局部排风罩___陆愈实

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1、第四章局部排风罩第四章 局部排风罩z局部排风罩的作用是捕集有害物, 控制污 染气流的运动, 防止有害物向室内空气扩 散. 排风罩控制有害物的效果主要取决于 排风罩的结构参数, 排风罩吸口的风流运 动规律(包括风流结构和风速分布)和排风 量这三个因素. 因此, 学习本章内容过程 中, 要抓住每一种排风罩的这三个因素的 分析计算方法和这三个因素之间的相互关 系.第四章 局部排风罩z局部排风排风罩类型, 结构原理和特点 z排气量计算 接受罩, 空气幕及吹吸式罩 z排风罩结构参数计算z密闭罩, 柜式罩, 外部罩第四章 局部排风罩z 学 习 基 本 要 求 z1. 掌握局部排风罩的类型, 结构原理, 特

2、 点, 以及各排风罩的用途; z2. 掌握各种排风罩的结构参数及排风量的 计算方法; z3. 掌握排风罩吸气口风流的运动规律(风 流结构和风速分布及其分析方法).第四章 局部排风罩4.1 概述 4.2 密闭罩4.3 柜式排风罩 4.4 外部吸气罩4.5 热源上部接受罩4.6 槽边排风罩4.7 吹吸式排风罩4.8 空气幕第四章 局部排风罩z排风罩的类型及其特点： z1. 密闭罩: z污染源全部密闭在罩内, 其特点是排风量 小, 控制有害物的效果好, 不受环境气流 影响, 但影响操作, 主要用于有害物危害 较大, 控制要求高的场合.4.1 概述 第四章 局部排风罩z排风罩的类型及其特点：z 2.

3、柜式排风罩: z有一面敞开的工作面, 其它面均密闭. 敞开面上保持一定的吸风速度, 以保证柜内有害物不逸出. 主要用于化学实验室操作台等污染的通风.4.1 概述 第四章 局部排风罩z排风罩的类型及其特点：z3. 外部吸气罩:z 罩位于有害源附近, 依靠罩口的抽吸作用 将有害物吸入罩内. 对于生产操作影响小, 安装维护方便, 但排风量大, 控制有害物 效果相对较差.主要用于因工艺或操作条件 的限制, 不能将污染源密闭的场合.4.1 概述 第四章 局部排风罩z排风罩的类型及其特点：z4. 接受式排风罩:z 排风罩口直接对着具有一定速度的有害物混合气流的运动方向. 由于有害物混合气流的定向运动, 罩

4、口排风量只要能将有害物排走即可控制有害物的扩散, 主要用于热工艺过程, 砂轮磨削等, 有害物具有定向运动的污染源的通风.4.1 概述 第四章 局部排风罩z排风罩的类型及其特点： z 5. 吹吸式排风罩: z 由吹出射流和外部吸气罩组合成. 相同条 件下, 排风量比外部排风罩的少, 抗外界干 扰气流能力强, 控制效果好, 不影响工艺操 作, 但增加了射流系统. 主要用于因生产条 件限制, 外部吸气罩离有害物源较远, 仅靠 吸风控制有害物较困难的场合.4.1 概述 第四章 局部排风罩z 密闭罩的形式： z局部密闭罩, 整体密闭罩和大容积密闭罩 三种基本形式. z还可分为：固定式和移动式 z罩的结构

5、形式及结构参数应根据生产设备 的工作特点, 操作方法, 产尘部位及溅射 方向和扩散范围等因素来确定. 经验性较 强.4.2 密闭罩局部密闭罩观看新增FLASH动画4.2 密闭罩密闭罩观看新增FLASH动画4.2 密闭罩整体密闭罩观看新增FLASH动画4.2 密闭罩大容积密闭罩观看新增FLASH动画第四章 局部排风罩z 排风口位置的确定： z 排风口应设在罩内压力最高的部位, 不应 在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内. z防止罩内出现正压 z形成正压的主要因素有： z机械设备运动 z物料运动 z罩内外温度差 4.2 密闭罩物料影响观看新增FLASH动画密闭罩内物料观看新增FLASH动画密闭罩内物料

6、物料温度 大于50 150度观看新增FLASH动画第四章 局部排风罩z 排风速的确定： z与罩内气流速度, 有害物飞溅状况, 粉尘 颗粒大小, 以及罩内压力分布等因素有关z 对于极细的粉尘应控制在0.40.6 m/s 间, 对于较粗物料粉尘应不大于23m/s .4.2 密闭罩第四章 局部排风罩z 排风量的计算： z密闭罩排风量L=由物料或工艺设备带入罩 内的空气量L1+由孔口或不严密缝隙吸入的 空气量L2 z L = L1 +L2 （ m3/s） z z L2 = 0.839FP （m3/s）4.2 密闭罩第四章 局部排风罩z其基本形式有：上吸气式(用于热过程)观看新增FLASH 动画4.3

7、柜式排风罩 第四章 局部排风罩z其基本形式有：下吸气式(用于冷过程且有 害物的密度较大) 4.3 柜式排风罩 第四章 局部排风罩z 其基本形式有：上下吸气式(用于发热量不稳定的过程)观看新增FLASH动画4.3 柜式排风罩 第四章 局部排风罩z其基本形式有：送吸混合式(用于采暖或空 调房间)4.3 柜式排风罩 z 排风量计算: z 排风量应满足孔口吸入风速达到控制风速 的要求. 排风量L按下式计算: z L = L1+ F m3/s z其中L1为柜内气体发生量(m3/s); 为孔 口控制风速(m/s); F为孔口及缝隙总面积 (m2); 为安全系统, =1.051.1.4.3 柜式排风罩 第四

8、章 局部排风罩z外部吸气罩由于靠抽气 作用控制, 因此, 罩口 的速度分布如何将直接 影响控制效果. 显然, 罩口的速度大小和分布 与罩的结构和排风量有 关, 对于特定结构的排 风罩, 吸口速度取决于 排风量。4.4 外部吸气罩第四章 局部排风罩4.4 外部吸气罩第四章 局部排风罩观看新增FLASH动画4.4 外部吸气罩4.4 外部吸气罩控制风速法z控制风速法原理：就是使排风量在边缘控制点 上形成能使有害物吸入罩内的控制风速的方法 。 z这里的控制点就是有害物最难被吸入罩内的点 。 z控制风速是指使有害物吸入罩内的最小风速。 z显然, 要确定排风量, 必须知道罩口的速度分 布。 z速度分布的确

9、定, 一般均通过实验求得。4.4 外部吸气罩控制风速法-前面无障碍物排风罩z风速分布规律：4.4 外部吸气罩控制风速法-前面无障碍物排风罩z风速分布规律：4.4 外部吸气罩控制风速法-前面无障碍物排风罩z风速分布规律：4.4 外部吸气罩控制风速法-前面无障碍物排风罩z风量计算：4.4 外部吸气罩控制风速法-前面无障碍物排风罩z条缝形排风口：a b4.4 外部吸气罩控制风速法-前面有障碍物排风罩z风速：观看新增FLASH动画4.4 外部吸气罩控制风速法-前面有障碍物排风罩z风量计算：4.4 外部吸气罩控制风速法-改善排风罩控制效果措施z加活动挡板法：观看新增FLASH动画4.4 外部吸气罩控制风

10、速法-前面有障碍物排风罩z化整法，内挡板法，条缝口法，均风板法4.4 外部吸气罩流量比法z周围空气吸入量L2与污染气体发生量L1的比 值称为流量比, 用K表示, 即K=L2/L1. z排风罩的排风量L为: L=L1+L2=L1(1+L2/L1)=L1(1+K). z 对于确定的L1, 不断加大排风量L时, 周围 空气吸入量L2增大, K值也随之增大. 当K值 增大到一定值时, 所有污染气体全部被排风 罩排走. 污染气体刚好全部被罩排走(即不发 生污染逸出)时的流量比K称为极限流量比, 用KL表示, 即KL= (L2/L1)limit.4.4 外部吸气罩流量比法z极限流量比KL的确定： z气流合

11、成分析法 z利用流线迭加原理，通过计算流体力学来确 定，目前还只是作定性分析 z 实验无因次分析法 z根据实验结果，通过无因次分析确定4.4 外部吸气罩流量比法z实验无因次分析法： z（1）列出所有可能 影响因素： zD3、F3、H、U、E、 zt、 zt-源气与空气温差 z-法兰边与水平夹角4.4 外部吸气罩流量比法z实验无因次分析法： z（2）转换成无因次参数： z确定特征参数（E），其它均以特征量为基 准，化为无因次参数 zD3/E、F3/E、H/E、U/E、t、 。则函数 zKL=f（ D3/E，F3/E，H/E，U/E，t， ） z（3）通过实验确定主要影响参数：4.4 外部吸气罩流

12、量比法zKL：影响小，可忽略不计 zD3/EKL zD3/E0.2时，影响小，可忽略不计KLD3/EKL0.24.4 外部吸气罩流量比法zU/EKL： U/E0时，影响小，可忽略不计 zF3/EKL zF3/E=1.52时，影响小，可忽略不U/EKLF3/EKL1.54.4 外部吸气罩流量比法zH/EKL：近似直线，要求 H/E1.5Ap的称为高悬类. (Ap为热设备水 平面积). 根据实验, H1.5Ap高度内, 混入热射流内的空气量较少, 可忽略不计; 而H1.5Ap以上的高度,混入热射流内的空 气较多, 应考虑混入空气的影响. 因此, 低 悬罩和高悬罩的结构参数, 气流运动及排风 量的分

13、析计算方法有所区别.第四章 局部排风罩4.5 热源上部接受罩z低悬罩排风量： z对于低悬罩, 首先分析计算热射流流量, 然 后按“热射流流量+罩口扩大面吸入空气量 ”的方法计算排风量. z排风量：L=L0+L1 zL1=V1*F1 zV1=0.50.75m/s z如何确定L0？L0 L1L14.5 热源上部接受罩z热射流的流 量的确定： z（1） L0=？ z（2）Lz=？4.5 热源上部接受罩z热射流的流量的确定：(1) L0=？（2）Lz= ？4.5 热源上部接受罩z热射流的流量的确定：（2）Lz=？4.5 热源上部接受罩z对于高悬罩, 首先分析不同上升高度热射流的流量, 流速和断面直径,

14、 然后按“罩口断面的热射流流量+罩口扩大面吸入空气量”的方法计算排风量:zL=Lz+V1*F1 4.5 热源上部接受罩z罩的结构参数确定原则:z低悬罩: 罩的结构参数按“ 源尺寸加大0.5H“ 的原则计算.zD1=B+0.5H A1=a+0.5H B1=b+0.5Hz高悬罩: 罩的结构参数按“ 罩口断面处的热 射流尺寸加大0.8H” 的原则计算.zD=Dz+0.8H4.5 热源上部接受罩z槽边排风罩形式: z是外部吸气罩的一种特殊形式. z1.按布置方式分为: z单侧式(B700mm) z周边式:多用于圆槽或近似方形槽 z2按罩口形式: z罩口有平口式和条缝式两种形式. 第四章 局部排风罩4.

15、6 槽边排风罩第四章 局部排风罩z条缝口形式: z等高条缝:用于f/F1=0.3 z楔形条缝口:可均匀排风 z分段条缝口:每段内等高z条缝口风速要求:710m/s4.6 槽边排风罩E=250 mm高；E=200 mm低观看新增FLASH动画4.6 槽边排风罩4.6 槽边排风罩4.6 槽边排风罩z风量计算:z计算原则: zL=截修正系数*控制风速*槽面积*维修正系数 z截修正系数:高2；低3 z维修正系数:单侧(B/A)0.2；双侧(B/2A) 0.2 z槽面积:矩形A*B；圆形D 2 /4 z控制风速:Vx4.6 槽边排风罩第四章 局部排风罩z 由吹风口和吸气口组合而成. 它通过吹 出射流和吸入气流联合作用来提高所需的 “ 控制风速“ , 从而达到排除污染气体的 目的. z 吹吸气流是一种性质比较复杂的气流, 怎样进行合理的设计和计算, 至今还是国 内外进一步研究的课题. 目前较常采用的 主要有速度控制法和流量比法.4.7 吹吸式排风罩z 原理4.7 吹吸式排风罩z 应用4.7 吹吸式排风罩z 应用4.7 吹吸式排风罩z 应用观看新增FLASH动画4.7 吹吸式排风罩z 应用铸造车 间观看新增