1、第三章 局部排風(fēng)罩,局部排風(fēng)罩的作用是捕集有害物, 控制污染氣流的運(yùn)動(dòng), 防止有害物向室內(nèi)空氣擴(kuò)散. 排風(fēng)罩控制有害物的效果主要取決于排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)參數(shù), 排風(fēng)罩吸口的風(fēng)流運(yùn)動(dòng)規(guī)律(包括風(fēng)流結(jié)構(gòu)和風(fēng)速分布)和排風(fēng)量這三個(gè)因素. 因此, 學(xué)習(xí)本章內(nèi)容過程中, 要抓住每一種排風(fēng)罩的這三個(gè)因素的分析計(jì)算方法和這三個(gè)因素之間的相互關(guān)系.,第三章 局部排風(fēng)罩,局部排風(fēng)排風(fēng)罩類型, 結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn) 排氣量計(jì)算 接受罩, 空氣幕及吹吸式罩 排風(fēng)罩結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 密閉罩, 柜式罩, 外部罩,第三章 局部排風(fēng)罩,學(xué) 習(xí) 基 本 要 求 1. 掌握局部排風(fēng)罩的類型, 結(jié)構(gòu)原理, 特點(diǎn), 以及各排風(fēng)罩的用途; 2. 掌

2、握各種排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)及排風(fēng)量的計(jì)算方法; 3. 掌握排風(fēng)罩吸氣口風(fēng)流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(風(fēng)流結(jié)構(gòu)和風(fēng)速分布及其分析方法).,第三章 局部排風(fēng)罩,排風(fēng)罩的類型及其特點(diǎn)： 1. 密閉罩: 污染源全部密閉在罩內(nèi), 其特點(diǎn)是排風(fēng)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.,第三章 局部排風(fēng)罩,排風(fēng)罩的類型及其特點(diǎn)： 2. 柜式排風(fēng)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(fēng)速度, 以保證柜內(nèi)有害物不逸出. 主要用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室操作臺(tái)等污染的通風(fēng).,第三章 局部排風(fēng)罩,排風(fēng)罩的類型及其特點(diǎn)： 3. 外部吸氣罩: 罩位于有害源附

3、近, 依靠罩口的抽吸作用將有害物吸入罩內(nèi). 對(duì)于生產(chǎn)操作影響小, 安裝維護(hù)方便, 但排風(fēng)量大, 控制有害物效果相對(duì)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.,第三章 局部排風(fēng)罩,排風(fēng)罩的類型及其特點(diǎn)： 4. 接受式排風(fēng)罩: 排風(fēng)罩口直接對(duì)著具有一定速度的有害物混合氣流的運(yùn)動(dòng)方向. 由于有害物混合氣流的定向運(yùn)動(dòng), 罩口排風(fēng)量只要能將有害物排走即可控制有害物的擴(kuò)散, 主要用于熱工藝過程, 砂輪磨削等, 有害物具有定向運(yùn)動(dòng)的污染源的通風(fēng).,第三章 局部排風(fēng)罩,排風(fēng)罩的類型及其特點(diǎn)： 5. 吹吸式排風(fēng)罩: 由吹出射流和外部吸氣罩組合成. 相同條件下, 排風(fēng)量比外部排風(fēng)罩的少, 抗

4、外界干擾氣流能力強(qiáng), 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(yuǎn), 僅靠吸風(fēng)控制有害物較困難的場合.,第三章 局部排風(fēng)罩-密閉罩,密閉罩的形式： 局部密閉罩, 整體密閉罩和大容積密閉罩三種基本形式. 還可分為：固定式和移動(dòng)式 罩的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的工作特點(diǎn), 操作方法, 產(chǎn)塵部位及濺射方向和擴(kuò)散范圍等因素來確定. 經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng).,局部密閉罩,觀看新增FLASH動(dòng)畫,密閉罩,觀看新增FLASH動(dòng)畫,整體密閉罩,觀看新增FLASH動(dòng)畫,大容積密閉罩,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-密閉罩,排風(fēng)口位置的確定： 排風(fēng)

5、口應(yīng)設(shè)在罩內(nèi)壓力最高的部位, 不應(yīng)在含塵氣流濃度高的部位或飛濺區(qū)內(nèi). 防止罩內(nèi)出現(xiàn)正壓 形成正壓的主要因素有： 機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng) 物料運(yùn)動(dòng) 罩內(nèi)外溫度差,物料影響,觀看新增FLASH動(dòng)畫,密閉罩內(nèi)物料,觀看新增FLASH動(dòng)畫,密閉罩內(nèi)物料,物料溫度大于50150度,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-密閉罩,排風(fēng)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(guān). 對(duì)于極細(xì)的粉塵應(yīng)控制在0.40.6 m/s 間, 對(duì)于較粗物料粉塵應(yīng)不大于23m/s .,第三章 局部排風(fēng)罩-密閉罩,排風(fēng)量的計(jì)算： 密閉罩排風(fēng)量L=由物料或工藝設(shè)備帶入罩內(nèi)的空氣量L1+

6、由孔口或不嚴(yán)密縫隙吸入的空氣量L2 L = L1 +L2 （ m3/s） L2 = 0.839FP （m3/s）,第三章 局部排風(fēng)罩-柜式排風(fēng)罩,其基本形式有：上吸氣式(用于熱過程),觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-柜式排風(fēng)罩,其基本形式有：下吸氣式(用于冷過程且有害物的密度較大),第三章 局部排風(fēng)罩-柜式排風(fēng)罩,其基本形式有：上下吸氣式(用于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程),觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-柜式排風(fēng)罩,其基本形式有：送吸混合式(用于采暖或空調(diào)房間),第三章 局部排風(fēng)罩-柜式排風(fēng)罩,排風(fēng)量計(jì)算: 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(jì)算: L

7、 = L1+ F m3/s 其中L1為柜內(nèi)氣體發(fā)生量(m3/s); 為孔口控制風(fēng)速(m/s); F為孔口及縫隙總面積(m2); 為安全系統(tǒng), =1.051.1.,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣罩,外部吸氣罩由于靠抽氣作用控制, 因此, 罩口的速度分布如何將直接影響控制效果. 顯然, 罩口的速度大小和分布與罩的結(jié)構(gòu)和排風(fēng)量有關(guān), 對(duì)于特定結(jié)構(gòu)的排風(fēng)罩, 吸口速度取決于排風(fēng)量。,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣罩,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣罩,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣罩,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣罩 控制風(fēng)速法,控制風(fēng)速法原理：就是使排風(fēng)量在邊緣控制點(diǎn)上形成能使有害物吸入

8、罩內(nèi)的控制風(fēng)速的方法。 這里的控制點(diǎn)就是有害物最難被吸入罩內(nèi)的點(diǎn)。 控制風(fēng)速是指使有害物吸入罩內(nèi)的最小風(fēng)速。 顯然, 要確定排風(fēng)量, 必須知道罩口的速度分布。 速度分布的確定, 一般均通過實(shí)驗(yàn)求得。,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面無障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)速分布規(guī)律：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面無障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)速分布規(guī)律：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面無障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)速分布規(guī)律：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面無障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)量計(jì)算：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面無障礙物排風(fēng)罩,條縫形排風(fēng)口：,a,b,第三章

9、 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面有障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)速：,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面有障礙物排風(fēng)罩,風(fēng)量計(jì)算：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-改善排風(fēng)罩控制效果措施,加活動(dòng)擋板法：,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 控制風(fēng)速法-前面有障礙物排風(fēng)罩,化整法，內(nèi)擋板法，條縫口法，均風(fēng)板法,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 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(fēng)罩的排風(fēng)量L為: L=L1+L2=L1(1+L2/L1)=L1(1+K). 對(duì)于確定的L1, 不斷

10、加大排風(fēng)量L時(shí), 周圍空氣吸入量L2增大, K值也隨之增大. 當(dāng)K值增大到一定值時(shí), 所有污染氣體全部被排風(fēng)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(shí)的流量比K稱為極限流量比, 用KL表示, 即KL= (L2/L1)limit.,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,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(jì)算流體力學(xué)來確定，目前還只是作定性分析 實(shí)驗(yàn)無因次分析法 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過無因次分析確定,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,實(shí)驗(yàn)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

11、,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)，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(shí)驗(yàn)確定主要影響參數(shù)：,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,KL：影響小，可忽略不計(jì) D3/EKL D3/E0.2時(shí)，影響小，可忽略不計(jì),KL,D3/E,KL,0.2,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,U/EKL： U/E0時(shí)，影響小，可忽略不計(jì) F3/EKL F3/E=1.52時(shí)，影響小，可忽略不,U/E,KL,F3/E

12、,KL,1.5,第三章 局部排風(fēng)罩-外部吸氣 流量比法,H/EKL：近似直線，要求 H/E1.5Ap的稱為高懸類. (Ap為熱設(shè)備水平面積). 根據(jù)實(shí)驗(yàn), H1.5Ap高度內(nèi), 混入熱射流內(nèi)的空氣量較少, 可忽略不計(jì); 而H1.5Ap以上的高度,混入熱射流內(nèi)的空氣較多, 應(yīng)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(yùn)動(dòng)及排風(fēng)量的分析計(jì)算方法有所區(qū)別.,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,低懸罩排風(fēng)量： 對(duì)于低懸罩, 首先分析計(jì)算熱射流流量, 然后按“熱射流流量+罩口擴(kuò)大面吸入空氣量”的方法計(jì)算排風(fēng)量. 排風(fēng)量：L=L0+L1 L1=V1*F1 V1=0.50.75m/s 如

13、何確定L0？,L0,L1,L1,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,熱射流的流量的確定： （1） L0=？ （2）Lz=？,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,熱射流的流量的確定：(1) L0=？（2）Lz=？,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,熱射流的流量的確定：（2）Lz=？,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,對(duì)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(kuò)大面吸入空氣量”的方法計(jì)算排風(fēng)量: L=Lz+V1*F1,第三章 局部排風(fēng)罩-熱源上部接受罩,罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定原則: 低懸罩: 罩的結(jié)構(gòu)參數(shù)按 源尺寸加大0.5H 的原則計(jì)算.

14、 D1=B+0.5H A1=a+0.5H B1=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(jì)算. D=Dz+0.8H,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,槽邊排風(fēng)罩形式: 是外部吸氣罩的一種特殊形式. 1.按布置方式分為: 單側(cè)式(B700mm) 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.,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,條縫口形式: 等高條縫:用于f/F1=0.3 楔形條縫口:可均勻排風(fēng) 分段條縫口:每段內(nèi)等高 條縫口風(fēng)速要求:710m/s,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,E=250 mm高；E=200 mm低,觀看

15、新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,第三章 局部排風(fēng)罩-槽邊排風(fēng)罩,風(fēng)量計(jì)算: 計(jì)算原則: L=截修正系數(shù)*控制風(fēng)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D 2 /4 控制風(fēng)速:Vx,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,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(jì)和計(jì)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

16、控制法和流量比法.,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,原理,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,應(yīng)用,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,應(yīng)用,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,應(yīng)用,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,應(yīng)用,鑄造車間,觀看新增FLASH動(dòng)畫,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,控制風(fēng)速法計(jì)算: 其本質(zhì)是, 只要吸風(fēng)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0.751m/s), 就能保證對(duì)有害物的有效控制. 除了要求一定的控制風(fēng)速外, 為了防止吹出氣流溢出風(fēng)口外, 要求吸風(fēng)口的排風(fēng)量應(yīng)為射流末瑞流量的1.11.25倍. 速度控制法的設(shè)計(jì)計(jì)算方

17、法如下:,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,控制風(fēng)速法計(jì)算: (1) 確定射流末端的平均速度V1: 按經(jīng)驗(yàn)公式V1=C H(m/s)計(jì)算, 其中C為槽溫系數(shù); H為吹, 吸風(fēng)口間距(m). (2) 確定吹風(fēng)口b0: 按經(jīng)驗(yàn)公式b0=(0.011.25)H計(jì)算.,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,控制風(fēng)速法計(jì)算: (3) 確定吹風(fēng)口出口速度V0 : 按扁平貼附射流速度分布公式 (4) 計(jì)算吹風(fēng)口風(fēng)量L0 : 根據(jù)V0及吹風(fēng)口面積計(jì)算.,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,控制風(fēng)速法計(jì)算: (5) 確定射流末端流量L1:按射流流量關(guān)系式L1/L0=1.2aH/b0+0.41計(jì)算. (6) 確定吸風(fēng)口排風(fēng)量L1: 按L1=(1.11.25)L1計(jì)算. (7) 計(jì)算吸氣口風(fēng)流和吸氣口高度. 吸氣速度:V2=(23)Vx 吸氣高度:b1=L2/l*V2,第三章 局部排風(fēng)罩- 吹吸式排風(fēng)罩,流