第4章局局部部排排風風§4.1概述述§4.2局部排風風的設計計原則§4.3排風罩設設計計算算理論4.1.1局部排風風4.1.2局部送風風4.2.1局部排風風系統劃劃分的原原則4.2.2局部排風風罩的形形式及設設計原則則4.2.3局部排風風的凈化化處理4.3.1排風罩口口的氣流流運動規規律4.3.2排風罩排排風量計計算方法法§4.4密閉罩§4.5柜式排風風罩4.4.1工作原理理4.4.2密閉罩的的基本形形式4.4.3影響密閉閉罩性能能的因素素4.4.4密閉罩計計算4.5.1柜式排風風罩的形形式4.5.2柜式罩排排風量的的計算4.5.3柜式排風風罩設計計的注意意事項§4.6外部吸氣氣罩4.6.1外部吸氣氣罩排風風量計算算4.6.2外部排風風罩設計計應注意意的事項項§4.7熱源上部部接受罩罩4.7.1熱射流及及其計算算4.7.2熱源上部部接受罩罩的排風風量計算算§4.8槽邊排風風罩4.8.1槽邊排風風罩的結結構形式式4.8.2排風量計計算公式式§4.9吹吸式排排風罩4.9.1吹吸式排排風罩的的形式4.9.2吹吸罩的的設計計計算§4.10排風罩的的其他形形式4.10.1屋頂集氣氣罩4.10.2氣幕式排排風罩§4.11局部送風風學習基基本本要求求掌握排風風罩吸氣氣口氣流流的運動動規律。。掌握局部部排風罩罩的類型型、結構構原理、、特點以以及用途途；掌握各種種排風罩罩的結構構參數及及排風量量的計算算方法；；局部通風風：利用局部部氣流，，使局部部工作地地點不受受有害物物的污染染，造成成良好的的空氣環環境。特點：所需要的的風量小小、效果果好，是是防止工工業有害害物污染染室內空空氣和改改善作業業環境最最有效的的通風方方法，設設計時時應優先先考慮。。分類：局部排風風局部送風風§4.1概述§4.1.1局部排風風演示概念：在集中產產生有害害物的局局部地點點,設置捕集集裝置,將有害物物排走走,以控制有有害物向向室內擴擴散。組成：局部排風風罩、風風管、除除塵或凈凈化設備備、風機機、排氣氣筒或煙煙囪§4.1.2局部送風風概念：向局部工工作地點點送風,使局部地地帶造成成良好的的空氣環環境。分類：1.系統式：：通風系統統將室外外空氣送送至工作作地點。。2.分散式：：借助軸流流風扇或或噴霧風風扇,直接將室室內空氣氣吹向作作業地帶帶進行循循環通風風。演示§4.2.1局部排風風系統劃劃分的原原則§4.2局部排風風的設計計原則§4.2.2局部排風風罩的形形式及設設計原則則按照工作作原理不不同，局局部排風風罩可分分為以下下幾種基基本型式式：（1）密閉罩罩（2）柜式排排風罩（（通風柜柜）（3）外部吸吸氣罩：：上吸式、、側吸式式、下吸吸式、槽槽邊排風風罩（4）接受式式排風罩罩（5）吹吸式式排風罩罩§4.2.3局部排風風的凈化化處理局部排風風罩口氣氣流運動動的兩種種方式：：吸氣口氣氣流的吸吸入流動動吹氣口氣氣流的吹吹出流動動§4.3.1排風罩口口的氣流流運動規規律§4.3排風罩設設計計算算理論對排風罩，多數的情況是吸氣口吸入氣流。當吸氣口口吸氣時時，在吸吸氣口附附近形成成負壓，，周圍空空氣從四四面八方方流向吸吸氣口，，形成吸吸入氣流流或匯流流。當吸吸氣口面面積較小小時，可可視為““點匯””。它會會形成以以吸氣口口為中心心的徑向向線，和和以吸氣氣口為球球心的等等速球面面。如圖圖4-3a所示。（1）吸入入口氣流流運動規規律圖4-3點匯氣流流流動情情況a）自由吸吸氣口b）受限吸吸氣口（4-1）（4-2）若在吸氣氣口的四四周加上上擋板，，如圖4-3b所示，吸吸氣范圍圍減少一一半，其其等速面面為半球球面，則則吸氣口口的排風風量為：：（4-3）根據流體體力學，，位于自自由空間間的“點點匯”吸吸氣口的的吸氣量量為：實際上，，吸氣口口有一定定大小，，不能看看作一個個點，氣氣體流動動也有阻阻力，形形成吸氣氣區氣體體流動的的等速面面不是球球面而是是橢球面面。四周無邊邊圓形吸吸氣口的的速度分分布圖四周有邊邊圓形吸吸氣口的的速度分分布圖圖中數值值表示中中心軸離離吸氣口口的距離離以及在在該點氣氣流速度度與吸氣氣口流速速的百分分比。寬長比為為1：2的矩形吸吸氣口的的速度分分布圖根據試驗驗結果，，吸氣口口氣流速速度分布布具有以以下特點點：（1）吸氣口口附近的的等速面面近似與與吸氣口口平行，，隨離吸吸氣口距距離x的增大，，逐漸變變成橢圓圓面，而而在1倍吸氣口口直徑d處已接近近為球面面。因此此，當x/d＞1時可近似似當作點點匯，吸吸氣量L可按式4-1、4-3計算。當當x/d=1時，該點點氣流速速度已大大約降至至吸氣口口流速的的7.5%。如圖4-4所示。當當x/d＜1時，根據據實際測測得的氣氣流速度度衰減公公式計算算。（2）對于結結構一定定的吸氣氣口，不不論吸氣氣口風速速大小如如何，其其等速面面形狀大大致相同同。而吸吸氣口結結構形式式不同，，其氣流流衰減規規律則不不同。（2）吹出氣氣流運動動規律定義：空氣從孔孔口吹出出，在空空間形成成一股氣氣流稱為為吹出氣氣流或射射流分類：是否受限限溫度狀況況射流等溫射流流非等溫射射流自由射流流受限射流流一、自由由射流射流斷面面直徑：：射流擴散散角：（1）等溫自自由射流流射流軸心心速度：：演示由直徑為為d0的噴口以以出流速速度幻射射入同溫溫空間介介質內擴擴散．在在不受周周界表面面限制的的條件下下，則形形成如圖所示的等等溫自由由射流。。由于射射流邊界界與周圍圍介質間間的紊流流動且交交換，周周圍空氣氣不斷被被卷入，，射流不不斷擴大大，在射射流理論論中，將將射流軸軸心速度度保持不不變的一一段稱為為起始段段，其后后稱為主主體段。。（2）非等溫溫自由射射流軸心溫度度：射流落差差：對于非等等溫自由由射流，，由于射射流與周周圍介質質的密度度不同，，在浮力力和重力力不平衡衡條件下下，射射流將發發生變形形，即水水平射出出(或與水平平面成一一定角度度射出)的射流軸軸將發生生彎曲。。二、受限限射流在射流運運動過程程中，由由于受壁壁面、頂頂棚以及及空間的的限制，，射流的的運動規規律有所所變化。。常見見的射流流受限情情況是貼貼附于頂頂棚的射射流流動動，稱為為貼附射流流。非等溫貼貼附射流流為冷射流時，在重重力作用用下有可可能在射射流達到到某一距距離處脫脫離頂棚棚而成為為下降氣氣流。在射流計計算時，，不同類類型射流流常使用用不同的的名稱。。如由圓圓形，方方形和矩矩形風口口出流的的射流--般稱為集中式射射流，由邊長長比大于于10的扁長風風口出流流的射流流稱為扁射流，由成扇扇形導流流徑向向擴欣出出流的射射流稱為為扇形射流流等。除貼附射射流外，，空調空空間四周周的圍護護結構可可能對射射流擴散散構成限限制。在在有限空間間內射流流受限后的的運動規規律不同同于自由由射流。。例如有限空間間內貼附與非貼附兩種受限限射流的的運動狀狀況。演示演示三、平行行射流的的疊加兩個相同同的射流流平行地地在同一一高度射射出，當當兩射流流邊界相相交后，，則產生生互相疊疊加，形形成重合合流動。。演示（3）吹吸吸氣流圖4-8吹吸氣流流的形狀狀控制風速速法原理理：就是使排排風罩在在邊緣控控制點上上形成能能使有害害物吸入入罩內的的控制風風速的方方法。控制點：：有害物最最難被吸吸入罩內內的點。。控制風速速：使有害物物吸入罩罩內的最最小風速速。即控控制點的的空氣運運動速度度（也稱稱吸捕風風速），，也就是是指正好好克服該該塵源散散發粉塵塵的擴散散力再加加上適當當的安全全系數的的風速。。控制風速速法流量比法法（不作作要求））§4.3.2排風罩排排風量計計算方法法只有當排風罩罩在該塵源點點造成的風速速大于控制風風速時，才能能使粉塵吸入入罩內。控制風速法計計算排風罩排排風量，就是是首先確定控控制風速的大大小，然后找找出控制風速速與罩口平均均風速的關系系式，求得排排風罩捕集粉粉塵所需要的的罩口平均風風速，再用用式（4-10）計算出排風風量。（4-10）密閉罩是把有有害物源密閉閉起來，割斷斷生產過程中中造成的一次次塵化氣流和和室內二次氣氣流的聯系，，再利用抽風風在罩內造成成一定的負壓壓，保證在一一些操作孔、、觀察孔或縫縫隙處從外向向里進風，防防止粉塵等有有害物向外逸逸出。特點：排風量小，控控制有害物的的效果好，不不受環境氣流流影響，但影影響操作，主主要用于有害害物危害較大大，控制要求求高的場合。。§4.4.1工作原理密閉罩演示§4.4密閉罩§4.4.2密閉罩的形式式局部密閉罩演演示2.整體密閉罩將產生粉塵的的設備或地點點大部分密閉閉，設備的傳傳動部分留在在外面的密閉閉罩。其特點點是密閉罩本本身為獨立整整體，易于密密閉。這種密密閉方式適用用于具有振動動的設備或產產塵氣流速度度較大的產塵塵地點。整體密閉罩演演示1.局部密閉罩將設備產塵地地點局部密閉閉，工藝設備備露在外面的的密閉罩。其其容積較小，，適用于產塵塵氣流速度小小，瞬時增壓壓不大，且集集中、連續揚揚塵的地點。。3.大容積密閉罩罩將產生粉塵的的設備或地點點進行全部封封閉的密閉罩罩。它的特點點是罩內容積積大，可以緩緩沖含塵氣流流，減小局部部正壓。這種種密閉方式適適用于多點產產塵、陣發性性產生和產塵塵氣流速度大大的設備或地地點。大容積密閉罩罩演示一、密閉罩上上排風口的位位置§4.4.3影響密閉罩性性能的因素演示演示二、密閉罩的的容積1、按空氣平平衡原理計算算防塵密閉罩的的排風量一般般由兩部分組組成，一部分分是由運動物物料帶入罩內內的誘導空氣氣量(如物料輸送)或工藝設備供供給的空氣量量（如有鼓風風裝置的混沙沙機），另一一部分是為了了消除罩內正正壓并保持一一定負壓所需需經孔口或不不嚴密縫隙吸吸入的空氣量量，即2、按截面風風速計算此法常用于大大容積密閉罩罩。一般吸氣氣口設在密閉閉室的上口部部，其計算式式如下：3、按換氣次次數計算該方法計算較較簡單，關鍵鍵是換氣次數數的確定。其其計算式如下下：§4.4.4密閉罩計算柜式排風罩（（又稱通風柜柜）是密閉罩的一一種特殊形式式，散發有害害物的工藝裝裝置置于柜內內，操作過程程完全在柜內內進行。排風風罩上一般設設有可開閉的的操作孔和觀觀察孔。為了了防止由于罩罩內機械設備備的擾動、化化學反應或熱熱源的熱壓以以及室內橫向向氣流的干擾擾等原因引起起的有害物逸逸出，必須對對柜式排風罩罩進行抽風，，使罩內形成成負壓。上部排風柜式式排風罩下部排風柜式式排風罩上下聯合排風風柜式排風罩罩送吸混合式柜柜式排風罩§4.5柜式排風罩§4.5.1柜式排風罩的的基本形式演示上部排風柜式式排風罩當通風柜內產產生的有害氣氣體密度比空空氣小，或通通風柜內有發發熱體時，可可選用上部排排風通風柜。。演示圖4-16上部排風通風風柜下部排風柜式式排風罩當通風柜內無無發熱體，且且產生的有害害氣體密度比比空氣大，可可選用下部排排風通風柜。。演示1演示2圖4-15下部排風通風風柜上下聯合排風風柜式排風罩罩當通風柜內既既有發熱體，，又產生密度度大小不等的的有害氣體時時，應在柜內內上、下部均均設置排氣點點，并裝設調調節閥，以便便調節上、下下部排風量的的比例，可選選用上、下聯聯合排風柜。。演示圖4-17上、下聯合排排風通風柜用于采暖或空空調房間送風式通風柜柜演示1演示2§4.5.2柜式罩排風量量計算排風量應滿足足孔口吸入風風速達到控制制風速的要求求。排風量L按下式計算:L=L1+ν×F×ββm3/s§4.5.3柜式排風罩設設計的注意事事項罩位于有害源源附近，依靠靠罩口的抽吸吸作用將有害害物吸入罩內內。對生產操操作影響小，，安裝維護方方便，但排風風量大，控制制有害物效果果相對較差。。主要用于因因工藝或操作作條件的限制制，不能將污污染源密閉的的場合。側吸式外部吸氣罩由由于靠抽氣作作用控制，因因此罩口的的速度分布如如何將直接影影響控制效果果。顯然，，罩口的速度度大小和分布布與罩的結構構和排風量有有關，對于特特定結構的排排風罩，吸口口速度取決于于排風量。§4.6外部吸氣罩上吸式演示1演示2§4.6.1吸氣罩排風量量計算1側吸罩排風量量根據不同形式式側吸罩罩口口平均風速υ0與“控制點””控制風速速的關系式，，利用式4-10就可計算排風風量。（4-10）由于上吸式式吸氣罩的的形狀大都都和傘相似似，所以這這類罩簡稱稱傘形罩。。傘形罩通常常設在工藝藝設備上方方，罩面與與發生源的的距離視有有害物的特特性和工藝藝操作條件件而定。2上吸式傘形形罩排風量量當發生源只只產生有害害物而發熱熱量不大時時，為冷過程，此時傘形形排風罩在在發生源最最不利的有有害物散發發點處，造造成一定的的上升風速速，將有害害氣體吸入入罩內。當發生源散散發有害物物且散熱量量較大時，，為熱過程，此時傘形形排風罩將將熱致誘導導氣流量““接受”并并全部排走走。這里只介紹紹冷過程傘傘形排風罩罩排風量的的計算。（1）按發發生源工作作面邊緣點點控制風速速計算（2）按罩罩口平均風風速計算（1）按發發生源工作作面邊緣點點控制風速速計算由于上吸式式排風罩設設在工藝設設備上方，，受設備的的限制，氣氣流只能從從側面流入入罩內，如如圖4-18所示。其排排風量用此方法確確定傘形罩罩排風量，，其計算式式與式（4-10）相同。用用該方法計計算時，傘傘形排風罩罩罩口面積積比發生源源設備面積積大。（2）按罩罩口平均風風速計算圓形罩口面面積矩形罩口面面積（1）設計傘形形罩時，應應考慮工藝藝設備的安安裝高度，，在不妨礙礙工藝操作作的前提下下，罩口應應盡可能靠靠近污染物物發生源。。（2）盡可能避避免室內橫橫向氣流干干擾，必要要時也可采采取圍擋、、回轉、升升降及其它它改進措施施。（3）在排風罩罩口四周增增設法蘭邊邊，可使排排風量減少少。在一般般情況下，，法蘭邊寬寬度為150~200mm。（4）集氣吸塵塵罩的擴張張角α對罩口的速速度分布及及罩內壓力力損失有較較大影響。。在α=30°°~60°時，壓力損損失最小。。設計外部部集氣吸塵塵氣罩時，，其擴張角角α應小于（或或等于）60°（5）當罩口尺尺寸較大，，難以滿足足上述要求求時，應采采取適當的的措施，以以便確保集集氣吸塵罩罩的效果。。例如把一一個大排風風罩分隔成成若干個小小排風罩；；在罩內設設擋板；在在罩口上設設條縫口，，要求條縫縫口處風速速在10m/s以上，而靜靜壓箱內風風速不超過過條縫的速速度的1/2；在罩口設設氣流分布布板。§4.6.2外部排風罩罩設計應注注意的事項項演示1演示2熱過程排風風罩不同于于冷過程排排風罩，其其排風量取取決于它所所接受的熱熱氣流大小小，不存在在控制風速速的問題。。§4.7熱源上部接接受式排風風罩設計熱過程程傘形排風風罩的關鍵鍵是計算誘誘導上升的的氣流流量量及上升氣氣流在不同同高度上的的橫截面大大小。§4.7.1熱射流及其其計算對于生產工工藝本身散散發的熱射射流，一般般需通過實實測確定，，而對于高高溫設備表表面對流散散熱形成的的熱射流，，可根據熱熱設備表面面的對流散散熱量推算算，其計算算式為：（4-33）根據熱源上傘形罩的安裝高度H,分為低懸罩和高懸罩兩類。H≤1.5的稱為低懸罩,H>1.5的稱為高懸類。Ap為熱設備橫斷面積。演示1演示2演示3低懸罩和高高懸罩的結結構參數，，氣流運動動及排風量量的分析計計算方法有有所區別。。罩的結構參參數確定原原則低懸罩:按“源尺寸寸加大0.5H””的原則計算算:低懸圓形罩罩D=d+0.5H低懸矩形罩罩A=a+0.5HB=b+0.5H高懸罩:按“罩口斷斷面處的熱熱射流尺寸寸加大0.8H””的原則計算算:D=Dz+0.8H§4.7.2排風量的計計算方法L1=V1*F1V1=0.5－0.75m/sL0L1L1低懸罩排風風量首先分析不不同上升高高度熱射流流的流量、、流速和斷斷面直徑，，然后按““罩口斷面面的熱射流流流量+罩口擴大面面吸入空氣氣量”的方方法計算排排風量。高懸罩排風風量L=Lz+V1*F1L=L0+L1槽邊排風罩罩是外部排排風罩的一一種特殊形形式，專門門用于各種種工業槽（（如酸洗槽槽、電鍍槽槽、中和槽槽、鹽浴爐爐池等）。。特點：不影響工藝藝操作，有有害氣體在在進入人的的呼吸區之之前就被槽槽邊上設置置的條縫形形吸氣口抽抽走。分類：單側、雙側側、周邊形形（環形））三種。單側排風罩罩適用于槽槽寬B≤700㎜；雙側適用于于B＞700㎜；B＞1200㎜㎜時，應采用用吹吸式排排風罩；當槽直徑D=500~1000㎜㎜時，宜采用用環形排風風罩。§4.8槽邊排風罩罩罩口結構：：有多種形式式，目前常常用的有兩兩種，即平口式和條條縫式。平口式槽邊邊排風罩的吸氣口上上不設法蘭蘭邊，吸氣氣范圍大。。條縫式槽邊邊排風罩的特點是截截面高度E較大，E＜250㎜的稱為低截面，E≥250㎜的稱為高截面。增大截面面高度如同同在罩口上上設置擋板板，可減小吸氣氣范圍。條縫式槽邊邊排風罩的的條縫口有有等高條縫和楔形條縫兩種。等高條縫縫口上速度度分布難于于達到均勻勻，末端風風速小，靠靠近風機的的一端風速速大。§4.8.1槽邊排風罩罩的結構形形式演示圖4-20槽邊排風罩罩的形式圖4-21平口式雙側側槽邊排風風罩圖4-22條縫式槽邊邊排風罩圖4-23槽的布置形形式圖圖4-24條縫形式（1）高截面單單側排風（2）低截面單單側排風（3）高截面雙雙側排風（（總風量））（4）低截面雙雙側排風（（總風量））（5）高截面環環形排風（6）低截面環環形排風條縫式槽邊邊排風罩的的阻力按右右式計算不同形式的的槽邊排風風罩，其排排風量計算算公式是不不同的。§4.8.2排風量計算算公式由吹風口和和吸氣口組組合而成.它通過吹出出射流和吸吸入氣流聯聯合作用來來提高所需需的“控制風速”,從而達到排排除污染氣氣體的目的的。吹吸罩需要要考慮到吸吸氣口口腔腔氣速度衰衰減很快，，而吹氣氣氣流形式的的氣幕作用用的距離較較長的特點點，在槽面面的一側設設噴口噴出出氣流，而而另一側為為吸氣口，，吸入噴出出的氣流以以及被氣幕幕卷入的周周圍空氣和和槽面污染染氣體。這這種吹吸氣氣流共同作作用的集氣氣罩稱為吹吹吸罩。§4.9.1吹吸式排風風罩的形式式氣幕式圖4-25§4.9吹吸式排風風罩旋風式圖4-26演示1演示示2圖4-25吹吸吸罩罩的的氣氣流流分分布布圖4-26旋風風式式吹吹吸吸罩罩吹吸吸罩罩設設計計計計算算的的目目的的是是確確定定吹吹風風量量、、吸吸風風量量、、吹吹風風口口高高度度、、吹吹出出氣氣流流速速度度以以及及吸吸風風口口設設計計和和吸吸入入氣氣流流速速度度。。通通常常采采用用的的方方法法是是巴巴杜杜林林提提出出的的速速度度控控制制法法。。§4.9.2吹吸吸罩罩的的設設計計計計算算吹吸吸氣氣流流是是一一種種性性質質比比較較復復雜雜的的氣氣流流,怎樣樣進進行行合合理理的的設設計計和和計計算算,至今今還還是是國國內內外外進進一一步步研研究究的的課課題題.目前前較較常常采采用用的的主主要要有有速速度度控控制制法法和和流流量量比比法法。。屋頂頂集集氣氣罩罩是是是是一一種種特特殊殊高高懸懸罩罩，，它它是是布布置置在在車車間間頂頂部部的的一一種種大大型型集集塵塵罩罩，，它它不不僅僅抽抽走走了了煙煙氣氣，，而而且且還還兼兼有有自自然然換換氣氣的的作作用用。。下下面面介介紹紹幾幾種種不不同同形形式式的的屋屋頂頂集集塵塵罩罩。。（1）頂頂部部集集塵塵罩罩方方式式（（圖圖4-27a）（2）屋屋頂頂密密閉閉方方式式（（圖圖4-27b）（3）天天窗窗開開閉閉型型屋屋頂頂密密閉閉方方式式（（圖圖4-27c）（4）頂頂部部集集塵塵罩罩及及屋屋頂頂密密閉閉共共用用方方式式（（圖圖4-27d）（5）屋屋頂頂電電除除塵塵方方式式（（圖圖4-27e）§4.10.1屋頂頂集集氣氣罩罩§4.10排風風罩罩的的其其它它形形式式圖4-27屋頂頂集集塵塵罩罩的的形形式式a）集集塵塵方方式式b）屋屋頂頂密密閉閉方方式式c）天天窗窗開開閉閉型型屋屋頂頂密密閉閉方方式式d）集集塵塵屋屋頂頂密密閉閉共共用用方方式式e）屋屋頂頂上上設設電電除除塵塵器器1.普通通（（不不帶帶旋旋的的））氣氣幕幕排排風風罩罩2.旋轉轉氣氣幕幕排排風風罩罩§4.10.2氣幕幕式式排排風風罩罩氣幕幕排排風風罩罩是是一一種種新新型型的的排排風風罩罩，，它它是是利利用用射射流流形形成成的的氣氣幕幕將將塵塵源源罩罩住住，，即即利利用用射射流流的的屏屏蔽蔽作作用用，，阻阻止止排排風風罩罩吸吸氣氣口口前前方方以以外外的的空空氣氣進進入入抽抽吸吸