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1、单元4 局部通风,【知识点】 ：局部送、排风系统；密闭罩；局部排气装置；空气幕；局部淋浴。 【学习目标】 ：掌握局部送、排风系统的组 成；掌握防尘密闭罩的类型、适用范围、风量确定方法； 掌握常见的局部排气装置的种类，了解其工作原理；理解吸气口气流运动规律；掌握外部吸气罩的类型、布置原则及排风量计算；掌握大门空气幕设计计算方法；了解局部淋浴系统的基本原理及组成。,通风的范围限制在有害物形成比较集中的地方，或是工作人员经常活动的局部地区的通风方式，称为局部通风。局部通风系统分为局部送风和局部排风两大类，它们都是利用局部气流，使工作地点不受有害物污染，以改善工作地点空气条件的。,目 录,局部送、排风
2、系统,4.1,4.2,局部排气罩,4.3,密闭罩,空气幕,外部吸气罩,局部淋浴,4.4,4.5,4.6,4.1 局部送、排风系统,4.1.2局部排风系统组成,在局部工作地点安装的排除污浊气体的系统称局部排风。如图4.2所示，它是由以下几部分组成。 （1）局部排风罩 局部排风罩是用来捕捉有害物的。它的性能对局部排风系统的技术经济指标有直接影响。性能良好的局部排风罩，如密闭罩，只需要较小的风量就可以获得良好的工作效果。,4.1 局部送、排风系统,（2）风管 通风系统中输送气体的管道称为风管，它把系统中的各种设备和部件连成了一个整体。为了提高系统的经济性，应合理选定风管中的气体流速，管路应力求短、直
3、。风管通常用表面光滑的材料制作，如：薄钢板、玻璃钢管，有时也用混凝土、砖等材料。 （3）净化设备 为防止大气污染，当排出空气中有害物量超过排放标准时，必须用净化设备处理，达到排放标准后，排入大气。净化设备分除尘器和有害物净化装置两类。,4.1 局部送、排风系统,（4）风机 风机向机械排风系统提供空气流动的动力。为防止风机的磨损和腐蚀，通常把它放在净化设备的后面。,返回,4.1 局部送、排风系统,图4.1系统式局部送风系统图,返回,4.1 局部送、排风系统,图4.2 局部排风系统图 局部排风罩；风管；净化设备；风机,4.2 局部排气罩,在生产车间设备局部排风罩的目的是要通过排风罩将有害物质在生产
4、地点就地排除，来防止有害物质向室内扩散和传播。设计完善的局部排风罩能在不影响生产工艺和生产操作的前提下，即能够有效地防止有害物对人体的危害，使工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的规定，又能大大减少通风量。,4.2 局部排气罩,4.2.1局部排气罩的分类,局部排风罩得的形式很多，按其作用原理可分为以下几种基本类型： （1）密闭罩 如图4.3所示，它把有害物质源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，以观察罩内工作情况，并从罩外吸入空气，罩内污染空气由风机排出。 （2）柜式排风罩（通风柜） 如图4.4所示，它的结构形式与密闭罩相似，只是罩一侧可全部敞开或设操作孔。操作人员可以将手伸入罩内，或人直接进入罩
5、内工作。,4.2 局部排气罩,图4.3 密闭罩,4.2 局部排气罩,图4.4柜式排风罩,4.2 局部排气罩,（3）外部吸气罩 如图4.5所示，由于工艺条件限制，生产设备不能密闭时，可把排风罩设在有害物源附近，依靠风机在罩口造成的抽吸作用，在有害物散发地点造成一定的气流运动，把有害物吸入罩内，这类排风罩统称为外部吸气罩。 （4）接受式排风罩 有些生产过程中或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，带动有害物一起运动，如高温热源上部的对流气流、砂轮磨削时抛出的磨屑及大颗粒粉尘所诱导的气流等。对这种情况，应尽可能把排风罩设在污染气流前方，让它直接进入罩内。这类排风罩称为接受罩，见图4.6。,4.2 局部
6、排气罩,（5）吹吸式排风罩 由于生产条件的限制，有时外部吸气罩距有害物源较远，单纯依靠罩口的抽吸作用在有害物源附近造成一定的空气流动是困难的。在工程中,人们设想可以利用射流作为动力,把有害物输送到排风罩再由其排除,或者利用射流阻挡,控制有害物的扩散.这种把吹和吸结合起来的通风方法称为吹吸式通风。图4.7是吹吸式排风罩。,4.2 局部排气罩,图4.5 外部吸气罩,4.2 局部排气罩,图4.6 接受罩,4.2 局部排气罩,图4.7 吹吸式排风罩,4.2 局部排气罩,4.2.2局部排气罩的工作原理,（1）密闭罩 它把有害物质源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气经风机排入上
7、部排风口排出。它只需较小图的排 风量就能在罩内造成一定的负压，能有效控制有害物的扩散，并且排风罩气流不受周围气流的影响。它的缺点是工人不能直接进入罩内检修设备，有的看不到罩内的工作情况。,4.2 局部排气罩,（2）外部吸气罩 通过罩口的抽吸作用在距离吸气口最远的有害物散发点（即控制点）上造成适当的空气流动，从而把有害物吸入罩内。控制点的空气运动速度为控制风速（也称吸入速度）。罩口要控制扩散的有害物，需要造成必须的控制风速Vx，为此要研究罩口风量L、罩口至控制点的距离与控制风速之间的变化规律。 当污染气流的运动方向与罩口的吸气方向不一致时，需要较大的排风量。 （3）接受式排风罩 利用生产过程或设
8、备本身会产生或诱导一定的气流运动，而且这种气流运动的方向是固定的，只需把排风罩设在污染气流前方，让其直接进入罩内排出即可，接受罩只起接受作用，污染气流的运动是生产过程本身造成的，而不是由于罩口的抽吸作用造成的。接受罩的排风量取决于所接受的污染空气量的大小，它的断面尺寸不应小于罩口处污染气流的尺寸。,4.2 局部排气罩,（4）吹吸式排风罩 它利用射流能量密度高、速度衰减慢的特点，用吹出气流把有害物吹向设在另一侧的吸风口。由于吹吸式通风依靠吹、吸气流的联合工作进行有害物的控制和输送，它具有风量小、污染控制效果好、抗干扰能力强、不影响工艺操作等特点。在某些情况下，还可以利用吹出气流在有害物源周围形成
9、一道气幕，像密闭罩一样使有害物的扩散控制在较小的范围内，保证局部排风系统获得良好的效果。图4.8是精炼电炉上带有气幕的局部排风罩，它利用气幕抑制热烟气的上升，保证热烟气全部吸入罩内。,4.2 局部排气罩,图4.8 精炼电炉上带气幕的排风罩 1电炉；2 环形排风风管；3 环形送风口；4 形成气幕的定向气流；5 由室内吸入的空气；6 精炼时的排气气流,4.3 密闭罩,4.3.1 密闭罩,将发生区域或产尘的整个设备完全密闭起来，以隔断在生产过程中一次尘化气流和室内二次气流的联系，是控制有害物扩散的最有效办法。它的形式较多，可分为三类： （1）局部密闭罩 将有害物源部分密闭，工艺设备及传动装置设在罩外
10、。这种密闭罩罩内容积较小，所需气量较小。如图4.9所示。,4.3 密闭罩,图4.9 圆盘给料器密闭器,4.3 密闭罩,（2）整体密闭罩 将产生有害物的设备大部分或全部密闭起来，只把设备的传动部分设置在罩外，如图4.10所示。 （3）大容积密闭罩 将有害物源及传动机构全部密闭起来，形成一独立小室。如图4.11所示。,4.3 密闭罩,（4）密闭罩的排风量 在密闭罩内设备及物料的运动（如碾压、摩擦等）使空气温度升高，压力增加，于是罩内形成正压。因为密闭罩结构并不严密（有孔或缝隙），粉尘随着一次尘化过程，沿孔隙冒出。为此在罩内还必须排风，使罩内形成负压，这样可以有效地控制有害物质外溢。罩内所需负压值可
11、参见表4.1。为了避免把物料过多地顺排尘系统排出，密闭罩形式、罩内排风口的位置、排风速度等要选择得当、合理。防尘密闭罩的形式应根据生产设备的工作特点及含尘气流运动规律规定。排风点应设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压。排风口不能设在含尘气流浓度高的部位或溅区内。罩口风速不宜过高，通常采用下列数值： 筛落的极细粉尘 =0.40.6 m/s 粉碎或磨碎的细粉 2 m/s 粗颗粒物料 3 m/s,4.3 密闭罩,多数情况下防尘密闭罩的排风量由两部分组成，即运动物料进入罩内的诱导空气量（如物料输送）或工艺设备供给的空气量（如设有鼓风装置的混砂机）和为消除罩内正压由孔口或不严密缝隙处吸入的空气量。 =
12、 + （4.1） 式中 防尘密闭罩排风量，m3/s； 物料或工艺设备带入罩内的空气量，m3/s； 由孔口或不严密缝隙处吸入的空气量，m3/s。 式中 可按下列计算 = m3/s （4.2） 式中 敞开的孔口及缝隙总面积，m2； 孔口及缝隙的流量系数； 罩内最小负压值，Pa，见表4.1； 敞开孔口及缝隙处进入空气的密度，kg/m3。,4.3 密闭罩,各种设备密闭罩内所必须保持的最小负压值 表 4.1,4.3 密闭罩,4.3.2柜式排风罩,柜式排风罩俗称通风柜，与密闭罩相似。小零件喷漆柜，化学实验室通风柜是柜式排风罩的典型结构。通风柜一侧面完全敞开（工作窗口），柜的工作口对通风柜内的气流分布影响很
13、大，气流分布又直接影响柜式排风罩的工作效果。如工作口的气流速度分布是不均匀的，有害气体会从速度小的地点逸入室内，为此，对通风柜的工作情况加以分析。 通风柜的排风量按下计算 = + m3/s （4.3）,4.3 密闭罩,式中 柜内的有害气体发生量，m3/s； 工作孔上的控制风速，m/s； 操作口或缝隙的面积，m2； 安全系数，=1.11.2。 对化学实验室用的通风柜，工作孔上的控制风速可按表4.2确定。对某些特定的工艺过程，其控制风速可参照表4.3确定。,4.3 密闭罩,图4.10 圆筒筛密闭罩,4.3 密闭罩,图4.11 振动筛的密闭小室 振动筛；小室排风口；泄料口；排风口；密闭小室；提升机,
14、4.3 密闭罩,通风柜的控制风速 表 4.2,4.3 密闭罩,排风柜的控制风速 表4.3,4.3 密闭罩,4.3 密闭罩,4.3 密闭罩,4.3 密闭罩,4.3 密闭罩,4.4 外部吸气罩,4.4.1排气罩口气体流动规律,外部吸气罩是通过罩口的抽吸作用在距离吸气口最远的有害物散发点（即控制点）上造成适当的空气流动，从而把有害物吸入罩内。控制点的空气运动速度为控制风速（也称吸入速度）。罩口要控制扩散的有害物，需要造成必须的控制风速Vx，为此要研究罩口风量L、罩口至控制点的距离X与控制风速Vx之间的变化规律。,4.4 外部吸气罩,（1）点汇吸气口 根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口（图4.12
15、）的排风量为 =4 =4 （4.4） / = （4.5） 式中 ， 点1和点2的空气流速，m/s； ， 点1和点2至吸气口的距离，m。 吸气口在平壁上，吸气气流受到限制，吸气范围仅半个球面，它的排风量为 =2 =2 （4.6） 由公式（4.5）可以看出，吸气口处某一点的空气流速与该点至吸气口距离的平方成反比，而且它是随吸气口吸气范围的减小而增大的，因此设计时罩口应尽量靠近有害物源，并设法减小其吸气范围。,4.4 外部吸气罩,图4.12 点汇吸气口 （a）自由的吸气口；（b）受限的吸气口,4.4 外部吸气罩,（2）圆形或矩形吸气口 工程上应用的吸气口都有一定的几何形状、一定的尺寸，它们的吸气口外气流运动规律和点汇吸气口有所不同。目前还很难从理论上准确解释出各种吸气口的流速分布，一般借助实验测的各种吸气口的流速分布图，而后借助此图推出所需排风量的计算公式。图4.13和图4.14就是通过实验求得四周无法兰边和四周有法兰边的圆形吸气口的速度分布图。两图的实验结果可用式（4.7）和式（4.8）表示。 对于无边的圆形或矩形（宽长比不小于13）吸气口有 (4.7),4.4 外部吸气罩,图4.13 四周无边圆形吸气口的速度分布图,图4.14 四周有边圆形吸气口的速度分布图,4.4 外部吸气罩,对于有边的圆形或矩形（宽长比不小于13）吸气口有
