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摘 要:局部排风罩是局部通风系统的重要组成部分。通过局部排风罩口的气流运动,可在污染物质散发地点直接捕集污染物或控制其在车间的扩散,保证室内工作区污染物浓度不超过国家卫生标准的要求。设计完善的局部排风罩,用较小的排风量即可获得最佳的控制效果。
关键词:排风罩;种类;污染源;气流;速度
根据不同的工作原理可以设计出不同的局部排风罩,局部排风罩可分为以下几种基本形式:1.密闭罩;2.柜式排风罩(通风柜);3.外部吸气罩(包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等);4.接受式排风罩;5.吹吸式排风罩。
一、 密闭罩
密闭罩把污染物源全部密闭在罩内,在罩上没有工作孔,从罩外吸入空气,罩内污染空气由上部排风口排出。只需较小的排风量就能有效控制污染物的扩散,排风罩气流不受周围气流的影响。它的缺点是:影响设备检修,有的看不到罩内的工作状态。
对不同的设备,他们的工作特点、密闭罩的结构形式及尘化气流的运动规律各不相同。难以用一个统一的公式对物料下落时带入罩内的诱导空气量和从孔口或不严密缝隙吸入的空气量风量进行计算。目前大部分按经验数据或经验公式确定,设计时可参考有关的手册[1][2]。要减少除尘密闭罩的局部排风量,应尽可能减小工作孔或缝隙面积,并设法限制诱导空气随物料一起进入罩内。
二、柜式排风罩
柜式排风罩的结构和密闭罩相似,由于工艺操作需要,罩的一面可全部敞开。按照气流运动特点,柜式排风罩分为吸气式和吹吸式两类。吸气式通风柜单纯依靠排风的作用,在工作孔上造成一定的吸入速度,防止污染物外逸。
通风柜的排风量按下式计算:L=L1+v×F×β
式中L1——柜内的污染气体发生量,m?/s;V——工作孔上的气流速度,m/s;F——工作孔或缝隙的面积,㎡;β——安全系数,取1.1-1.2
对化学实验用的通风柜,工作孔上的控制风速可按表2-1确定。
三、外部吸气罩
由于工艺条件的限制,生产设备不能密闭时,可把排风罩设在污染物源附近,依靠罩口的抽吸作用,在污染物发散地点造成一定得气流运动,把污染物吸入罩内。这类排风罩统称为外部吸气罩。
为保证污染物全部吸入罩内,必须在距吸气口最远的污染物散发点(即控制点)上造成适当的空气流动,如图3-1所示。控制点得空气运动速度称为控制风速(也称吸入速度)。这样就向我们提出一个问题,外部吸气罩需要多大的排风量L,才能在距罩口x米处造成必要的控制风度vx要解决这个问题,必须掌握L和vx之间的变化规律。
四、热源上部接受式排风罩
有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动,带动污染物一起运动,如高温热源上部的对流气流及砂轮磨削时抛出的大颗粒粉尘所诱导的气流等。对这种情况,应尽量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。
热源上方的热射流呈不稳定的蘑菇状脉冲式流动,难以对它进行较精确的测量。采用实验研究实测的公式进行计算的方法如下:在H/B=0.90—7.4的范围内,在不同高度上热射流的流量为:Lz=0.04Q1/3Z3/2 (m?/s)
式中 Q——热源的对流散热量,kJ/s。
Z=H+1.26B (m)
式中 H——热源至计算断面距离,m;B——热源水平投影的直径或长边尺寸,m。
在某一高度上热射流的断面直径为:Dz=0.36H+B (m)
通常近似认为热射流收缩断面至热源的距离H0=1.5 (AP为热源的水平投影面积)。当热源的水平投影面积为圆形时,H0=1.5[ ]1/2=1.33B。因此,收缩断面上得流量按下式计算:L0=0.04Q1/3[(1.33+1.26)B]3/2=0.167Q1/3B3/2 (m?/s)
热源的对流散热量:Q=αFΔt (J/s)
式中 F——热源的对流放热面积,㎡;Δt——热源表面与周围空气温度差,℃;α ——对流放热系数,J/(㎡·s·℃)。
α=AΔt1/s
式中 A——系数,水平散热面A=1.7;垂直散热面A=1.13[3]。
五、吹吸式排风罩
外部吸气罩罩口外的气流速度衰减很快,因此罩口至污染源距离较大时,需要较大的排风量才能在控制点造成所需要的控制风速[4]。但是由于射流的能量密集程度高,速度衰减慢,因此,人们设想可以利用射流作为动力,把污染物输送到排风罩口,再由其排出,或者利用射流阻挡、控制污染物的扩散。这种把吹和吸结合起来的通风方法称为吹吸式通风。
[1] 编写组.钢铁企业采暖通风设计手册.北京:冶金工业出版社,1996.12
[2] 陆耀庆主编.实用供热空调设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2008
[3] 孙一坚主编. 工业通风(第四版).北京:中国建筑工业出版社,2011.8
关键词:排风罩;种类;污染源;气流;速度
根据不同的工作原理可以设计出不同的局部排风罩,局部排风罩可分为以下几种基本形式:1.密闭罩;2.柜式排风罩(通风柜);3.外部吸气罩(包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等);4.接受式排风罩;5.吹吸式排风罩。
一、 密闭罩
密闭罩把污染物源全部密闭在罩内,在罩上没有工作孔,从罩外吸入空气,罩内污染空气由上部排风口排出。只需较小的排风量就能有效控制污染物的扩散,排风罩气流不受周围气流的影响。它的缺点是:影响设备检修,有的看不到罩内的工作状态。
对不同的设备,他们的工作特点、密闭罩的结构形式及尘化气流的运动规律各不相同。难以用一个统一的公式对物料下落时带入罩内的诱导空气量和从孔口或不严密缝隙吸入的空气量风量进行计算。目前大部分按经验数据或经验公式确定,设计时可参考有关的手册[1][2]。要减少除尘密闭罩的局部排风量,应尽可能减小工作孔或缝隙面积,并设法限制诱导空气随物料一起进入罩内。
二、柜式排风罩
柜式排风罩的结构和密闭罩相似,由于工艺操作需要,罩的一面可全部敞开。按照气流运动特点,柜式排风罩分为吸气式和吹吸式两类。吸气式通风柜单纯依靠排风的作用,在工作孔上造成一定的吸入速度,防止污染物外逸。
通风柜的排风量按下式计算:L=L1+v×F×β
式中L1——柜内的污染气体发生量,m?/s;V——工作孔上的气流速度,m/s;F——工作孔或缝隙的面积,㎡;β——安全系数,取1.1-1.2
对化学实验用的通风柜,工作孔上的控制风速可按表2-1确定。
三、外部吸气罩
由于工艺条件的限制,生产设备不能密闭时,可把排风罩设在污染物源附近,依靠罩口的抽吸作用,在污染物发散地点造成一定得气流运动,把污染物吸入罩内。这类排风罩统称为外部吸气罩。
为保证污染物全部吸入罩内,必须在距吸气口最远的污染物散发点(即控制点)上造成适当的空气流动,如图3-1所示。控制点得空气运动速度称为控制风速(也称吸入速度)。这样就向我们提出一个问题,外部吸气罩需要多大的排风量L,才能在距罩口x米处造成必要的控制风度vx要解决这个问题,必须掌握L和vx之间的变化规律。
四、热源上部接受式排风罩
有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动,带动污染物一起运动,如高温热源上部的对流气流及砂轮磨削时抛出的大颗粒粉尘所诱导的气流等。对这种情况,应尽量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。
热源上方的热射流呈不稳定的蘑菇状脉冲式流动,难以对它进行较精确的测量。采用实验研究实测的公式进行计算的方法如下:在H/B=0.90—7.4的范围内,在不同高度上热射流的流量为:Lz=0.04Q1/3Z3/2 (m?/s)
式中 Q——热源的对流散热量,kJ/s。
Z=H+1.26B (m)
式中 H——热源至计算断面距离,m;B——热源水平投影的直径或长边尺寸,m。
在某一高度上热射流的断面直径为:Dz=0.36H+B (m)
通常近似认为热射流收缩断面至热源的距离H0=1.5 (AP为热源的水平投影面积)。当热源的水平投影面积为圆形时,H0=1.5[ ]1/2=1.33B。因此,收缩断面上得流量按下式计算:L0=0.04Q1/3[(1.33+1.26)B]3/2=0.167Q1/3B3/2 (m?/s)
热源的对流散热量:Q=αFΔt (J/s)
式中 F——热源的对流放热面积,㎡;Δt——热源表面与周围空气温度差,℃;α ——对流放热系数,J/(㎡·s·℃)。
α=AΔt1/s
式中 A——系数,水平散热面A=1.7;垂直散热面A=1.13[3]。
五、吹吸式排风罩
外部吸气罩罩口外的气流速度衰减很快,因此罩口至污染源距离较大时,需要较大的排风量才能在控制点造成所需要的控制风速[4]。但是由于射流的能量密集程度高,速度衰减慢,因此,人们设想可以利用射流作为动力,把污染物输送到排风罩口,再由其排出,或者利用射流阻挡、控制污染物的扩散。这种把吹和吸结合起来的通风方法称为吹吸式通风。
[1] 编写组.钢铁企业采暖通风设计手册.北京:冶金工业出版社,1996.12
[2] 陆耀庆主编.实用供热空调设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2008
[3] 孙一坚主编. 工业通风(第四版).北京:中国建筑工业出版社,2011.8