發(fā)熱體，又產(chǎn)生密度大小不等的有害氣體時，應(yīng)在柜內(nèi)上、下部均設(shè)置排氣點，并裝設(shè)調(diào)節(jié)閥，以便調(diào)節(jié)上、下部排風(fēng)量的比例，可選用上、下聯(lián)合排風(fēng)柜。 4.5 柜式

14、排風(fēng)44圖4-17 上、下聯(lián)合排風(fēng)通風(fēng)柜4.5 柜式排風(fēng)45用于采暖或空調(diào)房間送風(fēng)式通風(fēng)柜4.5 柜式排風(fēng)46排風(fēng)量應(yīng)滿足孔口吸入風(fēng)速達(dá)到控制風(fēng)速的要求。 排風(fēng)量L按下式計算: L = L1+F m3/s 4.5 柜式排風(fēng)4.5.2 柜式罩排風(fēng)量計算47定義外部吸氣罩 ：設(shè)在污染源附近，依靠罩口的抽吸作用，在控制點處形成一定的風(fēng)速，排除有害物質(zhì)的局部排風(fēng)罩。 分類布置方式：懸掛式、側(cè)吸式罩口形狀：圓形罩、矩形罩和條縫罩。特點排風(fēng)量大、控制范圍有限，易受橫向氣流的干擾對操作的影響小4.6 外部吸氣罩48484.6 外部吸氣罩494.6 外部吸氣罩501 側(cè)吸罩排風(fēng)量 根據(jù)不同形式側(cè)吸罩罩口平均風(fēng)

15、速0 與“控制點” 控制風(fēng)速的關(guān)系式，利用式4-10就可計算排風(fēng)量。（4-10） 由于上吸式吸氣罩的形狀大都和傘相似，所以這類罩簡稱傘形罩。 傘形罩通常設(shè)在工藝設(shè)備上方，罩面與發(fā)生源的距離視有害物的特性和工藝操作條件而定。2 上吸式傘形罩排風(fēng)量4.6 外部吸氣罩4.6.1 吸氣罩排風(fēng)量計算51 當(dāng)發(fā)生源只產(chǎn)生有害物而發(fā)熱量不大時，為冷過程，此時傘形排風(fēng)罩在發(fā)生源最不利的有害物散發(fā)點處，造成一定的上升風(fēng)速，將有害氣體吸入罩內(nèi)。 當(dāng)發(fā)生源散發(fā)有害物且散熱量較大時，為熱過程，此時傘形排風(fēng)罩將熱致誘導(dǎo)氣流量“接受”并全部排走。這里只介紹冷過程傘形排風(fēng)罩排風(fēng)量的計算。 （1） 按發(fā)生源工作面邊緣點控制風(fēng)

16、速計算 （2） 按罩口平均風(fēng)速計算 4.6 外部吸氣罩52（1）按發(fā)生源工作面邊緣點控制風(fēng)速計算 由于上吸式排風(fēng)罩設(shè)在工藝設(shè)備上方，受設(shè)備的限制，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)，如圖4-18所示。其排風(fēng)量 用此方法確定傘形罩排風(fēng)量，其計算式與式（4-10）相同。用該方法計算時，傘形排風(fēng)罩罩口面積比發(fā)生源設(shè)備面積大。（2）按罩口平均風(fēng)速計算圓形罩口面積 矩形罩口面積4.6 外部吸氣罩5353降低排風(fēng)罩高度加擋板減少橫向氣流的影響和罩口的吸氣范圍，工藝條件允許時在罩口四周設(shè)固定或知動擋板優(yōu)化排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)參數(shù) 綜合結(jié)構(gòu)、速度分布、阻力三方面的因素，角應(yīng)盡可能小于或等于60 4.6.2 外部排風(fēng)罩設(shè)計應(yīng)注意的

17、事項4.6 外部吸氣罩54大罩口的輔助措施 把一個大排風(fēng)罩分割成幾個小排風(fēng)罩。把罩內(nèi)設(shè)擋板。在罩口上設(shè)條縫口，要求條縫口風(fēng)速在10m/s以上。靜壓箱內(nèi)的速度不超過條縫口速度的0.5 倍。在罩口設(shè)氣流分布板。 4.6 外部吸氣罩55定義接受式排風(fēng)罩：設(shè)在污染源附近，利用生產(chǎn)過程中污染氣的自身運行接受和排除有害物質(zhì)的局部排風(fēng)罩。如高溫?zé)嵩瓷喜康膫阈握?、砂輪機的吸塵罩等。原理 直接接受工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染氣體4.7 熱源上部接受式排風(fēng)罩56 設(shè)計熱過程傘形排風(fēng)罩的關(guān)鍵是計算誘導(dǎo)上升的氣流流量及上升氣流在不同高度上的橫截面大小。 對于生產(chǎn)工藝本身散發(fā)的熱射流，一般需通過實測確定，而對于高溫設(shè)備表面

18、對流散熱形成的熱射流，可根據(jù)熱設(shè)備表面的對流散熱量推算，其計算式為：（4-33） 根據(jù)熱源上傘形罩的安裝高度H,分為低懸罩和高懸罩兩類。 H1.5 的稱為低懸罩, H1.5 的稱為高懸類。Ap為熱設(shè)備橫斷面積。 熱過程排風(fēng)罩不同于冷過程排風(fēng)罩，其排風(fēng)量取決于它所接受的熱氣流大小，不存在控制風(fēng)速的問題。4.7 熱源上部接受式排風(fēng)罩4.7.1 熱射流及其計算57 低懸罩和高懸罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)，氣流運動及排風(fēng)量的分析計算方法有所區(qū)別。罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定原則低懸罩: 按“源尺寸加大0.5H”的原則計算: 低懸圓形罩 D=d+0.5H 低懸矩形罩 A=a+0.5H B=b+0.5H高懸罩: 按“罩口斷面處的熱

19、射流尺寸加大0.8H”的原則計算: D=Dz+0.8H4.7.2 排風(fēng)量的計算方法4.7 熱源上部接受式排風(fēng)罩58L1=V1*F1 V1=0.50.75m/sL0L1L1低懸罩排風(fēng)量 首先分析不同上升高度熱射流的流量、流速和斷面直徑，然后按“罩口斷面的熱射流流量+罩口擴大面吸入空氣量”的方法計算排風(fēng)量。高懸罩排風(fēng)量L=Lz+V1*F1L=L0+L14.7 熱源上部接受式排風(fēng)罩59 槽邊排風(fēng)罩是外部排風(fēng)罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽（如酸洗槽、電鍍槽、中和槽、鹽浴爐池等）。特點：不影響工藝操作，有害氣體在進(jìn)入人的呼吸區(qū)之前就被槽邊上設(shè)置的條縫形吸氣口抽走。分類：單側(cè)、雙側(cè)、周邊形（環(huán)形）三

20、種。單側(cè)排風(fēng)罩適用于槽寬B700；雙側(cè)適用于B700；B1200時，應(yīng)采用吹吸式排風(fēng)罩；當(dāng)槽直徑D=5001000時，宜采用環(huán)形排風(fēng)罩。4.8 槽邊排風(fēng)罩60 罩口結(jié)構(gòu)：有多種形式，目前常用的有兩種，即平口式和條縫式。平口式槽邊排風(fēng)罩的吸氣口上不設(shè)法蘭邊，吸氣范圍大。條縫式槽邊排風(fēng)罩的特點是截面高度E較大，E250的稱為低截面，E250的稱為高截面。增大截面高度如同在罩口上設(shè)置擋板，可減小吸氣范圍。 條縫式槽邊排風(fēng)罩的條縫口有等高條縫和楔形條縫兩種。等高條縫口上速度分布難于達(dá)到均勻，末端風(fēng)速小，靠近風(fēng)機的一端風(fēng)速大。4.8 槽邊排風(fēng)罩4.8.1 槽邊排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)形式61圖4-20 槽邊排風(fēng)罩的

21、形式圖4-21 平口式雙側(cè)槽邊排風(fēng)罩圖4-22 條縫式槽邊排風(fēng)罩4.8 槽邊排風(fēng)罩62圖4-23 槽的布置形式圖圖4-24 條縫形式4.8 槽邊排風(fēng)罩63（1）高截面單側(cè)排風(fēng)（2）低截面單側(cè)排風(fēng)（3）高截面雙側(cè)排風(fēng)（總風(fēng)量）（4）低截面雙側(cè)排風(fēng)（總風(fēng)量）（5）高截面環(huán)形排風(fēng)（6）低截面環(huán)形排風(fēng)條縫式槽邊排風(fēng)罩的阻力按右式計算不同形式的槽邊排風(fēng)罩，其排風(fēng)量計算公式是不同的。4.8 槽邊排風(fēng)罩4.8.2 排風(fēng)量計算公式64 由吹風(fēng)口和吸氣口組合而成. 它通過吹出射流和吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需的“控制風(fēng)速” , 從而達(dá)到排除污染氣體的目的。 吹吸罩需要考慮到吸氣口口腔氣速度衰減很快，而吹氣氣流形式

22、的氣幕作用的距離較長的特點，在槽面的一側(cè)設(shè)噴口噴出氣流，而另一側(cè)為吸氣口，吸入噴出的氣流以及被氣幕卷入的周圍空氣和槽面污染氣體。這種吹吸氣流共同作用的集氣罩稱為吹吸罩。4.9 吹吸式排風(fēng)罩65圖4-25 氣幕式吹吸罩圖4-26 旋風(fēng)式吹吸罩4.9 吹吸式排風(fēng)罩4.9.1 吹吸式排風(fēng)罩的形式66 吹吸罩設(shè)計計算的目的是確定吹風(fēng)量、吸風(fēng)量、吹風(fēng)口高度、吹出氣流速度以及吸風(fēng)口設(shè)計和吸入氣流速度。通常采用的方法是巴杜林提出的速度控制法。 吹吸氣流是一種性質(zhì)比較復(fù)雜的氣流, 怎樣進(jìn)行合理的設(shè)計和計算, 至今還是國內(nèi)外進(jìn)一步研究的課題. 目前較常采用的主要有速度控制法和流量比法。4.9 吹吸式排風(fēng)罩4.9.1 吹吸式的設(shè)計計算67 屋頂集氣罩是是一種特殊高懸罩，它是布置在車間頂部的一種大型集塵罩，它不