第三章 局部排風罩

1、基本要求：基本要求： 熟悉局部排風罩的基本形式；掌握各種局部排風熟悉局部排風罩的基本形式；掌握各種局部排風罩的原理；掌握各種局部排風罩口的氣力運動規(guī)律和罩的原理；掌握各種局部排風罩口的氣力運動規(guī)律和風量計算方法；掌握控制風速法和流量比法的應(yīng)用。風量計算方法；掌握控制風速法和流量比法的應(yīng)用。重重 點：點： 局部排風罩的工作原理和風量計算方法，尤其要局部排風罩的工作原理和風量計算方法，尤其要熟練掌握熟練掌握、和和的的工作原理和設(shè)計計算方法。工作原理和設(shè)計計算方法。難難 點：點： 正確設(shè)計計算外部吸氣罩、熱源接受罩和吹吸式正確設(shè)計計算外部吸氣罩、熱源接受罩和吹吸式排風罩的排風量，控制風速法和流量比法

2、的應(yīng)用。排風罩的排風量，控制風速法和流量比法的應(yīng)用。本章重點、難點本章重點、難點本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容3.1、概述、概述3.2、密閉罩、密閉罩3.3、柜式排風罩、柜式排風罩3.4、外部吸氣罩、外部吸氣罩3.5、接受罩、接受罩3.6、槽邊排風罩、槽邊排風罩3.7、大門空氣幕、大門空氣幕3.8、 吹吸式排風罩吹吸式排風罩3.1 3.1 局部排風罩概述局部排風罩概述 適用適用：放散熱、蒸汽或有害物質(zhì)的建筑物，宜采用：放散熱、蒸汽或有害物質(zhì)的建筑物，宜采用局部排風。局部排風。污染源固定的地方，一定要采用局部排污染源固定的地方，一定要采用局部排風措施。風措施。 功能功能： 捕集有害物捕集有害物 控制其

3、擴散控制其擴散 特點特點： 結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合生產(chǎn)工藝 設(shè)計完善的局部排風罩設(shè)計完善的局部排風罩,以較小的排風量達到最佳效果以較小的排風量達到最佳效果 清除污染，局部排風清除污染，局部排風優(yōu)先優(yōu)先采用，當局部排風達不到采用，當局部排風達不到衛(wèi)生要求時，應(yīng)衛(wèi)生要求時，應(yīng)輔以輔以全面通風。全面通風。 1.密閉罩密閉罩2.柜式排風罩（通風柜）柜式排風罩（通風柜）3.外部吸氣罩外部吸氣罩4.接收式排風罩接收式排風罩5.吹吸式排風罩吹吸式排風罩設(shè)計注意事項：設(shè)計注意事項： 靠近污染源靠近污染源 氣流方向與污染源方向一致氣流方向與污染源方向一致 污染氣流不通過呼吸區(qū)污染氣流不通過呼吸區(qū)

4、力求結(jié)構(gòu)簡單、造價低，便于安裝拆卸力求結(jié)構(gòu)簡單、造價低，便于安裝拆卸 與工藝密切結(jié)合，協(xié)調(diào)一致與工藝密切結(jié)合，協(xié)調(diào)一致 避免干擾氣流，有效防止污染物擴散避免干擾氣流，有效防止污染物擴散局部排風罩設(shè)計的主要內(nèi)容：局部排風罩設(shè)計的主要內(nèi)容：形式、幾何形狀、形式、幾何形狀、風量、位置等。風量、位置等。3.2 3.2 密閉罩密閉罩1、概念：有害物源全部密閉，只留操作口；從罩、概念：有害物源全部密閉，只留操作口；從罩外吸入空氣；罩內(nèi)污染空氣由上部排風口排出。外吸入空氣；罩內(nèi)污染空氣由上部排風口排出。2、優(yōu)點：小風量達、優(yōu)點：小風量達到控制效果，外部氣到控制效果，外部氣流干擾小流干擾小 3、缺點：不能了解

5、、缺點：不能了解罩內(nèi)情況，影響檢修罩內(nèi)情況，影響檢修4、種類、種類局部密閉罩局部密閉罩整體密閉罩整體密閉罩大容積密閉罩大容積密閉罩密閉空間由小到大密閉空間由小到大局部密閉罩：局部密閉罩：局部產(chǎn)塵點進行密閉，產(chǎn)塵局部產(chǎn)塵點進行密閉，產(chǎn)塵設(shè)備及傳動裝置留在罩外，設(shè)備及傳動裝置留在罩外，便于觀察和檢修。罩的容積便于觀察和檢修。罩的容積小，排風量少，經(jīng)濟性好。小，排風量少，經(jīng)濟性好。適用于含塵氣流速度低，連適用于含塵氣流速度低，連續(xù)揚塵和瞬時增壓不大的揚續(xù)揚塵和瞬時增壓不大的揚塵點。塵點。4、種類、種類局部密閉罩局部密閉罩整體密閉罩整體密閉罩大容積密閉罩大容積密閉罩密閉空間由小到大密閉空間由小到大整體

6、密閉罩：整體密閉罩：產(chǎn)塵設(shè)備大部或全部密閉，產(chǎn)塵設(shè)備大部或全部密閉，只有傳動部分留在罩外。適只有傳動部分留在罩外。適用于有振動或含塵氣流速度用于有振動或含塵氣流速度高的設(shè)備。高的設(shè)備。 4、種類、種類局部密閉罩局部密閉罩整體密閉罩整體密閉罩大容積密閉罩大容積密閉罩密閉空間由小到大密閉空間由小到大大容積密閉罩大容積密閉罩（密閉小室）（密閉小室）振動篩的密閉小室，振動篩，振動篩的密閉小室，振動篩，提升機等設(shè)備全部密閉在小提升機等設(shè)備全部密閉在小室內(nèi)。工人可直接進入小室室內(nèi)。工人可直接進入小室檢修和更換篩網(wǎng)。密閉小室檢修和更換篩網(wǎng)。密閉小室容積大，適用于多點產(chǎn)塵；容積大，適用于多點產(chǎn)塵；陣發(fā)性產(chǎn)塵，

7、含塵氣流速度陣發(fā)性產(chǎn)塵，含塵氣流速度高和設(shè)備檢修頻繁的場合。高和設(shè)備檢修頻繁的場合。它的缺點是，占地面積大，它的缺點是，占地面積大，材料消耗多。材料消耗多。5、排風口位置設(shè)置、排風口位置設(shè)置 正壓正壓氣流沖擊氣流沖擊溫差溫差設(shè)備運轉(zhuǎn)設(shè)備運轉(zhuǎn)物料運動物料運動n排風口應(yīng)設(shè)在罩內(nèi)排風口應(yīng)設(shè)在罩內(nèi)壓力最高壓力最高的部位，防止罩內(nèi)出現(xiàn)正壓。的部位，防止罩內(nèi)出現(xiàn)正壓。n不應(yīng)在不應(yīng)在含塵氣流濃度高的部位或飛濺區(qū)內(nèi)含塵氣流濃度高的部位或飛濺區(qū)內(nèi)，以避免把過多，以避免把過多的物料或粉塵吸入通風系統(tǒng)，增加除塵器負擔。的物料或粉塵吸入通風系統(tǒng)，增加除塵器負擔。排風口位于罩頂部排風口位于罩頂部高濃度塵點：高濃度塵點：

8、 整個空間較為均衡整個空間較為均衡物料運動物料運動排風口位于罩頂部排風口位于罩頂部高濃度塵點：罩下部高濃度塵點：罩下部分析分析排風口位于下部排風口位于下部正壓點在下正壓點在下熱料熱料上、下同排上、下同排溫度不太高溫度不太高排風口考慮上部排風口考慮上部溫度大于溫度大于150輸送冷料輸送冷料輸送熱料輸送熱料 結(jié)論：結(jié)論：排風口位置設(shè)在罩內(nèi)壓力最高點排風口位置設(shè)在罩內(nèi)壓力最高點排風口位置設(shè)在罩內(nèi)產(chǎn)塵濃度最低點排風口位置設(shè)在罩內(nèi)產(chǎn)塵濃度最低點罩口風速不宜過高罩口風速不宜過高篩落的極細粉塵篩落的極細粉塵 v=0.40.6m/s粉碎和研磨的細粉粉碎和研磨的細粉 v2.0m/s粗顆粒物料粗顆粒物料 v700

9、mm，采用雙側(cè)。采用雙側(cè)。 根據(jù)國家標準設(shè)計，條縫式槽邊排風罩的斷面尺寸（根據(jù)國家標準設(shè)計，條縫式槽邊排風罩的斷面尺寸（E*F）共有三種：）共有三種： 250200mm、250250mm、200200mm。本題選用。本題選用EF=250250mm。 控制風速控制風速 Vx=0.3m/s 總排風量總排風量 每一側(cè)的排風量每一側(cè)的排風量 L=L/2=0.4/2=0.2 m3/s假設(shè)條縫口風速假設(shè)條縫口風速 V0=8m/s 采用等高條縫，條縫口面積采用等高條縫，條縫口面積f=Q/v0=0.2/8=0.025 m2條縫口高度條縫口高度 h0=f/A=0.025/1m=25mm； f/F1=0.025/

10、0.250.25=0.40.3 為保證條縫口上速度分布均勻，在每一側(cè)分設(shè)兩個罩子。為保證條縫口上速度分布均勻，在每一側(cè)分設(shè)兩個罩子。 因此，因此， f/F1=f/2/F1=0.025/2/(0.250.25)=0.2L0軸心速度軸心速度Vm與出口流速與出口流速V0的關(guān)系：的關(guān)系：平均流度平均流度V1與出口流速與出口流速V0的關(guān)系：的關(guān)系：末端流量末端流量Q與出口流量與出口流量Q0的關(guān)系：的關(guān)系：平均流度平均流度V1與軸心流速與軸心流速Vm的關(guān)系：的關(guān)系：1442v.vm 四、下（側(cè)）送式空氣幕風量計算四、下（側(cè)）送式空氣幕風量計算方程：方程：室外氣流室外氣流(假定為均勻氣流假定為均勻氣流) 流

11、函數(shù)流函數(shù) xwdxv01 出風口平面射流流函數(shù)出風口平面射流流函數(shù) )(cos(cos232002 xtgyaxthxabv 兩股勢流疊加的流函數(shù)：兩股勢流疊加的流函數(shù)： )(cos(cos23200021 xtgyaxthxabvdxvxw V0射流出口流速，射流出口流速，m/s； b0吹風口寬度，吹風口寬度，m；a出風口紊流系數(shù)；出風口紊流系數(shù)； 射流出口軸線與射流出口軸線與x軸夾角。軸夾角。 問題問題：計算下送式大門空氣幕的風量：計算下送式大門空氣幕的風量 邊界條件邊界條件（大門處）（大門處） ：X=0、y=0時，時， =0 X=H、y=0時，時，athHabvdxvHwH sinco

12、scos23000 則流入大門內(nèi)的空氣量為：則流入大門內(nèi)的空氣量為：athHabvdxvBBLHwH sincoscos23)(0000 令：令：atha sincoscos23 B為大門寬度，為大門寬度，m ； H為大門高度，為大門高度，m則：則：wwwLLHbvBLHbvBBHvL 00000 000vBbL 其中：其中： 代入上式有：代入上式有：wwLLbHLL 000/ 001bHLLLww 定義空氣幕效率為空氣幕所能阻擋的室外空氣量率。定義空氣幕效率為空氣幕所能阻擋的室外空氣量率。wwwLLL 則有：則有：001bHLLw 式中：式中：L0 空氣幕吹風量，空氣幕吹風量，m3/s；Lw

13、空氣幕不工作時室外空氣侵入量，空氣幕不工作時室外空氣侵入量，m3/s；Lw空氣幕工作時室外空氣侵入量，空氣幕工作時室外空氣侵入量，m3/s。例例3-7 已知大門尺寸為已知大門尺寸為33m，室外風速，室外風速vw=2m/s，室外空氣，室外空氣溫度溫度tw=-20，室內(nèi)空氣，室內(nèi)空氣tn=15,不考慮熱風壓作用。在大門不考慮熱風壓作用。在大門上采用側(cè)送式空氣幕，計算空氣幕的吹風量。要求空氣幕的上采用側(cè)送式空氣幕，計算空氣幕的吹風量。要求空氣幕的混合溫度為混合溫度為10 ，計算送風溫度，計算送風溫度t0及空氣幕所需的加熱量。及空氣幕所需的加熱量。 【思路【思路】由于射流具有卷吸特性，空氣幕吹風量和射

14、流末端風量由于射流具有卷吸特性，空氣幕吹風量和射流末端風量不等，其差值主要來源于平面射流兩側(cè)的卷吸量。不等，其差值主要來源于平面射流兩側(cè)的卷吸量。現(xiàn)已知末端溫度、室外溫度、室內(nèi)溫度，求送風溫度，則需知道現(xiàn)已知末端溫度、室外溫度、室內(nèi)溫度，求送風溫度，則需知道各部分風量，利用能量平衡原理則可求解。各部分風量，利用能量平衡原理則可求解。解：因不考慮熱風壓作用，只有室外風作用，空氣幕不工解：因不考慮熱風壓作用，只有室外風作用，空氣幕不工作時流入室內(nèi)的室外空氣量作時流入室內(nèi)的室外空氣量Lw=HBvx=332=18m3/s 設(shè)設(shè)=40，紊流系數(shù)，紊流系數(shù)a=0.2，查表，查表3-8得得 =0.45 設(shè)空

15、氣幕的效率設(shè)空氣幕的效率=100%，吹風口寬度，吹風口寬度b0=0.2m空氣幕吹風量：空氣幕吹風量： smbHLLw/56. 62 . 0345. 01181300 空氣幕的平面射流在射流末端的空氣量為空氣幕的平面射流在射流末端的空氣量為 ：smbaBLL/2041. 022 . 1321001 則卷入射流的則卷入射流的室外室外空氣量為空氣量為 ：smLLLw/72. 6)(21301 根據(jù)熱平衡方程有根據(jù)熱平衡方程有 ：mnnwwtLtLtLtL100 解得：解得：6350.t 空氣幕加熱器的加熱量空氣幕加熱器的加熱量skJttcLQn/16.162)(000 60300 Hb)5 . 01

16、5. 0(0 2102004 tgvHbLw設(shè)計參數(shù)的選?。涸O(shè)計參數(shù)的選?。核惋L口寬度送風口寬度射流的吹出角：射流的吹出角：單位門寬的送風量：單位門寬的送風量：送風量也可由下式確定：送風量也可由下式確定：BLL00 0 . 18 . 0200 wvvHBL空氣幕總送風量空氣幕總送風量b00V0HVw例題例題 有一大門，如圖所示，高度有一大門，如圖所示，高度H=2.5m，寬度，寬度B=4m，室外，室外風速風速Vw=2m/s，采用上送式，采用上送式空氣幕，確定有關(guān)參數(shù)空氣幕，確定有關(guān)參數(shù)b00V0HVw選送風口寬度選送風口寬度b0=0.15H=0.38m吹出口角度吹出口角度0=30smtgvHbL

17、w/38. 15 . 04238. 05 . 243212210200 單位門寬的送風量：單位門寬的送風量：smBLL/52. 5438. 1300 空氣幕總送風量空氣幕總送風量smBbLv/22. 486. 038. 0452. 5cos0000 送風口風速送風口風速8 . 058. 0422. 445 . 252. 5200 wvvHBL進行校驗進行校驗為安全考慮，重新計算，選為安全考慮，重新計算，選v0=5m/s，取，取8 . 0200 wvvHBLsmL/4 . 65445 . 28 . 030 送風口寬度送風口寬度smBvLb/37. 086. 0544 . 6cos0000 回風口

18、寬度回風口寬度HbE)3 . 02 . 0(0 9.8 9.8 吹吸式排風罩吹吸式排風罩 一、概念一、概念利用射流作為動利用射流作為動力，把有害物輸力，把有害物輸送到排風罩口由送到排風罩口由其排除，或者利其排除，或者利用射流阻擋、控用射流阻擋、控制有害物的擴散。制有害物的擴散。吹和吸的速度分布比較圖吹和吸的速度分布比較圖二、特點二、特點吹吸式通風依靠吹、吸氣流的聯(lián)合工作進行有害吹吸式通風依靠吹、吸氣流的聯(lián)合工作進行有害物的控制和輸送，它具有風量小、污染控制效果物的控制和輸送，它具有風量小、污染控制效果好、抗干擾能力強、不影響工藝操作等特點。近好、抗干擾能力強、不影響工藝操作等特點。近年來在國內(nèi)

19、外得到日益廣泛的應(yīng)用。年來在國內(nèi)外得到日益廣泛的應(yīng)用。三、吹吸式排風罩風量計算三、吹吸式排風罩風量計算 計算方法計算方法速度控制法速度控制法流量比法流量比法1 1、速度控制法、速度控制法 思想：思想：吹吸氣流對污染物的控制主要是受吹出氣流的速度與作用在吹吸吹吸氣流對污染物的控制主要是受吹出氣流的速度與作用在吹吸氣流上的污染氣流（或橫向氣流）的速度之比。氣流上的污染氣流（或橫向氣流）的速度之比。工業(yè)槽工業(yè)槽 設(shè)計參數(shù)要求：設(shè)計參數(shù)要求：1）吸風口前射流平均風速）吸風口前射流平均風速槽溫槽溫/射流平均風速射流平均風速v1/m/s7095H600.85H400.75H200.5H2）吸風口風量應(yīng)為射

20、流末端）吸風口風量應(yīng)為射流末端風量的風量的1.11.25倍；倍；3）吹風口高度為）吹風口高度為 b0=（0.010.15）H 吹風口高度應(yīng)大于吹風口高度應(yīng)大于57mm；出口流速不大于；出口流速不大于1012m/s。4）吸風口速度）吸風口速度1v 11)32(vv 前蘇聯(lián)巴杜林的計算方法前蘇聯(lián)巴杜林的計算方法 例例 某工業(yè)槽寬某工業(yè)槽寬H=2.0m、長、長l=2m，槽內(nèi)溶液溫度，槽內(nèi)溶液溫度t=40，采，采用吹吸式排風罩。計算吹、吸風量及吹、吸風口高度。用吹吸式排風罩。計算吹、吸風量及吹、吸風口高度。 1）吸風口前射流末端平均風速）吸風口前射流末端平均風速 smHv/5 . 175. 01 2）

21、吹風口高度）吹風口高度 mhb03. 0015. 00 3）計算吹風口出口流速）計算吹風口出口流速v0 認為射流末端的軸心風速認為射流末端的軸心風速 12vvm 根據(jù)平面射流計算式根據(jù)平面射流計算式41. 02 . 100 baHvvmsmbaHvvm/26. 92 . 141. 000 4）吹風口風量）吹風口風量 smvlbL/56. 03000 5）吹風口前射流量）吹風口前射流量41. 02 . 1001 baHLLsmbaHLL/49. 241. 02 . 13001 6）吸風口排風量）吸風口排風量smLL/74. 21 . 1311 7）吸風口氣流速度）吸風口氣流速度smvv/5 .

22、4311 8）吸風口高度）吸風口高度mlvLb304. 0110 2 2、流量比法、流量比法1）吸風口風量）吸風口風量)1()(02001KLLLLLLLsG 式中：式中：0LGLsLK吹風口吹風量吹風口吹風量污染氣體量，污染氣體量，m3/s從周圍吸入的氣體量，從周圍吸入的氣體量，m3/s流量比，流量比，002LLLLLKGs 思想：思想：0LGLsL1L在吹吸式排風系統(tǒng)中，當在吹吸式排風系統(tǒng)中，當L1逐漸減小時，被污染的吹出氣體逐漸減小時，被污染的吹出氣體會散逸到室內(nèi)，即將發(fā)生散逸是的會散逸到室內(nèi)，即將發(fā)生散逸是的L2/L0稱為稱為極限流量比極限流量比KL。2）極限流量比）極限流量比Wb0H

23、b1v0LGLSvG吹吸式通風示意圖吹吸式通風示意圖 000010bVvvbWbbbHfKGL、HlWVb1b0對實驗結(jié)果整理得到二維吹吸式排風罩對實驗結(jié)果整理得到二維吹吸式排風罩KL計算公式：計算公式： 18 . 551. 004. 013. 046. 025. 004 . 102 . 001 . 101 . 10bHvvbVbWbHKGLWb0Hb1v0LGLSvG吹吸式通風示意圖吹吸式通風示意圖105001 bb.5020 bW8010 bV3000 bH適用條件：適用條件：KL的影響因素分析的影響因素分析本質(zhì)問題：如何以較小的吸入風量保證較好的除污效果。本質(zhì)問題：如何以較小的吸入風量保

24、證較好的除污效果。 (1)吸風口法蘭邊高吸風口法蘭邊高W 實驗表明實驗表明： 時，時，KL隨隨 的減小而急劇增大的；的減小而急劇增大的； 時，時，KL趨于穩(wěn)定。趨于穩(wěn)定。50 bW0bW50 bW設(shè)計要求設(shè)計要求在在吹風口吹風口上不設(shè)法蘭邊，即要求：上不設(shè)法蘭邊，即要求：10 bV(2)吹風口高度吹風口高度b0 H一定時，一定時，KL是隨是隨b0的增大而減小的。的增大而減小的。L0一定，若一定，若b0大大 ，則，則v0小，卷吸量少，小，卷吸量少，Ls小，好！小，好！設(shè)計時，應(yīng)滿足：設(shè)計時，應(yīng)滿足：H/b0(2030)(3)吹風口速度吹風口速度 vG/v0 的影響較大，希望在的影響較大，希望在0

25、.32.0之間，之間， 設(shè)計時，應(yīng)保證設(shè)計時，應(yīng)保證0 vG/v0 3。設(shè)計流量比設(shè)計流量比LDmKK 安全系數(shù)安全系數(shù)1 . 10 llbm吸風口排風量吸風口排風量 smKLmKLLDL/113003 安全補償安全補償3）經(jīng)濟設(shè)計式）經(jīng)濟設(shè)計式保持（保持（L0+L1）最小的設(shè)計條件是：）最小的設(shè)計條件是：91. 01 . 10462702 . 3 WHWHbH5 . 11 . 182. 01000005 . 11 . 182. 00462702 . 311. 0462702 . 311. 0 WHWHbHvvlbvHlvLLWHWHLLGGGG，所以，所以又又【總結(jié)【總結(jié)】保持保持（L0+L

26、1）最小的設(shè)計條件是：最小的設(shè)計條件是：91. 01 . 10461302 . 3 WHWHbH5 . 11 . 182. 0100461302 . 311. 0 WHWHbHvvG511182004627023110.GWH.WH.LL 例例 題題 某污染源上部設(shè)置吹吸罩，已知吹吸風口的距離某污染源上部設(shè)置吹吸罩，已知吹吸風口的距離H=4m，吸風口法蘭寬，吸風口法蘭寬W=2m，吹吸風口的長度，吹吸風口的長度l均均為為10m，吹風口法蘭寬，吹風口法蘭寬V=b0，污染氣流上升速度，污染氣流上升速度vG=0.3m/s，試計算安全狀態(tài)下經(jīng)濟吹風口寬度，試計算安全狀態(tài)下經(jīng)濟吹風口寬度b0、吹風量吹風量L0以及吸風量以及吸風量L1。（1）計算吹風口寬度）計算吹風口寬度b0mmmmHbWHWHbH1601 .1583 .253 .2546442702 . 324462702 . 3091. 01 . 19