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常用局部排风罩设计要求局部排风罩在除尘排毒系统中起着非常重要的作用，其性能对局部排风系统的技术经济效果具有很大的影响。
如果设计合理，用较小的排风量即可获得最佳的控制效果，可将发生源产生的有害物吸入罩内，达到高效的捕集效率，确保工作场所有害物浓度符合国家职业接触值限的要求；反之，用很大的排风量也达不到预期的目的。
局部排风罩种类繁多，在生产实践中，其设计、安装及应用等方面均存在一些问题，突出表现在设计不规范及安装、应用不当，不能发挥局部排风罩应有的性能，从而导致控制效果不佳。
为此，我们重点对因局部排风罩设置不合理而导致工作环境中有害物浓度超标的局部排风罩机进行了现场调查及卫生学评价，旨在找出局部排风罩在设计、安装及应用等方面主要存在的问题，提出合理的改进办法，以指导实际工作中局部排风罩的正确应用。
一、存在的问题1．局部排风罩型式的选择不当调查结果显示，大部分应用者均能选择正确的排风罩型式，但也有个别排风罩型式选择错误。
如某推台锯在锯木时产生木尘，因木尘颗粒较大、比重较大，推台锯锯木时产生的木尘，沿锯木流线运动较短距离后便落至地面，通常原则，应采用下吸风罩控制推台锯产生的木尘，但设计中采用了上吸风罩，控制效果极差。
在采用相同排风量的情况下，改为下吸罩，检测结果表明，操作位木尘浓度比设置上吸风罩时降低了5．95倍。
由此可见，选择正确的局部排风罩型式，可以有效地提高其控制效果。
2．局部排风罩位置及罩口风速设计不合理局部排风罩位置及罩口风速对局部排风罩的控制效果影响极大。
调查中发现，局部排风罩罩口距有害物发生源距离较远，未对准有害物气流方向，局部排风罩罩口被遮挡，罩壳扩张角过小，排风罩罩口风速及控制点风速小于设计中应达到的风速等现象比较普遍。
下面，就上吸罩，侧吸罩两种情况进行分析，详见表1、表2所示。
表1中所述的上吸罩，在不影响操作的前提下，排风罩距有害物的距离可以分别拉近0．6m及0．3m；实测罩口平均风速均为0．3m／s，低于设计应满是罩口平均风速的70％，操作位有害物浓度分别超过国家规定的职业接触限值的1．6和2．0倍。
第四章局部排风基本要求：掌握各种局部排风罩的类型、结构原理、特点以及用途；掌握各种排风罩的结构参数及排风量的计算方法；掌握排风罩吸气口气流的运动规律。
4.1 概述一、局部通风1.局部通风：利用局部气流，使局部工作地点不受有害物的污染，造成良好的空气环境。
2.局部通风特点：所需要的风量小、效果好，是防止工业有害物污染室内空气和改善作业环境最有效的通风方法，设计时应优先考虑。
3.局部通风分类：局部排风和局部送风。
二、局部排风1.局部排风：在集中产生有害物的局部地点, 设置捕集装置, 将有害物排走, 以控制有害物向室内扩散。
2.组成：局部排风罩、风管、除尘或净化设备、风机、排气筒或烟囱。
三、局部送风1.概念：向局部工作地点送风, 使局部地带造成良好的空气环境。
2.分类（1）系统式：通风系统将室外空气送至工作地点。
（2）分散式：借助轴流风扇或喷雾风扇, 直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。
4.2 局部排风的设计原则一、局部排风系统划分的原则凡属于下列情况之一时，应单独设置排风系统：1.两种或两种以上的有害物质混合后可能引起燃烧或爆炸；2.混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；3.混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；4.散发剧毒物质的房间和设备；5.散发高温高湿性气体。
二、局部排风罩的形式及设计原则1.局部排风罩的形式按照工作原理不同，局部排风罩可分为密闭罩、柜式排风罩（通风柜）、外部吸气罩、槽边排风罩、接受式排风罩以及吹吸式排风罩。
2. 局部排风罩的设计原则（1）首先考虑密闭罩或通风柜；（2）尽可能靠近有害物源；（3）尽可能设置围挡，减小罩口吸气范围；（4）尽可能采用接受式排风罩；（5）尽可能避免二次气流的影响。
4.3 排风罩设计计算理论一、吸入口气流运动规律局部排风罩口气流运动有两种方式，分别为吸气口气流的吸入流动和吹气口气流的吹出流动。
对排风罩，多数的情况是吸气口吸入气流。
1.理想点汇当吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。
局部排风罩1、概述2、密闭罩3、柜式排风罩4、外部吸气罩5、热源上部接受式排风罩6、槽边排风7、吹吸式排罩返回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。
局部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和排风量等三个因素。
基本要求①掌握局部排风罩的类型、结构原理、特点和用途②掌握各种局部排风罩的结构参数和排风量的计算方法③掌握局部排风罩吸气口的气流运动规律④掌握控制风速法的应用第1节概述一、局部排风罩的分类二、局部排风罩的设计原则返回本章一、局部排风罩的分类按照工作原理的不同，局部排风罩可分为以下几种类型。
1、密闭罩把有害物源全部密闭在罩内，从罩外吸入空气，使罩内保持负压。
它只需要较小的排风量就能对有害物进行有效控制。
用于除尘系统的密闭罩也称防尘密闭罩。
密闭罩防尘密闭罩返回2、柜式排风罩(通风柜)柜式排风罩的结构与密闭罩相似，只是罩的一面全部敞开。
大型的室式通风柜，操作人员可直接进入柜内工作，适用于喷漆、粉状物料装袋等。
3、外部吸气罩由于工艺条件限制，生产设备不能密闭时，可采用外部吸气罩。
它是利用排风气流的作用，在有害物散发地点造成一定的吸入速度，使有害物吸入罩内。
这类排风罩统称外部吸气罩。
按照吸气气流运动方向的不同，分为上吸式、侧吸式和下吸式。
侧吸式外部吸气罩4、接受式排风罩有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，如高温热源上部的对流气流等。
对这类情况，只需把排风罩设在污染气流前方，有害物会随气流直接进入罩内，这类排风罩称为接受罩。
5、吹吸式排风罩吹吸式排风罩是利用射流能量密集、速度衰减慢，而吸气气流速度衰减快的特点。
把两者结合起来，使有害物得到有效控制的一种方法。
它具有风量小，控制效果好，抗干扰能力强，不影响工艺操作等特点。
二、局部排风罩的设计原则①在可能条件下，应当首先考虑密闭罩，将有害物局限于较小空间内，节省风量。
②尽可能靠近和包围有害物源，减小其吸气范围，便于捕集和控制。
2.4 接受罩某些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，而这种气流运动的方向是固定的，我们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，这类排风罩称为接受罩。
顾名思义，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。
图2-10是接受罩的示意图。
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。
2.4.1 热源上部的热射流接受罩接受的气流可分为两类：粒状物料高速运动时所诱导的空气流动(如砂轮机等)、热源上部的热射流两类。
前者影响因素较多，多由经验公式确定。
后者可分为生产设备本身散发的热烟气（如炼钢炉散发的高温烟气）、高温设备表面对流散热时形成的热射流。
通常生产设备本身散发的热烟气由实测确定，因而我们着重分析设备表面对流散热时形成的热射流。
热射流的形态如图2-11示。
热设备将热量通过对流散热传给相邻空气，周围空气受热上升，形成热射流。
我们可以把它看成是从一个假想点源以一定角度扩散上升的气流，根据其变化规律，可以按以下方法确定热射流在不同高度的流量、断面直径等。
在4.7~9.0/=B H 的范围内，在不同高度上热射流的流量2/33/104.0Z Q L z = m 3／s （2-3）式中 Q ——热源的对流散热量，kJ/sB H Z 26.1+= m （2-4）式中 H ——热源至计算断面的距离，m B ——热源水平投影的直径或长边尺寸，m 。
对热射流观察发现，在离热源表面()B 2~1处射流发生收缩(通常在B 5.1以下)，在收缩断面上流速最大，随后上升气流逐渐缓慢扩大。
近似认为热射流收缩断面至热源的距离p A H 5.10≤=1.33B （p A 为热源的水平投影面积），收缩断面上的流量按下式计算2/33/10167.0B Q L = m 3／s （2-5）热源的对流散热量t F Q ∆=α J/s （2-6）F ——热源的对流放热面积，m 2 t ∆——热源表面与周围空气的温度差，℃α——对流放热系数，α=A ·∆t 3/1，J/m 2·s ·℃式中 A ——系数，对于水平散热面A ＝1.7，垂直散热面A ＝1.13， 在某一高度上热射流的断面直径B H D z +=36.0 m （3-7） 2.4.2 罩口尺寸的确定理论上只要接受罩的排风量、断面尺寸等于罩口断面上热射流的流量、尺寸，污染气流就会被全部排除。
实际上由于横向气流的影响，放射流会发生偏转，可能溢向室内，且接受罩的安装高度越大，横向气流的影响越重，因此需适当加大罩口尺寸和排风量。
热源上部接受罩可根据安装高度的不同分成两大类：低悬罩(p A H 5.1≤)，高悬罩（p A H 5.1>）。
p A 为热源的水平投影面积，对于垂直面取热源顶部的射流断面积(热射流的起始角为50°)。
1．低悬罩(p A H 5.1≤时)：(I)对横向气流影响小的场合，排风罩口尺寸应比热源尺寸扩大150~200mm ； (2)若横向气流影响较大，按下式确定圆形 H B D 5.01+= m 矩形 H a A 5.01+= m H b B 5.01+= m 式中 1D ——罩口直径，m ； 1A 、1B ——罩口尺寸，m ； a 、b ——热源水平投影尺寸，m 2. 高悬罩（p A H 5.1>）高悬罩的罩口尺寸按式确定，均采用圆形，直接用D 表示。
H D D z 8.0+=2.4.3 热源上部接受罩的排风量1、低悬罩 （2-8）''0F v L L += m 3／s0L ——收缩断面上的热射流流量，m 3／s'F ——罩口的扩大面积，即罩口面积减去热射流的断面积，m 2； 'v ——扩大面积上空气的吸入速度，75.05.0'-=v m ／s 。
2、高悬罩''F v L L z += （2-9）式中 z L ——罩口断面上热射流流量，m 3／s','F v ——同式（2-8）例2-1 某金属熔化炉，炉内金属温度为600℃，周围空气温度为20℃，散热面为水平面，直径6.0=B m ，在热设备上方0.5m 处设接受罩，计算其排风量，确定罩口尺寸。
解 ()8.06.045.15.12/12=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=πp A由于p A H 5.1≤，该罩为低悬罩()()23246.04206007.17.123/43/4=⨯-=∆=∆=παF t tF Q J/s()()103.06.032.2167.0167.02/33/12/33/10=⨯⨯==B Q L m 3／s罩口断面直径 800200600200=+=+=B D mm 取 5.0'=v m/s 排风量 ()()[]213.05.06.08.04103.0''220=⨯-+=+=πF v L L m3／s2.5 外部罩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，见图2-12。
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x v ，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x v 之间的变化规律。
2.5.1吸气口的气流运动规律 1、点汇吸气口根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口2-13的排风量为22112244v r v r L ππ== （2-10）22121)/(/r r v v =式中 1v ，2v ——点1和点2的空气流速，m/s ；1r ，2r ——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22112222v r v r L ππ== （2-11） 由公式可以看出，吸气口外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。
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，一般借助实验测得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2-14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(2-12)和式(2-13)表示。
对于无边的圆形或矩形(宽长比不小于1：3)吸气口有FF x v v x o +=210 （2-12） 对于有边的圆形或矩形(宽长比不小于I ：3)吸气口有)10(75.02FF x v v x o += （ 2-13） 式中 o v ——吸气口的平均流速．m/s ； x v ——控制点的吸人速度，m/s ；x ——控制点至吸气口的距离，m ；F ——吸气口面积，m 2。
式(2-12)和式(2-13)仅适用于x ≤1.5d 的场合,当x ＞1.5d 时，实际的速度衰减要比计算值大。
2.5.2 外部吸气罩排风量的确定 1、控制风速x v 的确定控制风速x v 值与工艺过程和室内气流运动情况有关，一般通过实测求得。
若缺乏现场实测的数据，设计时可参考表2-4确定。
表2-4 控制点的控制风速x v到空气运动很迅速地区域 2、排风量的确定(1)前面无障碍的自由吸气罩 ①圆形或矩形的吸气口圆形无边 ()x o v F x F v L +==210 m 3/s四周有边 x o v F x F v L )10(75.02+== m 3/s （2-14） ②工作台侧吸罩四周无边 ()x v F x L +=25 m 3/s四周有边 ()x v F x L +=2575.0 m 3/s （2-15）式中 F ——实际排风罩的罩口面积，m 2。
公式(2-14)和式(2-15适用于：F x 4.2<的场合 ③宽长比(b ／1)<1／3的条缝形吸气口，其排风量按下式计算自由悬挂无法兰边时l xv L x 7.3= m 3/s （2-16）自由悬挂有法兰边或无法兰边设在工作台上时l xv L x 8.2= m 3/s （2-17） 有法兰边设在工作台上时l xv L x 2= m3/s（2-18）式中，l ——条缝口长度， m 。
(2)前面有障碍时的外部吸气罩排风罩如果设在工艺设备上方，出于设备的限制，气流只能从侧面流入罩内。
上吸式排风罩的尺寸及安装位置按图确定。
为了避免横向气流的影响，要求尽可能小于或等于A 3.0(罩口长边尺寸)。
前面有障碍的罩口尺寸可按下式确定H A A 8.01+= m （3-19） H B B 8.01+= m （3-20） 式中 A ，B ——罩口长、短边尺寸，m1A 、2A ——污染源长、短边尺寸，m ； H ——罩口距污染源的距离，m 。
排风量可按下式计算x KPHv L = m 3/s （3-21）P ——排风罩口敞开面的周长，m ；x v ——边缘控制点的控制风速， m/s ；K ——安全系数，通常4.1=K以上确定外部吸气罩排风量的计算方法称为控制风速法。
这种方法仅适用于冷过程。
例2-2有一浸漆槽槽面尺寸为0.16.0⨯ m ，为排除有机溶剂蒸气，在其上方设排风罩，罩口至槽口面4.0=H m ，罩的一个长边设有固定挡板，计算排风罩排风量。
解 根据表取25.0=x v m/s ，则罩口尺寸长边32.14.08.00.1=⨯+=A m 短边92.04.08.06.0=⨯+=B m 罩口敞开面周长16.3292.032.1=⨯+=P m根据公式有44.025.04.016.34.1=⨯⨯⨯==x KPHv Lm3/s设计外部吸气罩时在结构上应注意以下问题：1．为了减少横向气流的影响和罩口的吸气范围，工艺条件允许时应在罩口四周设固定或活动挡板；2．罩口的吸入气流应尽可能均匀，因此罩的扩张角应小于或等于60°。
罩口的平面尺寸较大时，可以采用图所示的措施：(1)把一个大排风罩分成几个小排风罩；(2)在罩内设挡板(图2-17 (b))；(3)在罩口上设条缝口，要求条缝口风速在10m/s以上；(4)在罩口设气流分布板。
