1、第三章,局部排风罩,第三章局部排风罩,局部排风概述,特点： 结构简单 结合生产工艺 设计完善的局部排风罩,以较小的排风量达到最佳效果 使用：污染源固定的地方，一定要采用局部排风措施 采暖通风与空气调节设计规范: 放散热、蒸汽或有害物质的建筑物，宜采用局部排风。当局部排风达不到卫生要求时，应辅以全面通风 清除污染,局部排风优先采用,局部排风系统,排风量确定： 宜按其全部吸风点同时工作计算 非同时工作吸风点的排风量较大时，系统的排风量可按同时工作的吸风点的排风量与各非同时工作吸风点排风量的15%20%之和确定，且应在各间歇工作的吸风点上装设电动阀门，并与工艺设备连锁。 系统的划分 同一生产流程、同
2、时工作的扬尘点相距不大时，宜合设一个系统； 同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，可合设一个系统； 温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管内结露时，应分设系统；,局部排风罩概述,功能： 捕集有害物 控制其扩散 要求： 保证效果：室内空气质量 经济性：小风量 设计原则： 靠近有害气体源，减少吸气范围 吸气流与污染气流一致 污染气流不通过呼吸区 避免室内气流影响 密闭是关键！,基本形式,基本形式 密闭罩 柜式排风罩 外部吸气罩 接受式排风罩 吹吸式排风罩,局部排风罩设计,不同形式的排风罩适用于不同的场合，主要取决于 工艺设备种类及布置 有害物性质及数量
3、工人的操作方式 便于安装、维护与管理等因素 局部排风罩设计：形式，几何形状，风量，位置等。,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.,本章学习重点,第三章 局部排风罩,学 习 基 本 要 求 1. 掌握局部排风罩的类型, 结构原理, 特点, 以及各排风罩的用途; 2. 掌握各种排风罩的结构参数及排风量的计算方法; 3. 掌握排风罩
4、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).,第三章 局部排风罩,3.1 概述,3.2 密闭罩,3.3 柜式排风罩,3.4 外部吸气罩,3.5 热源上部接受罩,3.6 槽边排风罩,3.7 吹吸式排风罩,3.8 空气幕,第三章 局部排风罩,排风罩的类型及其特点： 1. 密闭罩: 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.,3.1 概述,第三章 局部排风罩,排风罩的类型及其特点：2. 柜式排风罩: 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
5、出. 主要用于化学实验室操作台等污染的通风.,3.1 概述,第三章 局部排风罩,排风罩的类型及其特点： 3. 外部吸气罩: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.,3.1 概述,第三章 局部排风罩,排风罩的类型及其特点： 4. 接受式排风罩: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
6、通风.,3.1 概述,第三章 局部排风罩,排风罩的类型及其特点：5. 吹吸式排风罩: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.,3.1 概述,第三章 局部排风罩,密闭罩的形式： 局部密闭罩, 整体密闭罩和大容积密闭罩三种基本形式. 还可分为：固定式和移动式 罩的结构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.,3.2 密闭罩,1密闭罩的工作
7、原理,第三章 局部排风罩,3.2 密闭罩,有害物的放散源全部罩住 只留操作口 从罩外吸入空气 罩内污染空气由上部排风口排出 控制效果最佳 排风量最小 能防止横向气流的干扰 优先采用,2密闭罩的形式 用于产尘设备的密闭罩称为防尘密闭罩。防尘密闭罩随工艺设备及其配置的不同，形式是多样的。按照它和工艺设备的配置关系，密闭罩可分为局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩三种基本形式。,第三章 局部排风罩,3.2 密闭罩,3.2 密闭罩,见动画所示。局部产尘点进行密闭，产尘设备及传动装置留在罩外，便于观察和检修。罩的容积小，排风量少，经济性好。适用于含尘气流速度低，连续扬尘和瞬时增压不大的扬尘点。,局部密闭
8、罩,整体密闭罩,见动画所示，产尘设备大部或全部密闭，只有传动部分留在罩外。适用于有振动或含尘气流速度高的设备。,3.2 密闭罩,大容积密闭罩,见动画所示，振动筛的密闭小室，振动筛，提升机等设备全部密闭在小室内。工人可直接进入小室检修和更换筛网。密闭小室容积大，适用于多点产尘；阵发性产尘，含尘气流速度高和设备检修频繁的场合。它的缺点是，占地面积大，材料消耗多。,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,排风口位置的确定：排风口应设在罩内压力最高的部位,防止罩内出现正压.不应在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内,以避免把过多的物料或粉尘吸入通风系统,增加除尘器负担.形成正压的主要因素有： 机械设备运动 物料
9、运动 罩内外温度差,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,排风速的确定： 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 .,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,排风量的计算： 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L2L = L1 +L2 （ m3/s）,3.2 密闭罩,第三章 局部排风罩,工作原理:,3.3 柜式排风罩,第三章
10、 局部排风罩,其基本形式有：吸气式和吹吸式,3.3 柜式排风罩,排风量计算: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:L = L1+ F m3/s 其中L1为柜内气体发生量(m3/s); 为工作孔口控制风速(m/s); F为孔口及缝隙总面积(m2); 为安全系统, =1.051.1.,3.3 柜式排风罩,第三章 局部排风罩,其基本形式有：下吸气式(用于冷过程且有害物的密度较大),3.3 柜式排风罩,第三章 局部排风罩,其基本形式有：上吸气式(产热量较大的工艺过程),3.3 柜式排风罩,第三章 局部排风罩,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FLA
11、SH动画,3.3 柜式排风罩,第三章 局部排风罩,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。,3.4 外部吸气罩,第三章 局部排风罩,3.4 外部吸气罩,第三章 局部排风罩,3.4 外部吸气罩,3.4 外部吸气罩,控制风速法,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。 这里的控制点就是有害物最难被吸入罩内的点。 控制风速是指使有害物吸入罩内的最小风速。 显然, 要确定排风量, 必须知道罩口的速度分布。 速度分布的确定,
12、 一般均通过实验求得。,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面无障碍物排风罩,风速分布规律：,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面无障碍物排风罩,风速分布规律：,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面无障碍物排风罩,风速分布规律：,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面无障碍物排风罩,风量计算：,3.4 外部吸气罩,矩形吸气口的速度分布图,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面无障碍物排风罩,条缝形排风口：,a,b,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面有障碍物排风罩,风速：,3.4 外部吸气罩,控制风速法-前面有障碍物排风罩,风量计算：,3.4 外部吸气罩,控制风速法-改善排风罩控制效果措施,加活动挡
13、板法：,3.4 外部吸气罩,优化排风罩的结构参数,罩口上的速度分布对排风罩性能有较大影响。扩张角直接影响罩口速度分布和阻力，综合结构、速度分布、阻力三方面的因素，角应尽可能小于或等于60。,控制风速法-前面有障碍物排风罩,大罩口的辅助措施当罩口平面尺寸较大时，可采取以下措施改善吸入特性,3.4 外部吸气罩,第三章 局部排风罩,3.5 热源上部接受罩,根据热源上伞形罩的安装高度H, 分为低悬罩和高悬罩两类. H1.5Ap的称为低悬罩, H1.5Ap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
14、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析计算方法有所区别.,第三章 局部排风罩,3.5 热源上部接受罩,低悬罩排风量： 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. 排风量：L=L0+L1 L1=V1*F1 V1=0.50.75m/s 如何确定L0？,L0,L1,L1,3.5 热源上部接受罩,热射流的流量的确定： （1） Lz=？ （2） L0=？,3.5 热源上部接受罩,热射流的流量的确定：（1）Lz=？,3.5 热源上部接受罩,热射流的流量的确定：(2) L0=？,3.5
15、 热源上部接受罩,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, 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: L=Lz+V1*F1,3.5 热源上部接受罩,罩的结构参数确定原则: 低悬罩: 罩的结构参数按“ 源尺寸加大0.5H“ 的原则计算. D1=B+0.5H A1=a+0.5H B1=b+0.5H 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. D=Dz+0.8H,3.5 热源上部接受罩,高悬罩排风量大，易受横向气流影响，工作不稳定，设计时应尽可能降低其安装高度。在工艺条件允许时，可在接受罩上设活动卷帘。罩上的
16、柔性卷帘设在钢管上，通过传动机构转动钢管，带动卷帘上下移动，升降高度视工艺条件而定。,槽边排风罩形式: 是外部吸气罩的一种特殊形式.根据罩的布置和罩口形式不同，槽边排风罩可划分为不同类型。 1.按布置方式分为: 单侧式(B700mm) 周边式:多用于圆槽或近似方形槽,第三章 局部排风罩,3.6 槽边排风罩,2按罩口形式: 罩口有平口式和条缝式两种形式(1)平口式槽边排风罩因吸气口上下设法兰边，吸气范围大。但是当槽靠墙布置时，如同设置了法兰边一样，吸气范围由1.5 减小为 0.5 ，减小了吸气范围，排风量会相应减小。,（2）条缝式槽边排风罩 条缝式槽边排风罩的结构与工作原理见动画所示。 条缝式槽
17、边排风罩的特点是截面高度E较大，E=250mm的称为高截面，E=200mm的称为低截面。增大截面高度如同设置了法兰边一样，可以减小吸气范围。因此，它的排风量比平口式的小。它的缺点是占用空间大，对手工操作有一定影响。目前条缝式槽边排风罩广泛应用于电镀车间的自动生产线上。,为了使沿条缝口长度方向的风速分布均匀，条缝口的形式可设计成等高条缝、楔形条缝和多风口式。 （1）等高条缝 条缝式槽边排风罩上的条缝口高度沿长度方向不变的，称为等高条缝，其结构与工作原理见动画所示.等高条缝口的高度h按下式确定：h=L/3600v0l m（4-6-1） 式中 L排风罩排风量，m3/h； l条缝口长度，m； v0条缝
18、口上的吸入速度，m/s。 v0通常取710m/s，排风量大时还可适当提高。一般取h50mm。,条缝口上的速度分布是否均匀，对槽边排风罩的控制效果有重大影响，高条缝罩沿条缝口长度方向的风速分布均匀较差，设计进可采取：减小条缝口面积（f）和罩横断面积（F1）之比的措施，即通过增大条缝口阻力，促使速度分布均匀。f/F1愈小，速度分布愈均匀。f/F10.3时可近似信为是均匀的。,（2）楔形条缝 楔形条缝罩的结构与工作原理见动画所示。 采用楔形条缝口时，楔形条缝的高度可近似按表3-6-1确定。表中的h0为条缝口的平均高度。,（3）多风口式 多风口式罩的结构与工作原理见动画所示。一般，槽长大于1500mm
19、时可沿槽长度方向分设两个或三个排风罩，以保证沿槽长度方向的抽吸风速分布均匀。,风量计算:计算原则: L=截修正系数*控制风速*槽面积*维修正系数 截修正系数:高2；低3 维修正系数:单侧(B/A)0.2；双侧(B/2A) 0.2 槽面积:矩形A*B；圆形D 2 /4 控制风速:Vx,3.6 槽边排风罩,第三章 局部排风罩,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. 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.,3.7 吹吸
20、式排风罩,原理,3.7 吹吸式排风罩,应用,3.7 吹吸式排风罩,应用,3.7 吹吸式排风罩,应用,3.7 吹吸式排风罩,应用,铸造车间,3.7 吹吸式排风罩,控制风速法计算:其本质是, 只要吸风口前射流末端的平均速度保持一定数值(一般要求不小于0.751m/s), 就能保证对有害物的有效控制. 除了要求一定的控制风速外, 为了防止吹出气流溢出风口外, 要求吸风口的排风量应为射流末瑞流量的1.11.25倍. 速度控制法的设计计算方法如下:,3.7 吹吸式排风罩,控制风速法计算:(1) 确定射流末端的平均速度V1: 按经验公式V1=C H(m/s)计算, 其中C为槽温系数; H为吹, 吸风口间距
21、(m). (2) 确定吹风口b0: 按经验公式b0=(0.011.25)H计算.,3.7 吹吸式排风罩,控制风速法计算: (3) 确定吹风口出口速度V0 : 按扁平贴附射流速度分布公式 (4) 计算吹风口风量L0 : 根据V0及吹风口面积计算.,3.7 吹吸式排风罩,控制风速法计算: (5) 确定射流末端流量L1:按射流流量关系式L1/L0=1.2aH/b0+0.41计算. (6) 确定吸风口排风量L1: 按L1=(1.11.25)L1计算.(7) 计算吸气口风速和吸气口高度. 吸气速度:V2=(23)Vx 吸气高度:b1=L2/l*V2,3.7 吹吸式排风罩,第三章 局部排风罩,在运输工具或人员进出频繁的生产车间或公共建筑，为减少或隔绝外界气流的侵入，可在大门上设置条缝形送风口，利用高速气流所形成的空气幕隔断室外空气。它不影响车辆或人的通行，可使采暖建筑减少冬季热负荷；对需要供冷的建筑可减少夏季冷负荷。空气幕不仅用于隔断室外空气，也可用于其它场合，例如在洁净房间防止尘埃进入，在冷库隔断库内外空气流动，在生产车间可利用气幕运行局部隔断，防治有害物的扩散。,3.8 空气幕,空气幕的应用 侧送式空气幕 下送式空气幕 上送式空气幕 旋风气幕空气幕计算,3.8 空气幕,
