第四章 局部排風(fēng)罩

11第四章局部排風(fēng)罩2需掌握的內(nèi)容掌握局部送、排風(fēng)系統(tǒng)的組成；掌握排風(fēng)罩的類型、適用范圍、風(fēng)量確定方法；掌握常見的排風(fēng)罩的種類，了解其工作原理；理解吸氣口氣流運動規(guī)律；掌握外部吸氣罩的類型、布置原則及吸風(fēng)量計算。3局部排風(fēng)罩的作用是捕集有害物,控制污染氣流的運動,防止有害物向室內(nèi)空氣擴散。排風(fēng)罩控制有害物的效果主要取決于排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)參數(shù),排風(fēng)罩吸氣口的風(fēng)流運動規(guī)律(包括風(fēng)流結(jié)構(gòu)和風(fēng)速分布)和排風(fēng)量這三個因素。因此,學(xué)習(xí)本章內(nèi)容過程中,要抓住每一種排風(fēng)罩的這三個因素的分析計算方法和這三個因素之間的相互關(guān)系。4本章內(nèi)容4.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)

4.2局部排風(fēng)罩（吸氣罩）及其分類4.3密閉罩4.4外部吸氣罩4.5

空氣幕54.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)4.1.1局部送風(fēng)系統(tǒng)組成向局部工作地點送風(fēng)，保證工作區(qū)有良好的空氣環(huán)境的方式，稱局部送風(fēng)。對于面積較大，工作地點比較固定，操作人員較少的生產(chǎn)車間，用全面通風(fēng)的方式改善整個車間的空氣環(huán)境，既困難又不經(jīng)濟。通常在這種情況下，就可以采用局部送風(fēng)，形成對工作人員合適的局部空氣環(huán)境。局部送風(fēng)系統(tǒng)分為系統(tǒng)式和分散式兩種。如圖4.1是鑄造車間局部送風(fēng)系統(tǒng)圖，空氣經(jīng)集中處理后送入局部工作區(qū)。分散式局部送風(fēng)一般使用軸流風(fēng)扇或噴霧風(fēng)扇，采用室內(nèi)再循環(huán)空氣。64.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)4.1.2局部排風(fēng)系統(tǒng)組成在局部工作地點安裝的排除污濁氣體的系統(tǒng)稱局部排風(fēng)。如圖4.2所示，它是由以下幾部分組成。（1）局部排風(fēng)罩局部排風(fēng)罩是用來捕集有害物的。它的性能對局部排風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有直接影響。性能良好的局部排風(fēng)罩，如密閉罩，只需要較小的風(fēng)量就可以獲得良好的工作效果。74.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)（2）風(fēng)管通風(fēng)系統(tǒng)中輸送氣體的管道稱為風(fēng)管，它把系統(tǒng)中的各種設(shè)備和部件連成了一個整體。為了提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，應(yīng)合理選定風(fēng)管中的氣體流速，管路應(yīng)力求短、直。風(fēng)管通常用表面光滑的材料制作，如：薄鋼板、玻璃鋼管，有時也用混凝土、磚等材料。（3）凈化設(shè)備為防止大氣污染，當(dāng)排出空氣中有害物量超過排放標(biāo)準(zhǔn)時，必須用凈化設(shè)備處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，排入大氣。凈化設(shè)備分除塵器和有害氣體凈化裝置兩類。84.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)（4）風(fēng)機風(fēng)機向機械排風(fēng)系統(tǒng)提供空氣流動的動力。為防止風(fēng)機的磨損和腐蝕，通常把它放在凈化設(shè)備的后面。94.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)圖4.1系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)圖返回104.1局部送、排風(fēng)系統(tǒng)圖4.2局部排風(fēng)系統(tǒng)圖１－局部排風(fēng)罩；２－風(fēng)管；(３－凈化設(shè)備)；４－風(fēng)機124114.2局部排風(fēng)罩及其分類在生產(chǎn)車間設(shè)置局部排風(fēng)罩的目的是要通過排風(fēng)罩將有害物質(zhì)在生產(chǎn)地點就地排除，來防止有害物質(zhì)向室內(nèi)擴散和傳播。設(shè)計完善的局部排風(fēng)罩能在不影響生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)操作的前提下，既能夠有效地防止有害物對人體的危害，使工作區(qū)有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，又能大大減少通風(fēng)量。124.2局部排風(fēng)罩及其分類4.2.1局部排風(fēng)罩的分類局部排風(fēng)罩的形式很多，按其作用原理可分為以下幾種基本類型：（1）密閉罩如圖4.3所示，它把有害物質(zhì)源全部密閉在罩內(nèi)，在罩上設(shè)有工作孔①，以觀察罩內(nèi)工作情況，并從罩外吸入空氣，罩內(nèi)污染空氣由風(fēng)機②排出。（2）柜式排風(fēng)罩（通風(fēng)柜）如圖4.4所示，它的結(jié)構(gòu)形式與密閉罩相似，只是罩一側(cè)可全部敞開或設(shè)操作孔。操作人員可以將手伸入罩內(nèi)，或人直接進(jìn)入罩內(nèi)工作。134.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.3密閉罩

144.2局部排風(fēng)罩及其分類154.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.4柜式排風(fēng)罩164.2局部排風(fēng)罩及其分類（3）外部吸氣罩如圖4.5所示，由于工藝條件限制，生產(chǎn)設(shè)備不能密閉時，可把排風(fēng)罩設(shè)在有害物源附近，依靠風(fēng)機在罩口造成的抽吸作用，在有害物散發(fā)地點造成一定的氣流運動，把有害物吸入罩內(nèi)，這類排風(fēng)罩統(tǒng)稱為外部吸氣罩。（4）接受式排風(fēng)罩有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣流運動，帶動有害物一起運動，如高溫?zé)嵩瓷喜康膶α鳉饬鳌⑸拜喣ハ鲿r拋出的磨屑及大顆粒粉塵所誘導(dǎo)的氣流等。對這種情況，應(yīng)盡可能把排風(fēng)罩設(shè)在污染氣流前方，讓它直接進(jìn)入罩內(nèi)。這類排風(fēng)罩稱為接受罩，見圖4.6。174.2局部排風(fēng)罩及其分類（5）吹吸式排風(fēng)罩由于生產(chǎn)條件的限制，有時外部吸氣罩距有害物源較遠(yuǎn)，單純依靠罩口的抽吸作用在有害物源附近造成一定的空氣流動是困難的。在工程中,人們設(shè)想可以利用射流作為動力，把有害物輸送到排風(fēng)罩再由其排除，或者利用射流阻擋，控制有害物的擴散，這種把吹和吸結(jié)合起來的通風(fēng)方法稱為吹吸式通風(fēng)，圖4.7是吹吸式排風(fēng)罩。184.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.5外部吸氣罩194.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.6接受罩204.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.7吹吸式排風(fēng)罩

214.2局部排風(fēng)罩及其分類4.2.2局部排風(fēng)罩的工作原理（1）密閉罩它把有害物質(zhì)源全部密閉在罩內(nèi)，在罩上設(shè)有工作孔，從罩外吸入空氣，罩內(nèi)污染空氣經(jīng)風(fēng)機排入上部排風(fēng)口排出。它只需較小的排風(fēng)量就能在罩內(nèi)造成一定的負(fù)壓，能有效控制有害物的擴散，并且排風(fēng)罩氣流不受周圍氣流的影響。它的缺點是工人不能直接進(jìn)入罩內(nèi)檢修設(shè)備，有的看不到罩內(nèi)的工作情況。22234.2局部排風(fēng)罩及其分類（2）外部吸氣罩通過罩口的抽吸作用在距離吸氣口最遠(yuǎn)的有害物散發(fā)點（即控制點）上造成適當(dāng)?shù)目諝饬鲃?，從而把有害物吸入罩?nèi)?？刂泣c的空氣運動速度為控制風(fēng)速（也稱吸入速度）。罩口要控制擴散的有害物，需要必須的控制風(fēng)速Vx，為此要研究罩口風(fēng)量L、罩口至控制點的距離與控制風(fēng)速之間的變化規(guī)律。當(dāng)污染氣流的運動方向與罩口的吸氣方向不一致時，需要較大的排風(fēng)量。244.2局部排風(fēng)罩及其分類254.2局部排風(fēng)罩及其分類（3）接受式排風(fēng)罩利用生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)一定的氣流運動，而且這種氣流運動的方向是固定的，只需把排風(fēng)罩設(shè)在污染氣流前方，讓其直接進(jìn)入罩內(nèi)排出即可，接受罩只起接受作用，污染氣流的運動是生產(chǎn)過程本身造成的，而不是由于罩口的抽吸作用造成的。接受罩的排風(fēng)量取決于所接受的污染空氣量的大小，它的斷面尺寸不應(yīng)小于罩口處污染氣流的尺寸。26274.2局部排風(fēng)罩及其分類（4）吹吸式排風(fēng)罩它利用射流能量密度高、速度衰減慢的特點，用吹出氣流把有害物吹向設(shè)在另一側(cè)的吸風(fēng)口。由于吹吸式通風(fēng)依靠吹、吸氣流的聯(lián)合工作進(jìn)行有害物的控制和輸送，它具有風(fēng)量小、污染控制效果好、抗干擾能力強、不影響工藝操作等特點。在某些情況下，還可以利用吹出氣流在有害物源周圍形成一道氣幕，像密閉罩一樣使有害物的擴散控制在較小的范圍內(nèi)，保證局部排風(fēng)系統(tǒng)獲得良好的效果。圖4.8是精煉電爐上帶有氣幕的局部排風(fēng)罩，它利用氣幕抑制熱煙氣的上升，保證熱煙氣全部吸入罩內(nèi)。284.2局部排風(fēng)罩及其分類圖4.8精煉電爐上帶氣幕的排風(fēng)罩1—電爐；2—環(huán)形排風(fēng)風(fēng)管；3—環(huán)形送風(fēng)口；4—形成氣幕的定向氣流；5—由室內(nèi)吸入的空氣；6—精煉時的排氣氣流294.3密閉罩4.3.1密閉罩

將產(chǎn)塵的整個設(shè)備完全密閉起來，以隔斷在生產(chǎn)過程中一次塵化氣流和室內(nèi)二次氣流的聯(lián)系，是控制有害物擴散的最有效辦法。它的形式較多，可分為三類：（1）局部密閉罩將有害物源部分密閉，產(chǎn)塵設(shè)備及傳動裝置設(shè)在罩外。這種密閉罩罩內(nèi)容積較小，所需氣量較小。適用于含塵氣速低，連續(xù)揚塵和瞬時增壓不大的揚塵點，如圖4.9所示。304.3密閉罩圖4.9圓盤給料器密閉器314.3密閉罩（2）整體密閉罩將產(chǎn)生有害物的設(shè)備大部分或全部密閉起來，只把設(shè)備的傳動部分設(shè)置在罩外，適用于有振動或含塵氣速高的設(shè)備，如圖4.10所示。（3）大容積密閉罩將有害物源及傳動機構(gòu)全部密閉起來，形成一獨立小室。適用于多點產(chǎn)塵，陣發(fā)性產(chǎn)塵，含塵氣速高和設(shè)備檢修頻繁的場合，如圖4.11所示。324.3密閉罩（4）密閉罩的排風(fēng)量在密閉罩內(nèi)設(shè)備及物料的運動（如碾壓、摩擦等）使空氣溫度升高，壓力增加，于是罩內(nèi)形成正壓。因為密閉罩結(jié)構(gòu)并不嚴(yán)密（有孔或縫隙），粉塵隨著一次塵化過程，會沿孔隙冒出。為此在罩內(nèi)還必須排風(fēng)，使罩內(nèi)形成負(fù)壓，這樣可以有效地控制有害物質(zhì)外溢。罩內(nèi)所需負(fù)壓值可參見表4.1。為了避免把物料過多地隨排塵系統(tǒng)排出，密閉罩形式、罩內(nèi)排風(fēng)口的位置、排風(fēng)速度等要選擇得當(dāng)、合理。防塵密閉罩的形式應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的工作特點及含塵氣流運動規(guī)律規(guī)定。排風(fēng)點應(yīng)設(shè)在罩內(nèi)壓力最高的部位，以利于消除正壓。排風(fēng)口不能設(shè)在含塵氣流濃度高的部位或飛濺區(qū)內(nèi)。罩口風(fēng)速不宜過高，通常采用下列數(shù)值：篩落的極細(xì)粉塵v=0.4~0.6m/s粉碎或磨碎的細(xì)粉v<2m/s粗顆粒物料v<3m/s334.3密閉罩多數(shù)情況下防塵密閉罩的排風(fēng)量由兩部分組成，即運動物料進(jìn)入罩內(nèi)的誘導(dǎo)空氣量（如物料輸送）或工藝設(shè)備供給的空氣量（如設(shè)有鼓風(fēng)裝置的混砂機）和為消除罩內(nèi)正壓而由孔口或不嚴(yán)密縫隙處吸入的空氣量。

=+（4.1）式中——防塵密閉罩排風(fēng)量，m3/s；

——物料或工藝設(shè)備帶入罩內(nèi)的空氣量，m3/s；

——由孔口或不嚴(yán)密縫隙處吸入的空氣量，m3/s。式中可按下列計算

=m3/s（4.2）式中——敞開的孔口及縫隙總面積，m2；

——孔口及縫隙的流量系數(shù)；

——罩內(nèi)最小負(fù)壓值，Pa，見表4.1；

——敞開孔口及縫隙處進(jìn)入空氣的密度，kg/m3。

344.3密閉罩設(shè)備最小負(fù)壓值（Pa）設(shè)備最小負(fù)壓值（Pa）干碾機和混碾機1.5~2.0篩子：條篩1.0~2.0破碎機：顎式1.0多角轉(zhuǎn)篩1.0圓錐式0.8~1.0振動篩1.0~1.5棍式0.8~1.0盤式加料機0.8~1.0錘式20~30擺式加料機1.0磨機：籠磨機60~70貯料槽10~15球磨機2.0皮帶機轉(zhuǎn)運點2.0筒磨機1.0~2.6提升機2.0雙軸攪拌機1.0螺旋運輸機1.0各種設(shè)備密閉罩內(nèi)所必須保持的最小負(fù)壓值表4.1354.3密閉罩-通風(fēng)柜4.3.2柜式排風(fēng)罩柜式排風(fēng)罩俗稱通風(fēng)柜，與密閉罩相似。小零件噴漆柜，化學(xué)實驗室通風(fēng)柜是柜式排風(fēng)罩的典型結(jié)構(gòu)。通風(fēng)柜一側(cè)面完全敞開（工作窗口），柜的工作口對通風(fēng)柜內(nèi)的氣流分布影響很大，氣流分布又直接影響柜式排風(fēng)罩的工作效果。如工作口的氣流速度分布是不均勻的，有害氣體會從速度小的地點逸入室內(nèi)，為此，對通風(fēng)柜的工作情況加以分析。通風(fēng)柜的排風(fēng)量按下計算

=+m3/s（4.3）364.3密閉罩-通風(fēng)柜式中——柜內(nèi)的有害氣體發(fā)生量，m3/s；

——工作孔上的控制風(fēng)速，m/s；

——操作口或縫隙的面積，m2；

——安全系數(shù)，=1.1~1.2。對化學(xué)實驗室用的通風(fēng)柜，工作孔上的控制風(fēng)速可按表4.2確定。對某些特定的工藝過程，其控制風(fēng)速可參照表4.3確定。

=+374.3密閉罩圖4.10圓筒篩密閉罩384.3密閉罩圖4.11振動篩的密閉小室１－振動篩；２－小室排風(fēng)口；３－泄料口；４－排風(fēng)口；５－密閉小室；６－提升機394.3密閉罩-通風(fēng)柜污染物性質(zhì)控制風(fēng)速（m/s）無毒污染物0.25~0.375有毒或有危險的污染物0.4~0.5劇毒或少量放射性污染物0.5~0.6通風(fēng)柜的控制風(fēng)速表4.2404.3密閉罩-通風(fēng)柜

通風(fēng)風(fēng)柜的控制風(fēng)速表4.3序號生產(chǎn)工藝有害物的名稱速度（m/s）一、金屬熱處理1油槽淬火、回火油蒸氣、油分解產(chǎn)物（植物油為丙烯醛）熱0.32硝石槽內(nèi)淬火t=400~700℃硝石、懸浮塵、熱0.33鹽槽淬火t=400℃鹽、懸浮塵、熱0.54熔銅t=400℃鉛1.55氰化t=700℃氫化合物1.5414.3密閉罩-通風(fēng)柜二、金屬電鍍6鍍鎘氫氰酸蒸氣1~1.57氰銅化合物氫氰酸蒸氣1~1.58脫脂：（1）汽油（2）氯化氫（3）電解汽油、氯表碳?xì)浠衔镎羝?.3~0.50.5~0.70.3~0.59鍍鉛鉛1.510酸洗：（1）硝酸（2）鹽酸酸蒸氣和硝酸酸蒸氣（氯化氫）0.7~1.00.5~0.711鍍鉻鉻酸霧氣和蒸氣1.0~1.512氰化鍍鋅氫氰酸蒸氣1.0~1.5424.3密閉罩-通風(fēng)柜三、涂刷和溶解油漆13苯、二甲苯、甲苯溶解蒸氣0.5~0.714煤油、白節(jié)油、松節(jié)油溶解蒸氣0.515無甲酸戌酯、乙酸戌酯的漆0.516無甲酸戌酯、乙酸戌酯和甲烷的漆0.7~1.017噴漆漆懸浮物和溶解蒸氣1.0~1.5434.3密閉罩-通風(fēng)柜四、使用粉散材料的生產(chǎn)過程18裝料粉塵允許濃度：10mg/m3以下4mg/m3以下小于1mg/m3以下0.70.7~1.01.0~1.519手工篩分和混合篩分粉塵允許濃度：10mg/m3以下4mg/m3以下小于1mg/m3以下1.01.251.520稱量和分裝粉塵允許濃度：10mg/m3以下小于1mg/m3以下0.70.7~1.0444.3密閉罩-通風(fēng)柜21小件噴砂清理硅鹽酸1~1.522小零件金屬噴鍍各種金屬粉塵及其氧化物1~1.523水溶液蒸發(fā)水蒸氣0.324柜內(nèi)化學(xué)實驗工作各種蒸氣氣體允許濃度>0.01mg/L<0.01mg/L0.50.7~1.0454.3密閉罩-通風(fēng)柜25焊接：（1）用鉛或焊錫（2）用錫和其他不含鉛的金屬合金允許濃度：抵于0.01mg/L抵于0.01mg/L0.5~0.70.3~0.526用汞的工作（1）不必加熱的（2）加熱的汞蒸氣汞蒸氣0.7~1.01.0~1.2527有特殊有害物的工序（如放射性物質(zhì)）各種蒸氣、氣體和粉塵2~328小型制品的電焊（1）優(yōu)質(zhì)焊條（2）裸焊條金屬氧化物金屬氧化物0.5~0.70.5工作孔的速度分布對其工作效果有很大影響。工作孔速度分布不均勻，有害氣體會從速度小的地點逸入室內(nèi)。右圖是冷過程通風(fēng)柜采用上部排風(fēng)時，氣流的運動情況。工作孔上部的吸入速度為平均流速的150%，而下部僅為平均流速的60%，有害氣體會從下逸出。

4.3密閉罩-通風(fēng)柜為了改善這種狀況，應(yīng)把排風(fēng)口設(shè)在通風(fēng)柜的下部，如圖所示。

4.3密閉罩-通風(fēng)柜對于產(chǎn)熱量較大的工藝過程，罩內(nèi)的熱氣流要向上浮升，如果仍象冷過程一樣，在下部吸氣，有害氣體就會從上部逸出，見右圖。因此熱過程的通風(fēng)柜必須在上部排風(fēng)。

4.3密閉罩-通風(fēng)柜對于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程，可在上下均設(shè)排風(fēng)口，見圖，隨柜內(nèi)發(fā)熱量的變化，調(diào)節(jié)上、下排風(fēng)量的比例，使工作孔的速度分布比較均勻。4.3密閉罩-通風(fēng)柜通風(fēng)柜型式很多，按排氣口的位置可分為

1).上部排風(fēng)通風(fēng)柜

2).下部排風(fēng)通風(fēng)柜

3).上下聯(lián)合排風(fēng)通風(fēng)柜4).供氣式通風(fēng)柜4.3密閉罩-通風(fēng)柜4.3密閉罩-通風(fēng)柜右圖是送風(fēng)式通風(fēng)柜，通風(fēng)柜排風(fēng)量的70%左右由上部洞口送給（采用室外空氣），其余30%左右從室內(nèi)流入罩內(nèi)。在需要供熱或供冷的房間設(shè)置送風(fēng)式通風(fēng)柜后，可以節(jié)能60%左右。

4.3密閉罩-通風(fēng)柜534.4外部吸氣罩4.4.1吸氣罩口氣體流動規(guī)律外部吸氣罩是通過罩口的抽吸作用在距離吸氣口最遠(yuǎn)的有害物散發(fā)點（即控制點）上造成適當(dāng)?shù)目諝饬鲃?，從而把有害物吸入罩?nèi)?？刂泣c的空氣運動速度為控制風(fēng)速（也稱吸入速度）。罩口要控制擴散的有害物，需要造成必須的控制風(fēng)速Vx，為此要研究罩口風(fēng)量L、罩口至控制點的距離X與控制風(fēng)速Vx之間的變化規(guī)律。544.4外部吸氣罩（1）點匯吸氣口根據(jù)流體力學(xué)，位于自由空間的點匯吸氣口（圖4.12）的吸風(fēng)量為

=4=4（4.4）

/=（4.5）式中，——點1和點2的空氣流速，m/s；，——點1和點2至吸氣口的距離，m。吸氣口在平壁上，吸氣氣流受到限制，吸氣范圍僅半個球面，它的吸風(fēng)量為

=2=2（4.6）由公式（4.5）可以看出，吸氣口處某一點的空氣流速與該點至吸氣口距離的平方成反比，而且它是隨吸氣口吸氣范圍的減小而增大的，因此設(shè)計時罩口應(yīng)盡量靠近有害物源，并設(shè)法減小其吸氣范圍。55圖4.12點匯吸氣口（a）自由的吸氣口；（b）受限的吸氣口4.4外部吸氣罩56（2）圓形或矩形吸氣口工程上應(yīng)用的吸氣口都有一定的幾何形狀、一定的尺寸，它們的吸氣口外氣流運動規(guī)律和點匯吸氣口有所不同。目前還很難從理論上準(zhǔn)確解釋出各種吸氣口的流速分布，一般借助實驗測的各種吸氣口的流速分布圖，而后借助此圖推出所需排風(fēng)量的計算公式。圖4.13和圖4.14就是通過實驗求得四周無法蘭邊和四周有法蘭邊的圓形吸氣口的速度分布圖。兩圖的實驗結(jié)果可用式（4.7）和式（4.8）表示。對于無邊的圓形或矩形（寬長比不小于1︰3）吸氣口有4.4外部吸氣罩

(4.7)57圖4.13四周無邊圓形吸氣口的速度分布圖圖4.14四周有邊圓形吸氣口的速度分布圖4.4外部吸氣罩58對于有邊的圓形或矩形（寬長比不小于1︰3）吸氣口有

(4.8)式中——吸氣口的平均流速，m/s；

——控制點的吸入速度，m/s；

——控制點至吸氣口的距離，m；

F——吸氣口面積，m2。式（4.7）和式（4.8）僅適用于≤1.5的場合，當(dāng)>1.5時，實際的速度衰減要比計算值大。4.4外部吸氣罩594.4.2前面無障礙吸氣罩風(fēng)量計算（1）控制風(fēng)速的確定控制風(fēng)速值與工藝過程和室內(nèi)氣流運動情況有關(guān)，一般通過實測求得。若缺乏現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)，設(shè)計時可參考表4.4和表4.5確定。4.4外部吸氣罩60污染物放散情況最小控制風(fēng)速（m/s）舉例以輕微的速度放散到相應(yīng)平靜的空氣中0.25~0.5槽內(nèi)液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外逸以較低的初速度放散到尚屬平靜的空氣中0.5~1.0噴漆室內(nèi)噴漆；斷續(xù)地傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接以相當(dāng)大的速度放散出來，或是放散到空氣運動迅速的區(qū)域1~2.5在小噴漆室內(nèi)用高力噴漆；快速裝袋或裝桶；往運輸器上給料以高速放散出來，或是放散到空氣運動很迅速的區(qū)域2.5~10磨削；重破碎；滾筒清理表4-44.4外部吸氣罩61范圍下限范圍上限室內(nèi)空氣流動小或有利于捕集室內(nèi)有擾動氣流有害物毒性低有害物毒性高間歇生產(chǎn)產(chǎn)量低連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)量高大罩子大風(fēng)量小罩子局部控制表4-54.4外部吸氣罩62（2）吸風(fēng)量的確定①圓形或矩形的吸氣口圓形無邊==（10+）m3/s（4.9）四周有邊==0.75（10+）m3/s（4.10）②工作臺側(cè)吸罩四周無邊=（5+）m3/s（4.11）四周有邊=0.75（5+）m3/s（4.12）式中——實際罩口面積，m2。公式（4.11）和式（4.12）適用于<2.4的場合。4.4外部吸氣罩63③寬長比（b/l）<1/3的條縫形吸氣口，其吸風(fēng)量按下式計算自由懸掛無法蘭邊時=3.7m3/s（4.13）自由懸掛有法蘭邊或無法蘭邊設(shè)在工作臺上時

=2.8m3/s（4.14）有法蘭邊設(shè)在工作臺上時

=2m3/s（4.15）式中——條縫口長度，m。4.4外部吸氣罩644.4外部吸氣罩4.4.3前面有障礙吸氣罩風(fēng)量計算吸氣罩如果設(shè)在工藝設(shè)備上方，由于設(shè)備的限制，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)。上吸式吸氣罩的尺寸及安裝位置按圖4.15確定。為了避免橫向氣流的影響，要求H盡可能小于或等于0.3（罩口長邊尺寸）。65圖4.15冷過程的上吸氣式吸氣罩4.4外部吸氣罩66前面有障礙的罩口尺寸可按下式確定

A=+0.8Hm（4.16）

B=+0.8Hm（4.17）式中A，B——罩口長、短邊尺寸，m；，——污染源長、短邊尺寸，m；

——罩口距污染源的距離，m。其吸風(fēng)量可按下式計算

=m3/s（4.18）式中P——吸氣罩口敞開面的周長，m；

——邊緣控制點的控制風(fēng)速，m/s；

K——安全系數(shù)，通常K=1.4。以上確定外部吸氣罩吸風(fēng)量的計算方法稱為控制風(fēng)速法，這種方法僅適用于冷過程。4.4外部吸氣罩67【例4.1】有一浸漆槽槽面尺寸為0.5×0.8m。為排除有機溶劑蒸氣，在其上方設(shè)排風(fēng)罩（吸氣罩），罩口至槽口面H=0.4m，罩的一個長邊設(shè)有固定擋板，計算排風(fēng)罩吸風(fēng)量。解：根據(jù)表4.4、4.5取=0.25m/s，則罩口尺寸長邊A=0.8+0.8×0.4=1.12m

短邊B=0.5+0.8×0.4=0.82m罩口敞開面周長P=1.12+0.82×2=2.76m根據(jù)公式（4.18）有

==1.4×2.76×0.4×0.25=0.37m3/s4.4外部吸氣罩684.4.4條縫式槽邊排風(fēng)罩風(fēng)量計算條縫式槽邊排風(fēng)罩，專門用于各種工藝槽，如電鍍槽、酸洗槽等。它是為了不影響工人操作而在槽邊上設(shè)置的條縫形吸氣口。常用的槽邊排風(fēng)罩的形式有：平口式、條縫式。平口式槽邊排風(fēng)罩因吸氣口上不設(shè)法蘭邊，吸氣范圍大。但是當(dāng)槽靠墻布置時，如同設(shè)置了法蘭邊一樣，吸氣范圍由3π/2減少為π/2，見圖4.16，減少吸氣范圍吸風(fēng)量會相應(yīng)減少。4.4外部吸氣罩69圖4.16槽的布置形式（a）靠墻布置(b）自由布置4.4外部吸氣罩70槽邊B≤700mm需用單側(cè)排風(fēng)，B＞700mm時采用雙側(cè)，B＞1200mm時宜采用吹吸式排風(fēng)罩。條縫式槽邊排風(fēng)罩的布置除單側(cè)和雙側(cè)外,還可按圖4.17的形式布置,它們稱為周邊式槽邊排風(fēng)罩。條縫式槽邊排風(fēng)罩的特點是截面高度E較大，E≥250mm的稱為高截面,E﹤250mm的稱為低截面。增大截面高度如同設(shè)置了法蘭邊一樣,可以減少吸氣范圍。因此,它的吸風(fēng)量小，它的缺點是占用空間大,對于手工操作有一定影響。4.4外部吸氣罩71圖4.17周邊型槽邊排風(fēng)罩4.4外部吸氣罩72條縫式槽邊排風(fēng)罩的條縫口有等高條縫(圖4.18(a))和楔形條縫(圖4.18(b))兩種。條縫口高度可按下式確定：（4.19）式中——排風(fēng)罩吸風(fēng)量，m3/h；

——條縫口長度，m；

——條縫口的吸入速度，m/s，=7~10m/s，吸風(fēng)量大時可適當(dāng)提高。一般取h≤50mm。4.4外部吸氣罩73采用等高條縫，條縫口速度分布不易均勻，末端風(fēng)速小，靠近風(fēng)機的一端風(fēng)速大。條縫口的速度分布與條縫口面積與罩子斷面面積之比（/）有關(guān)，/越小，速度分布越均勻。/≤0.3時可近似認(rèn)為是均勻的。為了均勻吸風(fēng)可以采用楔形條縫，楔形條縫的高度可按表4.6確定。如槽長大于1500mm時可沿槽長度方向分設(shè)兩個或三個排風(fēng)罩（如圖4.19所示），對分開后的排風(fēng)罩來說一般/≤0.3，這樣仍可采用等高條縫，條縫高度不宜超過50mm。4.4外部吸氣罩74圖4.18條縫口4.4外部吸氣罩75圖4.19多風(fēng)口布置4.4外部吸氣罩76f/F1≤0.5≤1.0條縫末端高度h11.3h01.4h0條縫始端高度h20.7h00.6h0楔形條縫口的確定表4.64.4外部吸氣罩77條縫式槽邊排風(fēng)罩的吸風(fēng)量可按下列公式計算：（1）高截面單側(cè)吸風(fēng)

=2m3/s（4.20）（2）低截面單側(cè)吸風(fēng)

=3m3/s（4.21）（3）高截面雙側(cè)吸風(fēng)

=2m3/s（4.22）（4）低截面雙側(cè)吸風(fēng)（總風(fēng)量）

=3m3/s（4.23）（5）高截面周邊型吸風(fēng)

=1.57m3/s（4.24）（6）低截面周邊型吸風(fēng)

=2.36m3/s（4.25）4.4外部吸氣罩78式中——槽長，m；

——槽寬，m；

——圓槽直徑，m；

——邊緣控制點的控制風(fēng)速，m/s。值可查表確定。條縫式槽邊排風(fēng)罩的局部阻力用下式計算

=Pa（4.26）式中——局部阻力系數(shù)，=2.34；

——條縫口上空氣流速，m/s；

——周邊空氣密度，kg/m3。平口式槽邊吸氣罩的吸風(fēng)量可根據(jù)相應(yīng)的條縫式低截面槽邊吸氣的吸風(fēng)量乘以修正系數(shù)K，單側(cè)吸氣K為1.15，雙側(cè)吸氣K為1.20。4.4外部吸氣罩79【例4.2】長1m，寬0.8m的酸性鍍銅槽，槽內(nèi)溶液溫度等于室溫。設(shè)計該槽上的槽邊排風(fēng)罩。解：因B＞700mm，采用雙側(cè)。選用高截面E×F=250×250mm（國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計共有250×250、250×200、200×200mm三種斷面尺寸）。控制風(fēng)速查附錄5，得=0.3m/s總排風(fēng)量L=2AB=2×0.3×1×0.8=0.4m3/s每一側(cè)吸風(fēng)量==×0.4=0.2m3/s取條縫口風(fēng)速=8m/s。4.4外部吸氣罩801.采用等高條縫條縫口面積

=/=0.2/8=0.025m2條縫口高度

=/A=0.025m=25mm/=0.025/0.25×0.25=0.4＞0.3為保證條縫口速度分布均勻，在每一側(cè)分設(shè)兩個罩子，設(shè)兩根排氣立管。

/=0.2＜0.3=ξ=2.34××1.2=90Pa4.4外部吸氣罩812.若采用楔形條縫，查表4.6，得

=1.3=1.3×25=32.5mm，可取33mm；

=0.7=0.7×25=17.5mm，可取18mm；

=90Pa每側(cè)設(shè)一個罩子，共設(shè)一個排氣管。4.4外部吸氣罩824.4.5吹吸式排風(fēng)罩風(fēng)量計算吹吸氣流的運動情況較為復(fù)雜，缺乏統(tǒng)一的計算方法，下面介紹一種代表性的計算方法——速度控制法。只要吸風(fēng)口前射流末端的平均速度保持一定數(shù)值（通常要求不小于0.75～1m/s），就能保證對有害物的有效控制。這種方法只考慮吹出氣流的控制和輸送作用，不考慮吸風(fēng)口的作用，把它看作是一種安全因素。4.4外部吸氣罩83對工業(yè)槽，其設(shè)計要點如下：（1）對于有一定溫度的工業(yè)槽，吸風(fēng)口前必須的射流平均速度按下列經(jīng)驗數(shù)值確定：槽溫t=70～95℃=H（H為吹、吸風(fēng)口間距離m）m/s

t=60℃=0.85Hm/s

t=40℃=0.75Hm/s

t=20℃=0.5Hm/s（2）為了避免吹出氣流溢出吸風(fēng)口外，吸風(fēng)口的吸風(fēng)量應(yīng)大于吸風(fēng)口前射流的流量，一般為射流末端流量的（1.1～1.25）倍。4.4外部吸氣罩84（3）吹風(fēng)口高度一般為（0.01～0.15）H，為了防止吹風(fēng)口發(fā)生阻塞，應(yīng)大于5～7mm。吹風(fēng)口出口流速不宜超過10～12m/s，以免液面波動。（4）要求吸風(fēng)口上的氣流速度≤（2～3），過大，吸風(fēng)口高度過小，污染氣流容易溢入室內(nèi)。但是也不能過大，以免影響操作。4.4外部吸氣罩85【例4.3】某工業(yè)槽寬H=2.0m、長l=2m，槽內(nèi)溶液溫度t=60℃，采用吹吸式排風(fēng)罩。計算吹、吸風(fēng)量及吹、吸風(fēng)口高度。解：1.吹風(fēng)口前射流末端平均風(fēng)速

=0.85H=0.85×2=1.7m/s2.吹風(fēng)口高度=0.015H=0.015×2=0.03m=30mm3.根據(jù)流體力學(xué)平面射流的公式計算吹風(fēng)口出口流速因=1.7m/s是指射流末段有效部分的平均風(fēng)速，可以近似認(rèn)為射流末段的軸心風(fēng)速

=2=2×1.7=3.4m/s=m/s4.4外部吸氣罩864.吹風(fēng)口射流流量

==0.03×2×10.5=0.63m3/s5.計算吸風(fēng)口前射流流量根據(jù)流體力學(xué)

==2.8m3/s4.4外部吸氣罩876.吹風(fēng)口的排風(fēng)量

m3/s7.吸風(fēng)口氣流速度

=3=3×1.7=5.1m/s8.吸風(fēng)口高度

=m取mm4.4外部吸氣罩884.4.6接受罩風(fēng)量計算（1）熱源上部的熱射流接受罩接受的氣流可分為兩類：粒狀物料高速運動時所誘導(dǎo)的空氣流動（如砂輪機等）、熱源上部的熱射流兩類。前者影響因素較多，多由經(jīng)驗公式確定。后者可分為生產(chǎn)設(shè)備本身散發(fā)的熱煙氣（如煉鋼爐散發(fā)的高溫?zé)煔猓⒏邷卦O(shè)備表面對流散熱時形成的熱射流。通常生產(chǎn)設(shè)備本身散發(fā)的熱煙氣由實測確定，因而我們著重分析設(shè)備表面對流散熱時形成的熱射流。熱射流的形態(tài)如圖4.20所示。熱設(shè)備將熱量通過對流散熱傳給相鄰空氣，周圍空氣受熱上升，形成熱射流。我們可以把它看成是從一個假想點源以一定角度擴散上升的氣流，根據(jù)其變化規(guī)律，可以按以下方法確定熱射流在不同高度的流量、斷面直徑等。4.4外部吸氣罩89圖4.20熱源上部接受罩4.4外部吸氣罩90在H/B=0.9~0.7的范圍內(nèi)，在不同高度上熱射流的流量

=0.04（4.27）式中Q——熱源的對流散熱量，kJ/s；

Z=H+1.26B

m

（4.28）式中H——熱源至計算斷面的距離，m；

B——熱源水平投影的直徑或長邊尺寸，m。對熱射流觀察發(fā)現(xiàn)，在離熱源表面（1~2）B處射流發(fā)生收縮（通常在1.5B以下），在收縮斷面上流速最大，隨后上升氣流逐漸緩慢擴大。近似認(rèn)為熱射流收縮斷面至熱源的距離≤1.5（為熱源的水平投影面積），收縮斷面上的流量按下式計算

=0.167m3/s（4.29）4.4外部吸氣罩91熱源的對流散熱量

Q=J/s（4.30）式中——熱源的對流放熱面積，m2；

——熱源表面與周圍空氣的溫度差，℃；

——對流放熱系數(shù)，J/(m2·s·℃)。

=（4.31）式中——系數(shù)，對于水平散熱面=1.7，垂直散熱面

=1.13。在某一高度上熱射流的斷面直徑

=0.36H+Bm（4.32）4.4外部吸氣罩92（2）罩口尺寸的確定理論上只要接受罩的吸風(fēng)量、斷面尺寸等于罩口斷面上熱射流的流量、尺寸，污染氣流就會被全部排除。實際上由于橫向氣流的影響，熱射流會發(fā)生偏移，可能溢向室內(nèi)，且接受罩的安裝高度越大，橫向氣流的影響愈重，因此需適當(dāng)加大罩口尺寸和吸風(fēng)量。熱源上部接受罩可根據(jù)安裝高度的不同分成兩大類：低懸罩（H≤1.5），高懸罩