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第三章 局部排风罩,作用：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，保证室内工作区有害物浓度满足卫生标准的要求局 部 排 风 罩,优势：设计完善的局部排风罩，用较小的排风量可获得最佳的控制效果控制有害物的效果：取决于排风罩的结构参数，排风罩吸气口的气流运动规律和排风量这三个因素因此，学习本章内容的过程中要掌握每一种排风罩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基 本 要 求 掌握局部排风罩的基本形式、结构原理，以及排风罩的用途 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,局 部 排 风 罩,§3.1 概述,一.排风罩的类型及其特点,按照工作原理的不同，局部排风罩可分为：,密闭罩 污染源全部密闭在罩内，罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排走 特点：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， 控制要求高的场合柜式排风罩(通风柜) 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出主要用于化学实验室操作台等污染的通风外部吸气罩 罩位于有害物源附近，依靠罩口的抽吸作用将有害物吸入罩内。

特点：对生产操作影响小，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接受式排风罩 排风罩口直接对着具有一定速度的污染气流的运动方向由于污染气流的定向运动，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通风吹吸式排风罩 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二. 设计局部排风罩时，应遵循的原则,近：尽可能接近有害物源 封：尽可能将有害物源封闭通：足够的排风量 顺：气流组织管理 便：尽可能不影响操作 廉：经济性好,局部排风罩设计原则：近、封、通、顺、便、廉,§3.2 密闭罩,密闭罩工作原理：它把有害物源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排出它的优点只需较小的排风量就能有效控制有害物的扩散，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况。

一、密闭罩的形式,,密闭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，产尘部位等因素来确定经验性较强局部密闭罩,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 特点：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大容积密闭罩,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，材料消耗多二、排风口位置的确定,排风口位置确定的原则是： 排风口应设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压； 不应在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内影响密闭罩内粉尘等有害物外逸的主要因素是罩内正压，因此，尘源密闭后，要防止粉尘外逸，还需通过排风消除罩内正压1. 排风口位置确定的原则,圆筒筛在工作过程中高速转动时，会带动周围空气一起运动，造成一次尘化气流高速气流与罩壁发生碰撞时，把自身的动压转化为静压，使罩内压力升高2. 罩内正压形成的主要因素,（1）机械设备运动,（2）物料运动,皮带运输机转落点的工作情况。

物料的落差较大时，高速下落的物料诱导周围空气一起从上部罩口进入下部皮带密闭罩，使罩内压力升高物料下落时的飞溅是造成罩内正压的另一个原因为了消除下部密闭罩内诱导空气的影响，物料的落差大于1m时，应在下部进行抽风，同时设置宽大的缓冲箱以减弱飞溅的影响落差小于1m时，物料诱导的空气量较小，可在上部设置排风口发生飞溅时，由于局部气流飞溅速度较高，采用抽风的方法无法抑止这种局部高速气流正确的预防方法是避免在飞溅区域内有孔口或缝隙，或者设置宽大的密闭罩，使尘化气流在到达罩壁上的孔口前速度已大大减弱当提升机提升高度较小、输送冷料时，主要在下部的物料受料点造成正压，可在下部设排风点当提升机输送热的物料时，提升机机壳类似于一根垂直风管，热气流带着粉尘由下向上运动，在上部形成较高的热压因此当物料温度为50~150℃时，要在上、下同时排风，物料温度大于150℃时只需在上部排风3）罩内外温度差,筛落的极细粉尘： v=0.4～0.6m/s 粉碎或磨碎的细粉： v＜2m/s 粗颗粒物料： v＜3m/s,3．排风口风速的确定,为了避免把过多的物料或粉尘吸入通风系统，增加除尘器的负担，排风口不应设在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内。

罩口风速不宜过高，通常根据粉尘颗粒大小按下列确定：,三、排风量的确定,密闭罩的排风量可根据进、排风量平衡确定L=L1+L2+L3+L4,L1 物料下落时带入罩内的诱导空气量； L2 由孔口或不严密缝隙吸入的空气量； L3 因工艺需要鼓入罩内的空气量； L4 在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量L=L1+L2,减少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例3-1 已知一防尘 密闭罩，工作孔的面积为0.06m2，流量系数0.5，物料带入罩内的诱导空气量为0.2m3/s，罩内要求的负压值为25Pa，确定密闭罩的排风量若罩内又出现一0.06m2的空洞没有及时修补，会出现什么问题？（空气的密度为1.2kg/m3）,§3.3 柜式排风罩,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出根据操作空间大小要求不同可做成小型通风柜或大型的室式通风柜通风柜孔口的速度分布状况对排除有害物的效果有很大影响，如果速度分布不均匀，有害物就有可能从风速低的部位向室内扩散因此，在确定通风柜的结构形式及参数时，应尽可能使孔口速度分布均匀。

小型通风柜适用于化学实验室，小零件喷漆等大型通风室操作人员在柜内工作，主要用于大件喷漆，粉料装袋等一.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，防止有害物外逸对于冷过程且有害物的密度较大，因有害物容易积在下部，应将吸风口布设在通风柜的下部，才能有效地控制有害物否则，如果将吸风口布设在上部，这时，由于工作孔上部的吸入速度为平均流速的150%，而下部仅为平均流速的60%，积在下部的有害气体就会从下部逸出冷过程通风柜,,,热过程通风柜,对于产热量较大的工艺过程，与冷过程正好相反，因柜内有害物在热气流的作用下上升积在上部，应将吸风口布设在通风柜的上部，才能有效地控制有害物否则，如果将吸风口布设在通风柜的下部，有害气体就会从上部逸出，这是不合理的布设对于散热量不稳定的过程，可在上下均设排风口，随柜内散热量的变化，调节上、下排风量的比例，使工作孔的速度分布比较均匀不稳定过程通风柜,二.送风式通风柜(用于采暖或空调房间),送风式通风柜的排风量，有70％左右由上部送风口采用室外空气供给，其余30％从室内流入罩内在需要供热（冷）的房间内，设置送风式排风柜可节能60％左右三.吹吸式通风柜,吹吸联合工作的通风柜，可以隔断室内干扰气流，防止柜内形成局部涡流，使有害物得到较好控制。

四. 排风量计算,排风量L按下式计算：,L = L1+ v×F×β m3/s,L1为柜内污染气体发生量(m3/s)； v为工作孔上的控制风速(m/s)； F为工作孔或缝隙的面积(m2)； β为安全系数，β=1.1～1.2排风量应满足工作孔的吸入风速达到控制风速的要求§3.4 外部吸气罩,外部吸气罩是依靠罩口的抽吸作用，在有害物散发地点造成一定的气流运动，把有害物吸入罩内的特点：对操作影响小、排风量大、控制距离有限、易受横向气流干扰.,排风量计算方法： 控制风速法（无污染气流的冷过程）（重点） 流量比法（有污染气流产生且量可算）（了解）,为保证有害物全部吸入罩内，必须在距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控制点上的空气运动速度称为控制风速vx,（1）按罩前有无障碍分,根据外部吸气罩的罩口形状不同，可分为圆形罩、矩形罩 和条缝罩2）按布置方式分,根据罩口前气流所受的约束情况不同，外部吸气罩分为前面无障碍的外部吸气罩和前面有障碍的外部吸气罩两类根据外部吸气罩的安装情况不同，可分为悬挂式和侧吸式3）按罩口形状分,一、外部吸气罩的基本形式,二、吸气口气流的运动规律,自由空间点汇吸气口的排风量,受限空间点汇吸气口的排风量,设计时，罩口应尽量靠近有害物源。

吸气范围小，速度衰减慢设计时，应尽量减小外部吸气罩的吸气范围三.前面无障碍的排风罩排风量计算,1 圆形吸气口,哪种情况速度衰减的慢？,适用于x1.5d吸气口速度分布的计算公式,圆形吸气口排风量的计算公式,四周无边,四周有边,在控制点上达到相同的控制风速，哪种情况所需的排风量大？,工作台上的侧吸罩,假想排风罩的排风量,实际排风罩的排风量,2 矩形吸气口,3 条缝形吸气口 b/a=0.2,排风量的计算公式,自由悬挂无法兰边,自由悬挂有法兰边或无法兰边设在工作台上,,,,l,控制风速法,控制点的风速达到控制风速所需要的排风量,罩口的速度分布,罩口的速度分布一般通过实验确定,外部吸气罩排风量,,,,控制点的控制风速vx的值与工艺过程和室内气流运动情况有关，一般通过实测求得如果缺乏现场实测的数据，设计时可参考表3-3确定当污染体发量L1≠0时，外部吸气罩的排风量应为： L=L1+L2， L1为污染气体发生量； L2为从罩口周围吸入的空气量,如果仍用控制风速法计算，边缘控制点上的实际控制风速将小于设计的控制风速 ，有害物可能逸入室内所以，在罩内有污染气流产生的情况下，可采用流量比法计算排风量流量比法,,周围空气吸入量L2与污染气体发生量L1的比值称为流量比，用K表示，即K=L2/L1。

显然，排风罩的排风量L为： L=L1+L2=L1(1+L2/L1)=L1(1+K) 对于确定的L1，不断加大排风量L时，周围空气吸入量L2增大，K值也随之增大当K值增大到一定值时，所有污染气体全部被排风罩排走污染气体刚好全部被罩排走（即不发生污染逸出）时的流量比K称为极限流量比，用KL表示，即KL= (L2/L1)limit 排风量的计算： L = L1(1+m×KL)=L1(1+KD) m——考虑干扰气流影响的安全系数； KD——设计流量比，KD=m KL 根据上述确定排风罩排风风量的方法就称为流量比法流量比法,,,,,（1）极限流量比KL的计算式都是在特定条件下通过实验求得的，计算时应注意这些公式的适用范围由于气流运动的复杂性，流量比法同样有某些不完善之处，如安全系统过大等，有待研究改进 （2）流量比法是以污染气体生量L1为基础进行计算的L1应根据实测的发散速度和发散面积计算确定如果无法确切计算污染气体发生量，建议仍按控制风速法计算 （3）周围干扰气流对排风量有很大影响，在可能条件下应设法减弱它的影响v0应尽可能实测确定应用流量比法计算应注意以下几点,四. 前面有障碍的排风罩排风量计算,为了避免横向气流的影响，要求H尽可能小于或等于0.3a（a罩口长边尺寸）。

排风量计算,五. 改善外部吸气罩控制效果措施,1 在罩口四周设固定或活动挡板,2 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α直接影响罩口速度分。