大氣的相關知識

1、集 氣 罩1控制空氣污染物在車間內外擴散的局部通風方法，簡單地說，就是在局部污染源設置集氣罩 ，把污染空氣搜集起來并經凈化后排至室外 ，這是生產車間控制污染的最有效 、最常用的方法 。21凈化系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)設計的基本內容一.局部排氣凈化系統(tǒng)的組成 圖13-1 局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖 1、集氣罩；2、排風管；3、凈化設備；4、風；5、煙囪；3一.局部排氣凈化系統(tǒng)的組成 (1) 集氣罩:集氣罩是用來捕集污染空氣的，其性能對凈化系統(tǒng) 的技術經濟指標有直接的影響。 (2)風管:在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設備和部件連成一個整體。(3)凈化設備:為了防止大氣污染 ，當排氣中

2、污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設備進行處理 。(4)通風機 :通風機是系統(tǒng)中氣體流動的動力。防止通風機的磨損和腐蝕通常把風機設在凈化裝備的后面。 (5)煙 囪: 煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。4二.局部排氣凈化系統(tǒng)設計的基本內容 1、捕集裝置設計2、凈化系統(tǒng)的選擇或設計(1)選擇依據(jù)a.污染物的種類與性質； b.處理量； c.凈化效率； d.凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經濟及社會效益。(2)一般程序a.工程調查； b.確定凈化程度； c.選擇合理的凈化工藝； d.選擇適當?shù)膬艋b置，確定合理的凈化系統(tǒng)配置； e.確定凈化系統(tǒng)運行參數(shù)和技術經濟指標。 5二、局部排氣凈化系統(tǒng)設計的基本內容(3)除塵系統(tǒng)與

3、裝置的選擇(4)吸收系統(tǒng)與裝置的選擇(5)吸附系統(tǒng)與吸附裝置的選擇(6)凈化裝置的費用 設備投資費；運行費用；總費用3.管道系統(tǒng)的設計4.排放煙囪設計62 集氣罩的集氣機理集氣罩氣流流動的基本理論 a 集氣罩匯集污染物，是一種流體動力學捕集。b 集氣罩口氣流流動方式有兩種 :一種是吸氣口氣流的吸人流動，一種是吹氣口氣流的吹出流動。 7圖13-2點匯氣流流動情況吸入氣流1.外部吸氣罩罩口氣流流動規(guī)律a.速度分布: 等速面的形式確定其分布規(guī)律Q = 4r12u1 = 4r22u2 (13-1) 于是： u1/u2 = (r2/r1)2 (13-2) 表明吸氣口外氣流速度衰減很快，應盡量減少罩口至污

4、染源的距離。8 2.罩口的設置位置對氣流分布的影響 如果吸氣口設在墻上，則吸氣口的吸氣量為 Q=2r12u1=2r22u2 (13-3) 比較式(13-1)(13-3)，可見： （1）吸氣速度相同時，同一距離上Q （懸空設置的吸氣口）= 2 Q （有一面阻擋的吸氣口） （2）吸風量相同時，同一距離上 u（有一面阻擋的吸氣口）= 2 u（懸空設置的吸氣口）3.吸風罩的形式對氣流速度分布的影響 有邊的吸風口比無邊的吸風口流速衰減慢，實際等速面為橢圓形。 9吹出氣流空氣從管口噴出，在空間形成的一股氣流稱為空氣射. 圖 射流結構示意圖10三、吸入氣流與吹出氣流（1）吹出氣流由于卷吸作用,沿射流方向流量

5、不斷增加,射流呈錐形；吸入氣流的等速面為橢球面,通過各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。（2）射流線上的速度基本上與射程成反比,而吸氣區(qū)內氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以,吸氣口能量衰減很快,其作用范圍較小。四、吹吸氣流吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流.在集氣罩設計中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需“控制風速”的形成，稱為吸入式集氣罩.113 集氣罩的基本類型 集氣罩：是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產車間及大氣擴散，造成污染。 形式：（1）按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式；（2）按集氣罩與污染源的相對位置及適用

6、范圍， 吸氣式集氣罩分為： 密閉罩、排氣柜、外部集 氣罩、接受式集氣罩等。 12密 閉 罩 局部密閉罩 整體密閉罩 大容積密閉罩13密 閉 罩143 集氣罩的基本類型一.密閉罩定義：將污染源的局部或整體密閉起來，在罩內保持一定負壓，可防止污染物的任意擴散。特點：所需排風量最小，控制效果最好，且不受室內氣流干擾，設計中應優(yōu)先選用。結構形式：局部密閉罩、 整體密閉罩、大容積密閉罩 1.局部密閉罩 特點：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便； 適用：產塵點固定、產塵氣流速度較小且連續(xù)產塵的地點。152.整體密閉罩 特點：容積大，密閉性好。 適用：多點塵源、攜氣流速大或有振動的產塵設備。3.大容積密閉罩

7、 特點：容積大，可緩沖產塵氣流，減少局部正壓，設備檢修可在罩內進行。適用：多點源、陣發(fā)性、氣流速度大的設備和污染源。 大容積密閉罩半密閉罩164.布置要求a.設置必要的觀察窗、操作門和檢修門；b.罩內應保持一定的均衡負壓，避免煙塵逸出；c.盡量避開揚塵中心,防止大量物料隨氣流帶至罩口被吸走；d.處理熱物料時，應考慮熱壓對氣流運動的影響，通常適當加大密閉罩容積，吸風點設于罩子頂部最高點。局部密閉罩整體密閉罩17排氣柜排氣柜可使產生有害煙塵的操作在柜內進行。 1. 結構形式a、排氣口在操作口對面操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。b、排氣口設在柜頂 操作口上部形成較大進氣流速，而下部進

8、氣流速較小， 氣柜內易形成渦流，可能造成有害氣體外逸c、在對面和頂部同時設置排氣口2. 布置要求：盡量避開門窗和其它進風口。18排氣柜19排氣柜20外部吸(集、排)氣罩定義: 通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。特點:結構簡單，制造方便；但所需排風量較大，且易受室內橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見形式:頂吸罩、側面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩. 21外部排氣罩22接受式排氣罩 1.定義：接受由生產過程（如熱過程、機械運動過程）產生或誘導出來的污染氣流的一種排氣罩。23接受式排氣罩242.特點：罩口外的氣流運動不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生產本身過程產生。3.類型: a

9、.低懸罩（罩口高度1.5A1/2） A-熱設備的水平投影面積。4.低懸罩:其熱射流量 = 熱設備的水平投影面積上所產生的起始對 流熱射流量。其計算式為：若熱射流量是由生產設備本身產出的，其起始流量主要由實驗測的。5.高懸罩： 設熱設備水平投影面的直徑為d，則熱射流在距熱設備h處的斷面平均流速、斷面直徑和氣流量可由經驗式計算。 四.接受式排氣罩256.設計計算 排氣量計算接受罩懸掛越高，橫向氣流對熱射流的影響越大。因此接受罩罩口面積需適當放大，相應地排氣量應大于熱射流量。7.低懸罩實際罩口尺寸計算式8.高懸罩實際罩口尺寸計算式9.實際排氣量計算式： Q=Q+ uzA 式中： Q-罩口斷面上熱射流

10、的流量； uz -罩口斷面上熱射流的平均流速； A -罩口的擴大面積 接受式排氣罩26吹吸式排氣罩及空氣幕 1.吹吸式排氣罩的工作原理當外部吸氣罩與污染源的距離較大時，可以在外部吸氣罩的對面設置一吸氣口，從而形成一層空氣幕阻止污染物的散逸，同時也誘導污染氣流一起向排氣罩流動。 吹吸式排氣罩的工作情況圖 槽子吹吸式排氣罩27吹吸式排氣罩282.特點：采用氣幕抑制污染物擴散，具有氣量小，抗干擾能力強，不影響工藝操作、效果好的特點。 3.吹吸式排氣罩的設計計算a.適用：在槽、臺寬度較大（2m）的工作槽上，采用此類排氣罩控制污染物的擴散，效果較佳。b.設計時注意事項（1）防止吹氣射流產生彎曲；（2）條

11、縫口寬度速度；（3）吹氣罩排氣量；（4）吹氣口高度。五.吹吸式排氣罩及空氣幕294.氣幕及其應用 a.作用：可有效地抑制污染物擴散。 b.應用： （1）當接受罩懸掛較高時，用吹氣射流阻擋橫向氣流 （2）采用氣幕控制破碎機料坑的揚塵 （3）采用氣幕控制整個車間的污染源。 五.吹吸式排氣罩及空氣幕304集氣罩性能參數(shù)及計算一、排風量的確定1.排風量的測定方法集氣罩排風量Q(m3/S) ，可以通過實測罩口的平均吸氣速度0 (m/S) 和罩口面積A0（m2）確定。 Q= 0 A0 (m3/S) 也可以通過實測連接罩口上的平均吸氣速度 (m/S) ，氣流動壓Pd(Pa)或靜壓PS(Pa)及其管道斷面積A

12、 （m2）按下式確定。 式中: 氣體密度,kg/m3 -集氣罩的流量系數(shù)314集氣罩性能參數(shù)及計算2.排風量的計算（1）控制速度法（2）流量比法 把集氣罩排風量Q3看作是污染氣流量Q1和從罩口周圍吸入室內空氣量Q2之和,即 Q3=Q1+Q2=Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+K) KV=(Q2/Q1)linit K-為流量比 KV提高實驗求出,與污染物發(fā)生量無關,只與 污染源和集氣罩的相對尺寸有關.324集氣罩性能參數(shù)及計算二、壓力損失的確定 由于集氣罩罩口處于大氣中,所以該處的全壓等于零.因而集氣罩的壓力損失寫為 P=0P= (Pd-Ps)=|Ps|Pd =（ Pd / |Ps| ）1/2

13、=1/（ 1 ）1/2 -流量系數(shù) -壓力損失系數(shù)33 5集氣罩的設計方法a.集氣罩應盡可能將污染源包圍起來，使污染物的擴散限制在最小的范圍內，以便防止橫向氣流的干擾，減少排氣量。b.集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運動方向一致，充分利用污染氣流的初始動能。c.在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風量；d.集氣罩的吸氣氣流不允許經過人的呼吸區(qū)再進入罩內；e.集氣罩的結構不應妨礙人工操作和設備檢修。 345集氣罩的設計方法一、密閉罩1. 結構形式 局部密閉罩. 整體密閉罩.大容積密閉罩2. 布置要求 (1) 設置必要的觀察窗.操作門和檢修門 (2) 罩內應保持一定的均衡負壓 (3) 盡量避開揚塵中心,防止大量物料隨氣流帶至罩口被吸走. (4) 處理熱物料時,應考慮熱壓對氣流運動的影響,常常適當加大密閉罩容積,吸風點設于罩子頂部最高點. 3.密閉罩的排氣量計算 罩內風量Q可由下式獲得:Q=Q1+Q2 實際中常根據(jù)經驗數(shù)據(jù)和有關手冊來確定.352.排氣柜的排氣量計算排氣柜的排氣量 可按下式計算： Q =u0A0 式中：Q -排氣量；u0-操作口的平均吸氣速度，一般選用0.51.5m/s，對危害性大的煙氣，取較大值； A0-操作口的面積； -安全系數(shù)，一般情況下介于1.05 1.10。二.排氣柜36三、外部吸氣罩1.外部吸氣罩常見形式 頂吸罩.側面吸