3第三章 局部排风罩

有法兰边：
L 2.8lxvx
矩形吸气口速度计算图
设计时也可以用右表计算
【教材第40页例3-1】
有一尺寸为 300×600mm 的矩形排风罩 ( 四周无边 ) ， 要求在距罩口x=900mm处，造成vx=0.25m/s的吸入速 度，计算该排风罩的排风量。 [解 ] b/a=600/300=1/2 x/b=900/300=3.0 由图9-23查得vx/v0=0.037 罩口上平均风速v0=vx/0.037=0.25/0.037=6.76m/s 罩口排风量 L=3600v0F=3600×6.76×0.3×0.6=4380 m3/h 对于四周有边的矩形吸气口，其排风量修正可与 公式(3-9)相同，即为无法兰边时的75%。
表3-1 通风柜工作孔控制风速的规定
污染物性质
无毒污染物 有毒或有危险的污染物 剧毒或少量放射性污染物
控制风速
0.25~0.375 0.4~0.5 0.5~0.6
4、气流组织
通风柜工作孔速度分布、排气孔位置对污染物的 控制效果影响很大。
上抽风冷过程通风柜
下抽风冷过程通风柜
下部吸气热过程通风柜
结论 ：充分考虑热压的作用， 合理布置排风口位置。
局部排风罩设计的主要内容：形式、几何形状、
风量、位置等。
§3.2 密闭罩
1、概念：有害物源全部密闭，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。
2 、 优点 ： 小 风 量达 到控制效果，外部气 流干扰小
3 、 缺点 ： 不 能 了解 罩内情况，影响检修
局部密闭罩 4、种类 整体密闭罩 大容积密闭罩 密闭空间由小到大
2
速度衰减很快
某点距离吸气口距离/吸气口直径
四周无法兰边的圆形吸气口情况
应用条件： x≤1.5d
模式2：
实验结果2
风速分布规律：
v0 10 x F 0.75[ ] vx F
2
风量：
L v0 F 0.75(10 x F )vx
2
达到同样控制风速的情况下，有法 兰边需风量为无法兰边风量的75% 法兰边总宽度可近似取为罩口宽 度，超过此数据时，对罩口速度 四周有法兰边的圆形吸气口情况 分布没有明显影响。
L 4r v 4r v
v0 F
自由空间吸气口 2 1 1
2 2 2
L 2r v 2r v
v0 F
受限空间吸气口 2 2 1 1 2 2
3、前面无障碍时外部吸气罩排风量计算
模式1：
实验结果1
风速分布规律：
Vx V0
v0 10 x F vx F
2
风量：
L v0 F (10 x F )vx
5、外部吸气罩的注意问题
问题一：缺陷
速度衰减很快 吸气口气流近似呈球形 ，侧 边横向气流影响了有效风量。
在四周设固定或活动挡板
罩口轴心速度
问题二： 排风罩性能
重要影响
扩张角α
α 30° 40° 60° 90°
平均速度
Vc/ V0
罩口速度分布
1.07 1.13 1.33 2.0
结论：α=30°~60°时阻力最小
①局部密闭罩：
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。
局部密闭罩 4、种类 整体密闭罩 密闭空间由小到大
大容积密闭罩
②整体密闭罩：
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。
2.5~10
小罩子局 部控制
4、前面有障碍时外部吸气罩排风量计算
高度： H≤0.3a(罩口长边)； 罩口尺寸： 矩形：a+0.8H b+0.8H 圆形：B+0.8H
4、前面有障碍时外部吸气罩排风量计算
排风量计算公式：
L KPHvx
vx 式中：
P ——排风罩口敞开面的周长，m； H ——罩口至污染源的距离，m； Vx——边缘控制点的控制风速，m/s； K ——考虑沿高度分布不均匀的安全系 数，通常取1.4。
本章主要内容
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、接受罩 3.6、槽边排风罩
3.7、大门空气幕
3.8、 吹吸式排风罩
§3.1 局部排风罩概述
• 适用：放散热、蒸汽或有害物质的建筑物，宜采用 局部排风。污染源固定的地方，一定要采用局部排 风措施。 • 功能：
– 捕集有害物 – 控制其扩散
模式3：
模型
实例：工作台上侧吸罩
处理方式： 假象为大排风罩的一半，则有：
L ( 10 x 2F )v x 1 2 实际风量： L L ( 5 x F )v x 2
应用条件：
?
2
宽 /高
特别：
矩形吸气口情况 条缝形排风口（b/a≤0.2） 国外公式 无法兰边：
L 3.7lxvx
上下同时吸气通风柜
§3.4 外部吸气罩
1、概念
依靠罩口抽吸作用在有害物发散地点形成气流运动， 将污染物吸入罩内。
关键：保证最远 处适当风速
控制点
控制风速： 控制点的空气运动速度，也称吸入速度。 实际吸入速度
注意区分
目标：研究风量 L 与控制风速
v x之间的关系。
2、吸气口气流运动规律
假设：将吸气口简化为点
气流混合分 界线
极限流量比： KL
L2 ( ) limit L1
实际情况KL计算是通过实验研究得出的。研究表明：
KL与污染气体发生量无关，只与污染源和罩的相对 尺寸有关。
实验研究表明：
D3
F3 1.3 H K L 0.2( )[0.6( ) 0.4] E E
F3
应用范围：
D3 F3 H 0.2 1.5 0.7 1.0 E E E
【教材第40页例3-2】
300mm×600mm
600mm×600mm
b/a=1 x/b=1 查表Vx/V0=0.13
总结 外部吸气罩风量求解的关键：求解控制风速。
控制风速一般通过实测求得，也可参考下表。 教材P40 表3-3
污染物放散情况 以轻微的速度放散 到相对平静的空气 中 以较低的初速放散 到尚属平静的空气 中 以相当大的速度放 散出来，或是放散 到空气运动迅速的 区域 以高速放散出来， 或是放散到空气运 动很迅速的区域 最小控制 风速/m/s 0.25~0.5 举例 范围下限 范围上限 室内有扰 动气流 有害物质 毒性高
1、分割成几个小排风罩
罩口面积过大
2、在罩内设挡板
3、设气流分布板
把一个大的排尘罩分割成几个小的排尘罩，以 达到满足α=30°~60°的要求。
【教材第42页 例3-3】
例9-3 有一浸漆槽槽面尺寸为0.6×1.0m，为排除有 机溶剂蒸气，在槽上方设排风罩，罩口至槽面距离 H=0.4m，罩的一个长边设有固定挡板，计算排风 罩排风量。 解：根据表3-3取vx=0.25m/s 罩口尺寸 长边A=1.0+0.4×0.4×2=1.32m 短边B=0.6+0.4×0.4×2=0.92m 因一边设有挡板，罩口周长 P=1.32+0.92×2=3.16m 根据公式（9-14），排风量 L=KPHvx=1.4×3.16×0.4×0.25=0.44m3/s
粗颗粒物料
v<2.0m/s
6、排风量的确定
L L1 L2 L3 L4
L L1 L2
式中： L1 ——物料下落时诱导空气量 L2 ——孔口和缝隙漏入空气量 L3 ——鼓入空气量 L4 ——热膨胀增加空气量
• 也可以按照换气次数来计算风量：
L 60nV
n——换气次数，次/分钟；
槽内液体的蒸发；气 室内空气流动小 体或烟气从敞口容器 或有利于捕集 中外逸 喷漆室内喷漆；断续 地倾倒有尘屑的干物 有害物毒性低 到容器中；焊接 小喷漆室内用高压力 喷漆；快速装袋或装 间歇生产产量低 桶；往运输器上给料 磨削；重破碎；滚筒 大罩子大风量 清理
0.5~1.0
1~2.5
连续生产 产量高
总排风量：
污染气体发生量 吸入的空气量
L1 1 L2 /L1 L1 1 K
式中，K为流量比。
本质：对污染物配以一定比例的风量。
L3 L1 L2
结论： 合理的K值是吸气罩高效、安全 的核心内容。
合成气流流场
扩展
L2 流量比： K L1
K值随周围吸入气流量L2的减小而减 小，分界线逐渐外移。
影响KL主要因素是 H E和 F3 E ， 其中 H E 是主要因素，设计时要求 达到 H E 0.7。 增大F3可减小吸气范围，使KL减小；
E
H L1 U
L2
当 F3 E (1.5 ~ 2.0) 时，对KL不再有影响。
5、排风口位置设置
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。
如何产生 正压
气流冲击
温差
设备运转
物料运动
分析
高浓度尘点： 整个空间较为均衡
排风口位于罩顶部
分析 物料运动
高浓度尘点：罩下部
排风口位于罩顶部
分析 存在温差
热料
输送冷料 输送热料
正压点在下 温度不太高 温度大于150℃
排风口位于下部 上、下同排 排风口考虑上部
• 结论：
– 排风口位置设在罩内压力最高点 – 排风口位置设在罩内产尘浓度最低点 – 罩口风速不宜过高