1第4章局部通風24.1概述局部通風－利用局部氣流，使局部工作地點不受有害物污染，造成良好的空氣環(huán)境。特點需要的風量小、效果好。是控制污染物、改善室內環(huán)境最有效的方法，設計時應優(yōu)先采用。分類

局部排風，局部送風，局部送、排風。3局部排風

有害物在哪里產生，就在哪里收集起來將其排出！系統(tǒng)構成

局部排風罩、風管、除塵或凈化設備、風機、（排氣管）4局部送風

哪里需要，就將風送到哪里！

系統(tǒng)式和風扇循環(huán)兩種形式54.2局部排風的設計原則總的原則系統(tǒng)造價低、排風量小并能最大限度地排出有害物；盡可能采用自然通風。

系統(tǒng)劃分的概念一個通風系統(tǒng)通常是由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道及設備構成的。根據通風的要求，為便于運行管理，常分設多個系統(tǒng)，叫做系統(tǒng)劃分。6

局部排風系統(tǒng)劃分的原則為了正確合理地劃分排風系統(tǒng)，應對工藝流程、設備使用及有害物的特性作全面的了解和分析。對下列情況應單獨設置排風系統(tǒng)：（1）有害物混合后可能引起燃燒或爆炸；（2）混合后形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；（3）混合后易使蒸氣凝結并積聚粉塵；（4）放散劇毒物質的房間和設備；（5）高溫高濕性氣體。

7

局部排風罩的形式及設計原則

局部排風系統(tǒng)的效果主要取決于局部排風罩的設計和風量形式按工作原理不同分為以下幾種基本類型：1）密閉罩把有害物源全部密封在罩內留有1工作孔和2風機排風優(yōu)點－較小風量獲得良好的效果缺點－觀察、操作、檢修不便8

2）柜式排風罩（通風柜）密閉罩的一種特殊形式，靠近操作人員的一面是敞開的。a）小型b）大型

9

3）外部吸氣罩

有害物源不能密閉時，可以把排風罩放在有害源附近，依靠風機在罩口造成的抽吸作用，將有害物吸入罩內。10

4）接受式排風罩

污染氣流本身會產生一定的運動，可以將排風罩設在污染氣流的前方，讓它直接進入罩內，稱之為接受罩。11

5）吹吸式排風罩

單純的抽吸作用常常是不夠的，可以利用吹、吸氣流的共同作用，控制和輸送有害物，稱之為吹吸式排風罩。12

設計原則1）盡可能采用密閉罩或柜式排風罩。2）局部排風罩應盡可能包圍或靠近有害物發(fā)生源。3）在不影響操作的條件下，罩的四周應盡可能設圍擋。4）排風罩吸氣氣流與污染氣流方向盡可能一致。5）已被污染的吸氣氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。6）盡可能消除或減小罩口附近干擾氣流的影響。7）結構簡單、與工藝協(xié)調、不妨礙操作和維修。13

局部排風的凈化處理排風氣體在排入大氣前，是否需要凈化處理應考慮下列因素：（1）有害物質的毒性及排出物濃度；（2）周圍的自然有利條件和排出口的有利方位；（3）應符合現(xiàn)行的國家標準（GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》）。144.3排風罩設計計算理論局部排風罩實現(xiàn)“捕集”有害物功能，它通過罩口附近的氣流運動，捕集或控制有害物的擴散和傳播。罩口的氣流運動規(guī)律是排風罩設計計算理論的基礎。

15

排風罩口的氣流運動規(guī)律兩種基本氣流運動方式：（1）吸氣口氣流的吸入流動

（2）吹氣口氣流的吹出流動

吸入口氣流運動規(guī)律

吸氣口面積較小時，可以看作為“點匯”，分為自由吸氣口和受限吸氣口兩種類型。16

根據流體力學，自由空間的“點匯”吸氣口的吸氣量為：L－氣體流量（m3/s）；v1、v2－球面1和球面2上的氣流速度（m/s）；r1、r2－球面1和球面2的半徑（m）。

對受限的“點匯”吸氣口（例如設在墻上，吸氣范圍減小一半），吸氣量為：

L一定時，v∝1/r2,而且隨吸氣范圍減小，v增大。?（1）罩口盡量靠近污染源，（2）減小吸氣范圍。17

實際上，吸氣口有一定大小，不能看作點匯，而且氣流有阻力，等速面不是球面。設計時，不能直接把“點匯”吸氣口的流動規(guī)律用于排風罩的計算。18

吹出氣流（射流）運動規(guī)律

自由射流和受限射流等溫射流和非等溫射流基本特征：能量密度、速度衰減慢。吹蠟燭！吸蠟燭？19

吹吸氣流

根據吹、吸氣流的不同情況，形成三種基本吹吸氣流形式。20

排風罩排風量計算方法控制點－距離吸氣口最遠的有害物散發(fā)點。控制風速（捕集風速）Vx－控制點上的氣流運動速度?？刂骑L速法－為了保證有害物全部吸入罩內，必須使控制點上產生的氣流速度大于控制風速。21

控制風速Vx一般通過實驗測得，也可以采用CFD方法得到。如果缺乏實驗數據，設計時可以參考表4-2、3、4。22

應選擇合適的控制風速控制風速法計算排風量確定控制風速Vx?確定罩口平均風速V0

?計算排風量L式中：L

－吸氣口的排風量，F(xiàn)－吸氣口面積（4-10）234.4密閉罩密閉對防塵的作用“密閉”隔斷了粉塵與室內二次氣流的聯(lián)系，可以防止粉塵的飛揚傳播。

密閉罩的基本形式密閉罩形式多樣，按照它與工藝設備的配置關系，分為三類：

局部密閉罩、整體密閉罩、大容積密閉罩

24

25影響密閉罩性能的因素正壓的產生、危害和消除產生－機械和物料運動、罩內外溫度差、鼓風危害－塵化氣流經孔隙漏出消除－排風和擴容緩沖排風口的位置應避免含塵氣流濃度高或飛濺區(qū)遠離敞開口，防止氣流短路應在罩內壓力最高的部位，密閉罩的容積－足夠大以避免粉塵飛濺

26密閉罩的計算按空氣平衡原理

按換氣次數法計算按截面風速計算

（4-11）（4-12）（4-13）

物料或工藝設備帶入罩內的空氣量

由孔口或不嚴密縫隙吸入的空氣量

密封罩截面積

垂直于密封罩面的平均風速

密封罩容積

換氣次數274.5柜式排風罩

柜式排風罩（又稱通風柜）是密閉罩的一種特殊形式，散發(fā)有害物的工藝裝置置于柜內，操作過程完全在柜內進行。排風罩上一般設有可開閉的操作孔和觀察孔。為了防止由于罩內機械設備的擾動、化學反應或熱源的熱壓以及室內橫向氣流的干擾等原因引起的有害物逸出，必須對柜式排風罩進行抽風，使罩內形成負壓。284.5柜式排風罩形式－根據排風形式分成三種（1）下部排風柜式罩

適用于無發(fā)熱體、有害氣體密度大于空氣的情況29（2）上部排風柜式罩

適用于有發(fā)熱體或有害氣體密度小于空氣的情況30（3）上、下聯(lián)合排風柜式罩

適用于有發(fā)熱體、有害氣體密度大小不等的情況31柜式罩排風量的計算

L1－柜內污染氣體的發(fā)生量（m3/s）;V－工作孔上的控制風速（m/s），見表4-7；F－工作孔、觀察孔及其他縫隙的總面積（m2）;β－安全系數，一般取1.05～1.10。

（4-14）324.6外部吸氣罩形式－根據罩與污染源的相對位置分成兩類側吸式和上吸式（傘形罩）排風量計算側吸罩排風量－采用控制風速法

吸氣罩口平均風速v0是控制點至罩口距離x、罩口面積F以及控制風速vx的函數：（4-15）（4-10）各種外部吸氣罩排風量計算公式見表4-8（P81）。33上吸罩排風量

（1）控制風速法（4-23）P－污染源周長（m），應扣除遮擋面;H－罩口至污染源的距離（m）；vx－敞口流速（m/s）,0.25～2.5；K－安全系數，一般取1.4。

（2）按罩口平均風速計算根據實驗或經驗得出v0，按L=v0F計算排風量。

注意：罩口面積F比污染源面積要大，邊長加0.8H?！怖?-1、2、3〕344.7熱源上部接受式排風罩熱射流及其計算

兩種形式對流散熱形成的熱射流－按下面方法計算熱氣流（熱煙氣）射流－實測設計熱過程傘形排風罩的關鍵是計算誘導上升的氣流流量及上升氣流在不同高度上的橫截面大小。熱過程排風罩不同于冷過程排風罩，其排風量取決于它所接受的熱氣流大小，不存在控制風速的問題。35

熱源頂部熱射流流量L0Q－對流散熱量;AP－熱源頂部熱射流的橫斷面積；h－熱源定性尺寸；F－熱源的對流散熱面積；Δt－熱源表面與周圍空氣的溫度差；α－對流放熱系數；A－系數。

36高度的影響dZ－熱射流直徑（m）;

vZ－熱射流流速（m/s）；LZ－熱射流流量（m3/s）；Z－假想點源至計算斷面的有效距離（m）,Z=H+2B。

H（或H<1m）：低懸罩

H

按下式計算：高懸罩近似認為熱射流的流量和斷面積不變。37熱源上部接受罩的排風量計算

實際使用的接受罩，罩口尺寸和排風量必須適當加大實際上－橫向氣流的影響，熱射流發(fā)生偏斜，污染氣體溢出罩外。H愈大，影響愈嚴重。理論上－等于罩口斷面上熱射流的流量斷面尺寸等于罩口熱射流尺寸污染氣體全部排出

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。L0L1L138

低懸罩排風量：尺寸：邊長或直徑＋0.5H高懸罩排風量：尺寸：dZ＋0.8H罩口擴大斷面空氣速度

V'=0.5~0.75m/s〔例4-4〕394.8槽邊排風罩

外部吸氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽。分類單側－槽寬B≤700mm雙側－槽寬B>700mm（B>1200mm時宜用吹吸式）周邊形－槽的直徑D=500～100040

槽邊排風罩的結構形式吸氣口兩種形式平口式－槽寬B≤700mm，吸氣范圍大。條縫式－低截面E<250，高截面E≥250，

增大E可以減小吸氣范圍。41

槽的布置形式－靠墻布置和自由布置，影響吸氣范圍42

兩種形式的條縫等高條縫－速度不均勻，始端大、末端小，與f/F1有關，

f/F1≤0.3近似認為均勻，>0.3采用楔形。楔形條縫－條縫高度見表4-10，條縫口控制風速7~10m/s。條縫面積罩口斷面積43

排風量計算公式條縫式槽邊排風罩阻力：高截面單側雙側環(huán)形低截面單側雙側環(huán)形〔例4-5〕A-槽長，B-槽寬，D-圓型槽直徑444.9吹吸式排風罩

吹吸式排風罩的形式利用射流作動力：輸送有害物到排風罩口，再由其排出。特點：風量小、控制污染效果好、抗干擾能力強、不影響操作。45

吹吸罩的設計計算設計計算內容：除了結構布置方式外，需要確定吹、吸風口的尺寸和流量（或速度）。方法：速度控制法和流量比法巴杜林的速度控制法：認為只要保持吸風口前吹氣射流末端的平均速度不小于一定的數值（0.75～1.0m/s），就可以保證有效控制污染物。按巴杜林的方法，常用工業(yè)槽的設計計算步驟見P93〔例4-6〕46

流量比法：基于流線合成的思想。吹出氣流、吸氣氣流和污染氣流的綜合作用。L1-排風量；L0-吹風口吹風量；LG-污染氣體量；LS-從周圍吸入的空氣量；K-流量比。經濟設計式：在不發(fā)生有害物泄漏的前提下，使（L0+L1）保持最小。474.10排風罩的其它形式