第4章 局部通風(fēng)

1、1第四章 局部通風(fēng)局部通風(fēng)：Local Ventilation 利用局部氣流，使工作點(diǎn)不受有害物污染的通風(fēng)方法。利用局部氣流，使工作點(diǎn)不受有害物污染的通風(fēng)方法。特點(diǎn)：風(fēng)量小，效果好。風(fēng)量小，效果好。類型：局部排風(fēng)；局部送風(fēng)局部排風(fēng)；局部送風(fēng)24.1 概述概述一、局部排風(fēng)1.1.定義定義 將污染源產(chǎn)生的污染空氣收集起來，經(jīng)過凈化處理后，將污染源產(chǎn)生的污染空氣收集起來，經(jīng)過凈化處理后，排到室外的通風(fēng)方法。排到室外的通風(fēng)方法。2.2.組成組成（1 1）局部排風(fēng)罩）局部排風(fēng)罩（2 2）風(fēng)管）風(fēng)管（3 3）凈化設(shè)備）凈化設(shè)備（4 4）風(fēng)機(jī)）風(fēng)機(jī)34.1 概述概述二、局部送風(fēng)1.1.定義定義 將新鮮、清潔

2、的空氣送到工作區(qū)的通風(fēng)方法。將新鮮、清潔的空氣送到工作區(qū)的通風(fēng)方法。2.2.組成組成（1 1）布風(fēng)口）布風(fēng)口（2 2）風(fēng)管）風(fēng)管（3 3）空氣過濾器）空氣過濾器（4 4）風(fēng)機(jī)）風(fēng)機(jī)3.3.使用條件使用條件車間面積大，操作人員少。車間面積大，操作人員少。44.1 概述概述4.4.類型類型 系統(tǒng)式；分散式。系統(tǒng)式；分散式。54.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則一、局部排風(fēng)系統(tǒng)的類型和組合原則 2 2種類型種類型1.獨(dú)立排風(fēng)系統(tǒng)a.a.有害物混合后易發(fā)生爆炸的；有害物混合后易發(fā)生爆炸的；b.b.有害物混合后毒性更大或有害物混合后毒性更大或腐蝕性更強(qiáng)的；腐蝕性更強(qiáng)的；c.c.有害物混合后不利于

3、安全輸送的；有害物混合后不利于安全輸送的；d.d.有害物有劇毒的；有害物有劇毒的；e.e.高溫高濕氣體。高溫高濕氣體。64.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則2.集中排風(fēng)系統(tǒng)74.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則二、局部排風(fēng)罩的形式和設(shè)計(jì)原則1.形式（1 1）密閉罩）密閉罩 污染源全部密閉在罩內(nèi)。排風(fēng)量小，控制有害污染源全部密閉在罩內(nèi)。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(chǎng)合。于有害物危害較大，控制要求高的場(chǎng)合。（2 2）柜式排風(fēng)罩）柜式排風(fēng)罩 一面敞開，其它面均密閉。敞開

4、面上保持一面敞開，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)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室操作臺(tái)等污染的通風(fēng)。84.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則（3 3）外部吸氣罩）外部吸氣罩 位于污染源附近，依靠罩口的抽吸作用位于污染源附近，依靠罩口的抽吸作用將污染物吸入罩內(nèi)。對(duì)于生產(chǎn)操作影響小，安裝維護(hù)方將污染物吸入罩內(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，控制污染物效果相對(duì)較差。主要用于便，但排風(fēng)量大，控制污染物效果相對(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(chǎng)合。因工藝或操作

5、條件的限制，不能將污染源密閉的場(chǎng)合。（4 4）接受式排風(fēng)罩）接受式排風(fēng)罩 罩口對(duì)著污染氣流的運(yùn)動(dòng)方向。由于罩口對(duì)著污染氣流的運(yùn)動(dòng)方向。由于污染氣流的定向運(yùn)動(dòng)，罩口排風(fēng)量只要能將有害物排走污染氣流的定向運(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)。削等，有害物具有定向運(yùn)動(dòng)的污染源的通風(fēng)。94.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則（5 5）吹吸式排風(fēng)罩）吹吸式排風(fēng)罩 由吹出射流和外部吸氣罩組合成。相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，抗外界干

6、擾氣流同條件下，排風(fēng)量比外部排風(fēng)罩的少，抗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(chǎng)合。源較遠(yuǎn)，僅靠吸風(fēng)控制有害物較困難的場(chǎng)合。104.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則（6 6）空氣幕）空氣幕 在運(yùn)輸工具或人員進(jìn)出頻繁的門口，為減少或在運(yùn)輸工具或人員進(jìn)出頻繁的門口，為減少或隔絕外界氣流的侵入，可在大門上設(shè)置條縫形送風(fēng)口，隔絕外界氣流的侵入，可在大門上設(shè)置條縫形送風(fēng)口，利用高速氣流所形成的空氣

7、幕隔斷室外空氣。它不影響利用高速氣流所形成的空氣幕隔斷室外空氣。它不影響車輛或人的通行，可使采暖建筑減少冬季熱負(fù)荷；對(duì)需車輛或人的通行，可使采暖建筑減少冬季熱負(fù)荷；對(duì)需要供冷的建筑可減少夏季冷負(fù)荷。要供冷的建筑可減少夏季冷負(fù)荷。 空氣幕不僅用于隔斷室外空氣，也可用于其它場(chǎng)合，如空氣幕不僅用于隔斷室外空氣，也可用于其它場(chǎng)合，如在潔凈房間防止塵埃進(jìn)入，在冷庫隔斷庫內(nèi)外空氣流動(dòng)，在潔凈房間防止塵埃進(jìn)入，在冷庫隔斷庫內(nèi)外空氣流動(dòng)，在生產(chǎn)車間可利用氣幕運(yùn)行局部隔斷，防治有害物的擴(kuò)在生產(chǎn)車間可利用氣幕運(yùn)行局部隔斷，防治有害物的擴(kuò)散。散。 114.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則2.2.設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)

8、原則 （1 1）盡量密閉污染源。）盡量密閉污染源。 （2 2）盡量靠近污染源。）盡量靠近污染源。 （3 3）罩口應(yīng)對(duì)著污染物的飛揚(yáng)方向。）罩口應(yīng)對(duì)著污染物的飛揚(yáng)方向。 （4 4）足夠的吸風(fēng)量。）足夠的吸風(fēng)量。 （5 5）污染空氣不能穿過操作區(qū)。）污染空氣不能穿過操作區(qū)。 （6 6）盡量減少干擾氣流。）盡量減少干擾氣流。 （7 7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小。）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小。 （8 8）不妨礙操作。）不妨礙操作。124.2 局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)原則三、局部排風(fēng)的凈化處理 排風(fēng)系統(tǒng)中必須設(shè)置凈化裝置，對(duì)排氣進(jìn)行凈化處理。排風(fēng)系統(tǒng)中必須設(shè)置凈化裝置，對(duì)排氣進(jìn)行凈化處理。134.3 局部排風(fēng)罩設(shè)

9、計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論一、排風(fēng)罩罩口的氣流流動(dòng)規(guī)律1.1.吸氣口的流動(dòng)規(guī)律吸氣口的流動(dòng)規(guī)律（1 1）點(diǎn)匯吸氣口）點(diǎn)匯吸氣口 假設(shè)在邊界無限的空間中有一假設(shè)在邊界無限的空間中有一點(diǎn)吸氣口點(diǎn)吸氣口。則其吸風(fēng)量：。則其吸風(fēng)量： Q=4rQ=4r2 2v v 式中式中 QQ吸風(fēng)量；吸風(fēng)量； rr與點(diǎn)吸氣口的距離；與點(diǎn)吸氣口的距離； vv與點(diǎn)吸氣口的距離與點(diǎn)吸氣口的距離 為為r r的截面上氣流速度。的截面上氣流速度。144.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論任取兩截面任取兩截面，其與點(diǎn)吸氣口的距離分別為，其與點(diǎn)吸氣口的距離分別為r r1 1、r r2 2，兩截面上，兩截面上的空氣

10、流速分別為的空氣流速分別為v v1 1、v v2 2，則有：，則有： Q=4rQ=4r1 12 2v v1 1=4r=4r2 22 2v v2 2 表明：表明：吸風(fēng)量一定時(shí)，點(diǎn)吸氣口外某截面上的空氣流速與該吸風(fēng)量一定時(shí)，點(diǎn)吸氣口外某截面上的空氣流速與該截面到點(diǎn)吸氣口距離的平方成反比，即隨著距吸氣口距截面到點(diǎn)吸氣口距離的平方成反比，即隨著距吸氣口距離的增加，截面上的氣流速度將迅速衰減。離的增加，截面上的氣流速度將迅速衰減。r1r2212221rrVV154.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論點(diǎn)吸氣口的氣流速度分布點(diǎn)吸氣口的氣流速度分布規(guī)律表明規(guī)律表明：利用進(jìn)氣口附近的流動(dòng)空氣去捕捉

11、距進(jìn)氣利用進(jìn)氣口附近的流動(dòng)空氣去捕捉距進(jìn)氣口比較遠(yuǎn)的某點(diǎn)上的粉塵是非常困難的，口比較遠(yuǎn)的某點(diǎn)上的粉塵是非常困難的，如同利用人工吸氣的方式熄滅蠟燭一樣。如同利用人工吸氣的方式熄滅蠟燭一樣。 r1r2212221rrVV164.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論（2 2）安裝有擋邊的點(diǎn)匯吸氣口）安裝有擋邊的點(diǎn)匯吸氣口吸氣口的吸風(fēng)量為：吸氣口的吸風(fēng)量為： vrQ24212rr1表明：表明：安裝擋邊的點(diǎn)吸氣口可節(jié)省吸風(fēng)量。安裝擋邊的點(diǎn)吸氣口可節(jié)省吸風(fēng)量。同樣的距離上風(fēng)速是原來的同樣的距離上風(fēng)速是原來的2 2倍。倍。17（3）實(shí)際吸氣口的風(fēng)速分布規(guī)律184.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排

12、風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論2.排氣口流動(dòng)規(guī)律（1 1）射流）射流空氣空氣以一定的流速通過送風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)，沿氣流運(yùn)動(dòng)的以一定的流速通過送風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)，沿氣流運(yùn)動(dòng)的方向形成一股氣流，稱為通風(fēng)射流。室內(nèi)集中熱源附近，方向形成一股氣流，稱為通風(fēng)射流。室內(nèi)集中熱源附近，由于換熱作用產(chǎn)生空氣溫差從而形成一股氣流，稱為熱由于換熱作用產(chǎn)生空氣溫差從而形成一股氣流，稱為熱射流。在通風(fēng)排氣口附近，空氣被吸入形成匯流。射流。在通風(fēng)排氣口附近，空氣被吸入形成匯流。（2 2）射流的類型）射流的類型 邊壁的約束條件：邊壁的約束條件：自由射流。受限射流。自由射流。受限射流。 溫度變化：溫度變化：等溫射流。非等溫射流。等溫射流。非等溫

13、射流。19（3）射流的結(jié)構(gòu) 空氣從端口噴出后，由于紊流的橫向脈動(dòng)作用，射流與周圍空氣從端口噴出后，由于紊流的橫向脈動(dòng)作用，射流與周圍空氣發(fā)生動(dòng)量交換，帶動(dòng)周圍空氣一起運(yùn)動(dòng)而形成空氣發(fā)生動(dòng)量交換，帶動(dòng)周圍空氣一起運(yùn)動(dòng)而形成卷吸作用卷吸作用。由于由于這種卷吸作用，使得射流范圍不斷擴(kuò)大，射流外邊界形成這種卷吸作用，使得射流范圍不斷擴(kuò)大，射流外邊界形成放射狀向外擴(kuò)展。與此同時(shí)，射流體內(nèi)部流體之間也發(fā)生動(dòng)量放射狀向外擴(kuò)展。與此同時(shí)，射流體內(nèi)部流體之間也發(fā)生動(dòng)量交換，使射流軸心的速度不斷降低。交換，使射流軸心的速度不斷降低。 204.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論以軸向速度為零處視為射流

14、的邊界，將射流邊界向送風(fēng)口以軸向速度為零處視為射流的邊界，將射流邊界向送風(fēng)口方向延伸，會(huì)聚于點(diǎn)方向延伸，會(huì)聚于點(diǎn)M M，稱為，稱為射流極點(diǎn)射流極點(diǎn)。射流噴出后，在一。射流噴出后，在一段距離段距離x x0 0以內(nèi)，軸線上的各種特性以內(nèi)，軸線上的各種特性( (速度、溫度、濃度速度、溫度、濃度) )仍仍保持不變，這一段稱為保持不變，這一段稱為射流的起始段射流的起始段. .流經(jīng)這一段以后的射流經(jīng)這一段以后的射流稱為流稱為基本段基本段。 圖中：圖中：M-M-極點(diǎn)；極點(diǎn)；-射流擴(kuò)散角射流擴(kuò)散角214.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論（3 3）射流的基本參數(shù)）射流的基本參數(shù) P72P72，表

15、，表4-14-1。（4 4）等溫）等溫射流的特點(diǎn)射流的特點(diǎn) a.a.沿射流方向，射流速度逐漸下降；沿射流方向，射流速度逐漸下降； b. b.沿射流方向，斷面逐漸擴(kuò)大（沿射流方向，斷面逐漸擴(kuò)大（=15=152020）；）； c.c.與吸氣口相比，射流速度衰減慢，作用范圍遠(yuǎn)；與吸氣口相比，射流速度衰減慢，作用范圍遠(yuǎn)； d.d.射流各斷面動(dòng)量相等。射流各斷面動(dòng)量相等。224.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論3.吹吸氣流 3 3種基本的吹吸氣流形式，種基本的吹吸氣流形式，p73,t4-8.p73,t4-8.吹吹 吸吸 234.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論二、排風(fēng)罩排

16、風(fēng)量計(jì)算1.1.風(fēng)速控制法風(fēng)速控制法244.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論通過通過排風(fēng)罩罩口一定風(fēng)量的抽吸作用，使距罩口排風(fēng)罩罩口一定風(fēng)量的抽吸作用，使距罩口最遠(yuǎn)距離為最遠(yuǎn)距離為x x的點(diǎn)上，造成合適的空氣流動(dòng)速度的點(diǎn)上，造成合適的空氣流動(dòng)速度v vx x，從而將污染物吸入罩內(nèi)。，從而將污染物吸入罩內(nèi)。 P74，B4-2B4-4。254.3 局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論局部排風(fēng)罩設(shè)計(jì)計(jì)算理論2.風(fēng)量計(jì)算 qv=v0F式中：式中： v v0 0罩口風(fēng)速，罩口風(fēng)速，m/sm/s；v v0 0=f(x,A,v=f(x,A,vx x) ) F F罩口面積，罩口面積，m m2 2。264.4

17、 4.4 密閉罩密閉罩一、工作原理一、工作原理274.4 4.4 密閉罩密閉罩二、密閉罩的基本形式二、密閉罩的基本形式284.4 4.4 密閉罩密閉罩294.4 4.4 密閉罩密閉罩三、影響密閉罩性能的因素三、影響密閉罩性能的因素1.1.密閉罩上排風(fēng)口的位置密閉罩上排風(fēng)口的位置 （1 1）有利于污染物捕捉；）有利于污染物捕捉； （2 2）不吸走有用物料；）不吸走有用物料； （3 3）不發(fā)生氣流短路；）不發(fā)生氣流短路； （4 4）設(shè)置在罩內(nèi)壓力最高部位；）設(shè)置在罩內(nèi)壓力最高部位； （5 5）可設(shè)置多個(gè)排風(fēng)口；）可設(shè)置多個(gè)排風(fēng)口； （6 6）合適的）合適的罩口風(fēng)速罩口風(fēng)速。P76,P76,表表4-

18、5,4-6.4-5,4-6.304.4 4.4 密閉罩密閉罩2.2.密閉罩容積密閉罩容積 容積合適，不發(fā)生二次污染。容積合適，不發(fā)生二次污染。四、密閉罩的計(jì)算四、密閉罩的計(jì)算1.1.按空氣平衡原理計(jì)算排風(fēng)量按空氣平衡原理計(jì)算排風(fēng)量q qv v q qv v=q=qv1v1+q+qv2v2 m m3 3/s/s 式中式中q qv1v1誘導(dǎo)空氣量，誘導(dǎo)空氣量，m m3 3s s；q qv2v2從孔口或不嚴(yán)密縫隙吸入的空氣量，從孔口或不嚴(yán)密縫隙吸入的空氣量，m m3 3s s。314.4 4.4 密閉罩密閉罩2.2.按截面風(fēng)速計(jì)算排風(fēng)量按截面風(fēng)速計(jì)算排風(fēng)量q qv v q qv v=3600AV =

19、3600AV m m3 3/h/h 式中式中 AA密閉罩截面積，密閉罩截面積，m m2 2； VV密閉罩截面上的平均風(fēng)速，密閉罩截面上的平均風(fēng)速，m ms s。 V =0.25V =0.250.5 m0.5 ms s324.4 4.4 密閉罩密閉罩3.3.按換氣次數(shù)計(jì)算的排風(fēng)量按換氣次數(shù)計(jì)算的排風(fēng)量q qv v q qv v=60nV =60nV m m3 3/h/h 式中式中 nn換氣次數(shù)，次換氣次數(shù)，次/min/min；當(dāng)；當(dāng)V=20 mV=20 m3 3， n=7n=7。 VV密閉罩容積，密閉罩容積，m m3 3。334.5 4.5 柜式排風(fēng)罩柜式排風(fēng)罩通風(fēng)柜?？稍诠駜?nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作。344.5 4.5 柜式排風(fēng)罩柜式排風(fēng)罩一、通風(fēng)柜的形式1.下部排風(fēng)通風(fēng)柜柜內(nèi)無余熱。柜內(nèi)無余熱。有害氣體密度有害氣體密度 s s a a。(p78,T4-15)3536374.5 4.5 柜式排風(fēng)罩柜式排風(fēng)罩