第三章局部排風罩

第三章局部排風罩3.1概述3.2密閉罩3.3柜式排風罩

3.4外部吸氣罩3.5熱源上部接受罩3.6槽邊排風罩3.7空氣幕3.8吹吸式排風罩本章的基本內(nèi)容：

學習基本要求

1.掌握局部排風罩的類型,結(jié)構(gòu)原理,特點,以及各排風罩的用途;2.掌握各種排風罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)及排風量的計算方法;3.掌握排風罩吸氣口風流的運動規(guī)律(風流結(jié)構(gòu)和風速分布及其分析方法).

第一節(jié)概述一、局部排風罩的作用：捕集有害物,控制污染氣流的運動,防止有害物向室內(nèi)空氣擴散.二、決定排風罩控制有害物的效果主要因素：（1）排風罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)；（2）排風罩吸口的風流運動規(guī)律(包括風流結(jié)構(gòu)和風速分布)；（3）排風量。

因此,學習本章內(nèi)容過程中,要抓住每一種排風罩的這三個因素的分析計算方法和這三個因素之間的相互關系.三、排風罩的類型及其特點：1.密閉罩:

污染源全部密閉在罩內(nèi),其特點是排風量小,控制有害物的效果好,不受環(huán)境氣流影響,但影響操作,主要用于有害物危害較大,控制要求高的場合.

2.柜式排風罩:

有一面敞開的工作面,其它面均密閉.敞開面上保持一定的吸風速度,以保證柜內(nèi)有害物不逸出.主要用于化學實驗室操作臺等污染的通風.

3.外部吸氣罩:

罩位于有害源附近,依靠罩口的抽吸作用將有害物吸入罩內(nèi).對于生產(chǎn)操作影響小,安裝維護方便,但排風量大,控制有害物效果相對較差.主要用于因工藝或操作條件的限制,不能將污染源密閉的場合.

4.接受式排風罩:

排風罩口直接對著具有一定速度的有害物混合氣流的運動方向.由于有害物混合氣流的定向運動,罩口排風量只要能將有害物排走即可控制有害物的擴散,主要用于熱工藝過程,砂輪磨削等,有害物具有定向運動的污染源的通風.

5.吹吸式排風罩:

由吹出射流和外部吸氣罩組合成.相同條件下,排風量比外部排風罩的少,抗外界干擾氣流能力強,控制效果好,不影響工藝操作,但增加了射流系統(tǒng).主要用于因生產(chǎn)條件限制,外部吸氣罩離有害物源較遠,僅靠吸風控制有害物較困難的場合.第二節(jié)密閉罩一、密閉罩的形式：1、按照他與工藝設備的配置關系：局部密閉罩,整體密閉罩和大容積密閉罩三種基本形式.2、根據(jù)工藝的操作特點還可分為：固定式和移動式3、密閉罩結(jié)構(gòu)的設計罩的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)參數(shù)應根據(jù)生產(chǎn)設備的工作特點，操作方法,產(chǎn)塵部位及濺射方向和擴散范圍等因素來確定。經(jīng)驗性較強。1、局部密閉罩

對局部產(chǎn)塵點進行密閉，產(chǎn)塵設備及傳動裝置留在罩外。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。局部密閉罩整體密閉罩：產(chǎn)塵設備大部或全部密閉，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備。大容積密閉罩（密閉小室）二、排風口位置的確定：排風的作用：防止罩內(nèi)出現(xiàn)正壓。排風口應設在罩內(nèi)壓力最高的部位,不應在含塵氣流濃度高的部位或飛濺區(qū)內(nèi).

形成正壓的主要因素有：（1）機械設備運動，如圓筒篩的工作過程（2）物料運動（3）罩內(nèi)外溫度差

物料的運動密閉罩內(nèi)物料的飛濺密閉罩內(nèi)物料物料溫度大于50～150度排風口的位置的確定：排風口的位置應根據(jù)生產(chǎn)設備的工作特點及含塵氣流的運動規(guī)律確定。排風口應設在罩內(nèi)壓力最高的部位，以利于消除正壓。

罩口排風風速的確定：

與罩內(nèi)氣流速度,有害物飛濺狀況,粉塵顆粒大小,以及罩內(nèi)壓力分布等因素有關.

篩落的極細粉塵0.4～0.6m/s

粉碎或磨碎的細粉小于2m/s

粗顆粒物料小于3m/s.三、排風量的計算：

密閉罩排風量L=由物料或工藝設備帶入罩內(nèi)的空氣量L1+由孔口或不嚴密縫隙吸入的空氣量L2L=L1+L2

（m3/s）

（m3/s）一、基本形式

(1)上吸氣式(用于熱過程)(2)下吸氣式(用于冷過程且有害物的密度較大)

(3)上下吸氣式(用于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程)觀看新增FLASH動畫(4)送吸混合式(用于采暖或空調(diào)房間)二、排風量計算:

排風量應滿足孔口吸入風速達到控制風速的要求.排風量L按下式計算:L=L1+ν×F×βm3/s

其中：L1為柜內(nèi)氣體發(fā)生量(m3/s);ν為孔口控制風速(m/s);F為孔口及縫隙總面積(m2);β為安全系統(tǒng),β=1.1～1.2.第四節(jié)外部吸氣罩一、外部吸氣罩的作用：利用罩口的吸氣作用，在罩口外造成一定的吸入風速，從而把有害物吸入罩內(nèi)。外部吸氣罩應用實例：

二、外部吸氣罩的控制風速：1.控制點：距吸氣口最遠的有害物散發(fā)點。2.控制風速：控制點處使有害物吸入罩內(nèi)的最小風速。3.控制風速大小的確定（實測）：（1）工藝過程（2）有害物周圍的氣流速度（3）有害物的毒害程度（4）罩子的大小二、吸氣口氣流的運動規(guī)律（1）離罩口越近，速度越大（2）吸入風量一定時，吸氣口的范圍越小，同一點速度越大；同理，在距吸氣口同樣遠處造成同樣的吸入速度，吸氣范圍小，所需的風量少。

所以，在進行吸氣罩設計時，要考慮罩口有無法蘭邊，安裝形式、及罩口的形狀等因素。三、前面無障礙物排風罩1、風速分布規(guī)律：2、風速分布規(guī)律：3、設在工作臺上的側(cè)吸罩4、風量計算：5、條縫形排風口：

(1)圖表法;(2)公式法ab四、前面有障礙物排風罩1、風量計算：2、改善排風罩控制效果措施(1)加活動擋板法：(2)化整法，內(nèi)擋板法，條縫口法，均風板法

角度太大的改善措施五、流量比法

周圍空氣吸入量L2與污染氣體發(fā)生量L1的比值稱為流量比,用K表示,即K=L2/L1

排風罩的排風量L為:L=L1+L2=L1(1+L2/L1)=L1(1+K).

對于確定的L1,不斷加大排風量L時,周圍空氣吸入量L2增大,K值也隨之增大.當K值增大到一定值時,所有污染氣體全部被排風罩排走.污染氣體剛好全部被罩排走(即不發(fā)生污染逸出)時的流量比K稱為極限流量比,用KL表示,即KL=(L2/L1)limit.極限流量比KL的確定：

氣流合成分析法

利用流線迭加原理，通過計算流體力學來確定，目前還只是作定性分析

實驗無因次分析法

根據(jù)實驗結(jié)果，通過無因次分析確定流量比法實驗無因次分析法：（1）列出所有可能影響因素：

D3、F3、H、U、E、△t、△t-源氣與空氣溫差-法蘭邊與水平夾角實驗無因次分析法：（2）轉(zhuǎn)換成無因次參數(shù)：

確定特征參數(shù)（E），其它均以特征量為基準，化為無因次參數(shù)

D3/E、F3/E、H/E、U/E、△t、。則函數(shù)

KL=f（D3/E，F(xiàn)3/E，H/E，U/E，△t，）（3）通過實驗確定主要影響參數(shù)：流量比法～KL：影響小，可忽略不計D3/E～KLD3/E<0.2時，影響大D3/E>0.2時，影響小，可忽略不計KLD3/EKL0.2流量比法U/E～KL：U/E>0時，影響小，可忽略不計F3/E～KLF3/E<1.5時，影響大

F3/E>=1.5～2時，影響小，可忽略不計U/EKLF3/EKL1.5流量比法H/E～KL：近似直線，要求

H/E<0.7時△t～KLKL=KL0+3△t/2500H/EKL△tKL0.7KL0實驗無因次分析法：（4）

歸納出計算公式：應用流量比法注意事項：（1）

公式的適用條件（2）L1不確切時應該用控制風速法（3）盡量減小周圍氣流的干擾第五節(jié)熱源上部接受式排風罩一、熱源上部的熱射流通過實驗研究以下內(nèi)容：收縮斷面的位置；射流擴張角；假想點距熱源的距離；

Z斷面上射流的斷面積；

Z斷面上射流的流量。兩種形式：（1）生產(chǎn)設備本身散發(fā)的熱射流；（2）高溫設備表面對流散熱形成的熱射流。（1）高于收縮斷面處的流量（2）收縮斷面上的流量H0≤1.5√Ap

當熱源的水平投影面積為圓形時，H0=1.33B

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.H≤1.5√Ap的稱為低懸罩,H>1.5√Ap的稱為高懸類.(Ap為熱設備水平面積)

根據(jù)實驗,H≤1.5√Ap高度內(nèi),混入熱射流內(nèi)的空氣量較少,可忽略不計;而H>1.5√Ap以上的高度,混入熱射流內(nèi)的空氣較多,應考慮混入空氣的影響.因此,低懸罩和高懸罩的結(jié)構(gòu)參數(shù),氣流運動及排風量的分析計算方法有所區(qū)別.（3）高懸罩和低懸罩1、罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定原則:低懸罩:橫向氣流影響小:擴大150-200mm

橫向氣流影響大:罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)按"源尺寸加大0.5H"的原則計算.D1=B+0.5HA1=a+0.5HB1=b+0.5H高懸罩:罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)按“罩口斷面處的熱射流尺寸加大0.8H”的原則計算.D=Dz+0.8H二、熱源上部接受罩排風量的計算2、低懸罩排風量：

對于低懸罩,首先分析計算熱射流流量,然后按“熱射流流量+罩口擴大面吸入空氣量”的方法計算排風量.

排風量：L=L0+L1L1=V1*F1V1=0.5～0.75m/sL0:收縮斷面上的熱射流流量.L0L1L13、高懸罩排風量：對于高懸罩,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”的方法計算排風量:L=Lz+V1*F1

§3.5熱源上部接受罩第六節(jié)槽邊排風罩是外部吸氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽。一、槽邊排風罩的結(jié)構(gòu)

1.按布置方式分為:

單側(cè)式(B<=700mm)；雙側(cè)(B>700mm)

周邊式:多用于圓槽或近似方形槽

2按罩口形式:

罩口有平口式和條縫式兩種形式E=250mm高；E=200mm低二、使條縫口速度分布均勻的措施（1）等高條縫:用于f/F1<=0.3（2）楔形條縫口:可均勻排風（3）分段條縫口:每段內(nèi)等高條縫口風速要求:7～10m/s一般取h小于等于50mm。三、條縫式槽邊排風罩的風量計算:

計算原則:L=截修正系數(shù)*控制風速*槽面積*維修正系數(shù)截修正系數(shù):高2；低3

維修正系數(shù):單側(cè)(B/A)0.2；雙側(cè)(B/2A)0.2

槽面積:矩形A*B；圓形D2/4

控制風速:Vx§3.6槽邊排風罩條縫式槽邊排風罩的排風量計算公式如下：m3/s（1）高截面單側(cè)排風

（2）低截面單側(cè)排風（3）高截面雙側(cè)排風（總風量）

（4）低截面雙側(cè)排風（總風量）

（5）高截面周邊型排風

L=1.57vxD2

（6）低截面周邊型排風

L=2.36vxD2

式中

A——槽長，m；

B——槽寬，m；

D——圓槽直徑，m；

vx——邊緣控制點的控制風速，m/s。四、排風罩的阻力計算

條縫式槽邊排風罩的阻力按下式計算

式中

——局部阻力系數(shù)，；

——條縫口上空氣流速，m/s；

——周圍空氣密度，kg/m3。

例3-6長A=1m，寬B=0.8m的酸性鍍銅槽，槽內(nèi)溶液溫度等于室溫。設計該槽上的槽邊排風罩。1選型——2查控風速——3計算排風量——4分配排風量——5假定條縫的風速——6計算條縫面積—7計算條縫高——8判斷是否滿足均勻進風條件——9（修改設計）——10計算阻力作用:（1）減少或隔絕外界氣流的侵入；（2）防止塵埃進入潔凈房間（3）局部隔斷，防止有害物擴散形式：側(cè)送式空氣幕下送式空氣幕上送式空氣幕旋風氣幕第七節(jié)大門空氣幕空氣幕計算：L0=Bb0v0

由吹風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"控制風速",從而達到排除污染氣體的目的.

吹吸氣流是一種性質(zhì)比較復雜的氣流,怎樣進行合理的設計和計算,至今還是國內(nèi)外進一步研究的課題.目前較常采用的主要有速度控制法和流量比法.第八節(jié)吹吸式排風罩一、

原理二、空氣射流自由射流、有限射流圓形射流、條縫射流2b0v0起始段基本段x2bx相對值名稱符號起始段基本段軸速Vx/V01流量Qx/Q01+0.43ax/b01.2射流一半的寬度bx/b02.4(ax/b0+0.41)2.4()條縫射流的特性1.2ax/b0+0.41ax/b0+0.41ax/b0+0.41

a紊流擴散系數(shù)，與條縫形狀有關；三、槽上吹吸罩的計算

控制風速法和流量比法控制風速法計算:

其本質(zhì)是,只要吸風口前射流末端的平均速度保持一定數(shù)值(一般要求不小于0.75～1m/s),就能保證對有害物的有效控制.

除了要求一定的控制風速外,為了防止吹出氣流溢出風口外,要求吸風口的排風量應為射流末瑞流量的1.1～1.25倍.

控制風速法的設計計算方法如下:（一）控制風速法

(1)確定射流末端的平均速度Vc:

按經(jīng)驗公式Vc=kH(m/s)計算,其中k為槽溫系數(shù);H為吹、吸風口間距(m).(2)確定吹風口高度b0:

按經(jīng)驗公式b0=(0.01～0.15)H計算.

且大于5—7mm(防堵)(3)確定吹風口出口速度V0:按扁平射流速度分布公式(4)計算吹風口風量L0:根據(jù)V0及吹風口面積計算.(5)確定射流末端流量Lx:按射流流量關系式Lx/L0=1.2√a×H/b0+0.41計算.(6)確定吸風口排風量L2:按L2=(1.1～1.25)Lx計算.(7)計算吸氣口風流速度和吸氣口高度.

吸氣速度:V2=(2～3)Vc

吸氣高度:b2=L2/l*V2（二）流量比法計算:

流量比法概念與前述的流量比法一致,只是吹吸排風的流量比K值為:L1=L0+(LG+Ls)=L0[1+(Ls+LG)/