通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)課件

通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容:§1凈化系統(tǒng)的組成及基本內(nèi)容§2集氣罩的集氣機(jī)理§3集氣罩的基本類(lèi)型§4集氣罩性能參數(shù)及計(jì)算§5集氣罩設(shè)計(jì)的方法1．教學(xué)要求要求了解集氣罩的集氣類(lèi)型，理解和掌握集氣罩的集氣機(jī)理掌握集氣罩的設(shè)計(jì)方法。2、教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)集氣罩的集氣機(jī)理及設(shè)計(jì)方法3、教學(xué)難點(diǎn)集氣罩的設(shè)計(jì)方法

空氣污染物在車(chē)間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散的。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程散發(fā)到車(chē)間空氣中的污染物，只要控制住室內(nèi)二次氣流的運(yùn)動(dòng)，就可以控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車(chē)間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。這就是采用局部排氣通風(fēng)方法控制空氣污染物擴(kuò)散的依據(jù)?？刂瓶諝馕廴疚镌谲?chē)間內(nèi)外擴(kuò)散的局部通風(fēng)方法，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，把污染空氣搜集起來(lái)并經(jīng)凈化后排至室外，這是生產(chǎn)車(chē)間控制污染的最有效、最常用的方法

§1凈化系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)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(fēng)管；3、凈化設(shè)備；4、風(fēng)；5、煙囪；一.局部排氣凈化系統(tǒng)的組成

(1)集氣罩:集氣罩是用來(lái)捕集污染空氣的，其性能對(duì)凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。(2)風(fēng)管:在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱(chēng)為風(fēng)管，通過(guò)風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個(gè)整體。(3)凈化設(shè)備:為了防止大氣污染，當(dāng)排氣中污染物含量超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用凈化設(shè)備進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排人大氣。(4)通風(fēng)機(jī):通風(fēng)機(jī)是系統(tǒng)中氣體流動(dòng)的動(dòng)力。為了防止通風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，通常把風(fēng)機(jī)設(shè)在凈化裝備的后面。(5)煙囪:煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后的煙氣中仍含有一定量的污染物。這些污染物在大氣中擴(kuò)散、稀釋?zhuān)⒆罱K沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度.二.局部排氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1、捕集裝置設(shè)計(jì)2、凈化系統(tǒng)的選擇或設(shè)計(jì)(1)選擇依據(jù)a.污染物的種類(lèi)與性質(zhì)；b.處理量；c.凈化效率；d.凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。(2)一般程序

a.工程調(diào)查；b.確定凈化程度；

二、局部排氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容c.選擇合理的凈化工藝；d.選擇適當(dāng)?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(yùn)行參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

(3)除塵系統(tǒng)與裝置的選擇(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(fèi)用設(shè)備投資費(fèi)運(yùn)行費(fèi)用總費(fèi)用3.管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.排放煙囪設(shè)計(jì)§2集氣罩的集氣機(jī)理集氣罩氣流流動(dòng)的基本理論集氣罩匯集污染物，是一種流體動(dòng)力學(xué)捕集，因此要對(duì)集氣罩合理設(shè)計(jì)，必須要了解吸氣罩罩口的氣流流動(dòng)規(guī)律。集氣罩口氣流流動(dòng)方式有兩種:一種是吸氣口氣流的吸人流動(dòng)，一種是吹氣口氣流的吹出流動(dòng)。一.吸入氣流一個(gè)敞開(kāi)的管口是最簡(jiǎn)單的吸氣口。當(dāng)吸氣管吸氣時(shí)，在吸氣管口附近形成負(fù)壓，周?chē)諝鈴乃拿姘朔搅飨蛭鼩饪?。?dāng)吸氣口面積較小時(shí)，可視為“點(diǎn)匯”。假定流動(dòng)沒(méi)有阻力，在吸氣口外氣流流動(dòng)的流線是以吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣點(diǎn)為球心的球面。如圖13一2所示。圖13-2點(diǎn)匯氣流流動(dòng)情況一.吸入氣流1.外部吸氣罩罩口氣流流動(dòng)規(guī)律a.速度分布:等速面的形式確定其分布規(guī)律將吸氣口近似視為一個(gè)點(diǎn)匯，等速面是以該點(diǎn)為中心的球面（見(jiàn)圖13-2a），假設(shè)點(diǎn)匯吸風(fēng)量為Q，等速面的半徑為r1、r2，相應(yīng)氣流速度為u1、u2，由于通過(guò)每個(gè)等速面的風(fēng)量相等，則有Q=4πr12u1=4πr22u2(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(yīng)盡量減少罩口至污染源的距離。

2.罩口的設(shè)置位置對(duì)氣流分布的影響如果吸氣口設(shè)在墻上，如圖13—2b所示,吸氣范圍減少一半,其等速面為半球面,則吸氣口的吸氣量為Q=2πr12u1=2πr22u2(13--3)比較式(13-1)(13-3)，可見(jiàn)：（1）吸氣速度相同時(shí)，同一距離上Q（懸空設(shè)置的吸氣口）=2Q（有一面阻擋的吸氣口）（2）吸風(fēng)量相同時(shí)，同一距離上u（有一面阻擋的吸氣口）=2u（懸空設(shè)置的吸氣口）3.吸風(fēng)罩的形式對(duì)氣流速度分布的影響有邊的吸風(fēng)口比無(wú)邊的吸風(fēng)口流速衰減慢，實(shí)際等速面為橢圓形。一.吸入氣流二.吹出氣流空氣從管口噴出，，在空間形成的一一股氣流稱(chēng)為空氣氣射.(1)空氣射流的的一般特性。如圖圖13一3所示示，這是等溫圓射射流的示意圖。管管口速度假設(shè)是完完全均勻的。M為為射流極點(diǎn)，射射流中保持原出口口速度v。的部部分稱(chēng)為射流核心心，速度小于v。。的部分稱(chēng)為射流流主體，射流核心心消失的斷面BOE稱(chēng)為過(guò)渡斷斷面，出口斷面至至過(guò)渡面稱(chēng)為起始始段，過(guò)渡斷面以以后稱(chēng)為主體段。。等溫自由圓射流的的一般特性為:①射流邊緣有卷吸吸周?chē)諝獾淖饔糜茫@主要是由由于紊流動(dòng)量交換換引起的。MR0圖射射流結(jié)構(gòu)示意圖圖二.吹出氣流表13—1等溫圓圓射流和扁射流主主體參數(shù)計(jì)算公式式三、吸入氣流與吹出氣流（1）吹出氣流由由于卷吸作用,沿沿射流方向流量不不斷增加,射流呈呈錐形；吸入氣流的等速面面為橢球面,通過(guò)過(guò)各等速面的流量量相等,并等于吸吸入口的流量。（2）射流線上的的速度基本上與射射程成反比,而吸吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度度與距吸氣口的距距離的平方成反比比。所以,吸氣口口能量衰減很快,其作用范圍較小小。四、吹吸氣流吹吸氣流是兩股氣氣流組合而成的合合成氣流.在集氣罩設(shè)計(jì)中，利用吹出氣流與吸入氣氣流聯(lián)合作用來(lái)提提高所需“控制風(fēng)風(fēng)速”的形成，稱(chēng)為吸入式集氣罩.§3集氣罩的基基本類(lèi)型集氣罩：是煙氣凈凈化系統(tǒng)污染源的的收集裝置，可將將粉塵及氣體污染染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)統(tǒng)，同時(shí)防止其向向生產(chǎn)車(chē)間及大氣氣擴(kuò)散，造成污染染。形式：（1）按罩口氣流流流動(dòng)方式分為：：吸氣式和吹吸式式；（2）按集氣罩與與污染源的相對(duì)位位置及適用范圍，，吸氣式集氣罩分為為：密閉罩、排排氣柜、外部集氣氣罩、接受式集氣氣罩等?！?集氣罩的基基本類(lèi)型一.密閉罩定義：將污染源的的局部或整體密閉閉起來(lái)，在罩內(nèi)保保持一定負(fù)壓，可可防止污染物的任任意擴(kuò)散。

特點(diǎn)點(diǎn)：所需排風(fēng)量最最小，控制效果最最好，且不受室內(nèi)內(nèi)氣流干擾，設(shè)計(jì)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。。

結(jié)構(gòu)形式：局局部密閉罩、整整體密閉罩、大容容積密閉罩1.局部密閉閉罩特點(diǎn)：體積小，材材料消耗少，操作作與檢修方便；適用：產(chǎn)塵點(diǎn)固定定、產(chǎn)塵氣流速度度較小且連續(xù)產(chǎn)塵塵的地點(diǎn)。2.整體密閉罩特點(diǎn)：容積大，密密閉性好。適用：多點(diǎn)塵源、、攜氣流速大或有有振動(dòng)的產(chǎn)塵設(shè)備備。3.大容積密閉罩罩特點(diǎn)：容積大，可可緩沖產(chǎn)塵氣流，，減少局部正壓，，設(shè)備檢修可在罩罩內(nèi)進(jìn)行。適用：多點(diǎn)源、陣陣發(fā)性、氣流速度度大的設(shè)備和污染源。一.密閉罩大容積密閉罩半密閉罩4.布置要求a.設(shè)置必要的觀觀察窗、操作門(mén)和和檢修門(mén)；b.罩內(nèi)應(yīng)保持一一定的均衡負(fù)壓，，避免煙塵逸出；；c.盡量避開(kāi)揚(yáng)塵塵中心,防止大量量物料隨氣流帶至至罩口被吸走；d.處理熱物料時(shí)時(shí)，應(yīng)考慮熱壓對(duì)對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)的影響響，通常適當(dāng)加大大密閉罩容積，吸吸風(fēng)點(diǎn)設(shè)于罩子頂頂部最高點(diǎn)。一.密閉罩局部密閉罩整體密閉罩二.排氣柜排氣柜可使產(chǎn)生有有害煙塵的操作在在柜內(nèi)進(jìn)行。1.結(jié)構(gòu)形式a、排氣口在操作作口對(duì)面

操作口口氣流分布較均勻勻，有害氣體外逸逸的可能性較小。。

b、排氣口設(shè)設(shè)在柜頂

操作作口上部形成較大大進(jìn)氣流速，而下下部進(jìn)氣流速較小小，氣柜內(nèi)易形形成渦流，可能造造成有害氣體外逸逸

c、在對(duì)面和和頂部同時(shí)設(shè)置排排氣口

2.布布置要求：盡量避開(kāi)門(mén)窗和其其它進(jìn)風(fēng)口。三.外部吸(集、、排)氣罩定義:通過(guò)罩的的抽吸作用，在污污染源附近把污染染物全部吸收起來(lái)來(lái)的集氣罩。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，制造方便；但所所需排風(fēng)量較大，，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，，捕集效率較低。。常見(jiàn)形式:頂吸罩罩、側(cè)面吸罩、底底吸罩、槽邊吸氣氣罩圖13--14外外部吸氣罩罩a-頂吸罩；b-底吸罩；c-側(cè)側(cè)吸罩；d-槽邊邊集氣罩四.接受式排氣罩罩1.定義：接受由生產(chǎn)過(guò)程（（如熱過(guò)程、機(jī)械械運(yùn)動(dòng)過(guò)程）產(chǎn)生或誘導(dǎo)出來(lái)的的污染氣流的一種種排氣罩。(見(jiàn)補(bǔ)圖13-3)補(bǔ)圖13-3接受式排氣罩a-熱源上部傘形接受受罩；b-砂輪機(jī)接受罩2.特點(diǎn)：罩口外的氣流運(yùn)動(dòng)動(dòng)不是由于罩子的的抽吸作用，而是是由于生產(chǎn)本身過(guò)過(guò)程產(chǎn)生。

3.類(lèi)型:a.低懸罩（罩口口高度<1.5A1/2）b.高懸罩（罩口口高度>1.5A1/2）A-熱設(shè)備的水平平投影面積。4.低懸罩:其熱射流量=熱熱設(shè)備的水平投投影面積上所產(chǎn)生生的起始對(duì)流熱射流量。其計(jì)計(jì)算式為：若熱射流量是由生生產(chǎn)設(shè)備本身產(chǎn)出出的，其起始流量量主要由實(shí)驗(yàn)測(cè)的的。5.高懸罩：設(shè)熱設(shè)備水平投影影面的直徑為d，則熱射流在距熱熱設(shè)備h處的斷面平均流速速、斷面直徑和氣氣流量可由經(jīng)驗(yàn)式式計(jì)算。四.接受式排氣罩罩6.設(shè)計(jì)計(jì)算——排氣量計(jì)算接受罩懸掛越高，，橫向氣流對(duì)熱射射流的影響越大。。因此接受罩罩口面積需需適當(dāng)放大，相應(yīng)應(yīng)地排氣量應(yīng)大于于熱射流量。7.低懸罩—實(shí)際罩口尺寸計(jì)計(jì)算式8.高懸罩—實(shí)際罩口尺寸計(jì)計(jì)算式9.實(shí)際排氣量計(jì)計(jì)算式：Q′=Q+uzΔA式中：Q-罩口斷面上熱射射流的流量；uz-罩口斷面面上熱射流的平均均流速；ΔA-罩口的擴(kuò)擴(kuò)大面積四.接受式排氣罩罩五.吹吸式排氣罩罩及空氣幕1.吹吸式排氣罩罩的工作原理當(dāng)外部吸氣罩與污污染源的距離較大大時(shí)，可以在外部部吸氣罩的對(duì)面設(shè)置一吸吸氣口，從而形成成一層空氣幕阻止止污染物的散逸，同時(shí)也誘誘導(dǎo)污染氣流一起起向排氣罩流動(dòng)。。吹吸式排氣罩的工工作情況圖槽子吹吸式式排氣罩2.特點(diǎn)：采用氣幕抑制污染染物擴(kuò)散，具有氣氣量小，抗干擾能能力強(qiáng)，不影響工工藝操作、效果好好的特點(diǎn)。3.吹吸式排氣罩罩的設(shè)計(jì)計(jì)算a.適用：在槽、、臺(tái)寬度較大（≥≥2m）的工作槽槽上，采用此類(lèi)排排氣罩控制污染物物的擴(kuò)散，效果較較佳。b.設(shè)計(jì)時(shí)注意事事項(xiàng)（1）防止吹氣射射流產(chǎn)生彎曲；（2）條縫口寬度度速度；（3）吹氣罩排氣氣量；（4）吹氣口高度度。五.吹吸式排氣罩罩及空氣幕4.氣幕及其應(yīng)用用a.作用：可有效效地抑制污染物擴(kuò)擴(kuò)散。b.應(yīng)用：（1）當(dāng)接受罩懸懸掛較高時(shí)，用吹吹氣射流阻擋橫向向氣流（2）采用氣幕控控制破碎機(jī)料坑的的揚(yáng)塵（3）采用氣幕控制整整個(gè)車(chē)間的污染源源。五.吹吸式排氣罩罩及空氣幕§4集氣罩性能參數(shù)及及計(jì)算一、排風(fēng)量的確定定1.排風(fēng)量的測(cè)定定方法集氣罩排風(fēng)量Q(m3/S)，可以通通過(guò)實(shí)測(cè)罩口的平均吸氣速速度ν0(m/S)和罩口面積A0（m2）確定。Q=ν0A0(m3/S)也可以通過(guò)實(shí)測(cè)連連接罩口上的平均吸氣氣速度ν(m/S)，氣氣流動(dòng)壓Pd(Pa)或靜壓PS(Pa)及其管道道斷面積A（m2）按下式確定。Q=νA=A【(2/ρ)Pd】1/2(m3/S)Q=φA【(2/ρ)PS】1/2(m3/S)式中:ρ—?dú)怏w體密度,kg/m3φ--集氣罩的的流量系系數(shù)§4集氣罩性性能參數(shù)數(shù)及計(jì)算算2.排風(fēng)風(fēng)量的計(jì)計(jì)算（1）控控制速度度法（2）流流量比法法把集氣罩罩排風(fēng)量量Q3看看作是污污染氣流流量Q1和從罩罩口周?chē)鷩胧沂覂?nèi)空氣氣量Q2之和,即Q3=Q1+Q2=Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+K)KV=(Q2/Q1)linitK---為流量量比KV提高實(shí)驗(yàn)驗(yàn)求出,與污染染物發(fā)生生量無(wú)關(guān)關(guān),只與與污染源源和集氣氣罩的相相對(duì)尺寸寸有關(guān).§4集氣罩性性能參數(shù)數(shù)及計(jì)算算二、壓力力損失的的確定由于集氣罩罩罩口處于于大氣中中,所以以該處的的全壓等等于零.因而集集氣罩的的壓力損失失寫(xiě)為△P=0－P=－(Pd-Ps)=|Ps|－Pdφ=（Pd/|Ps|）1/2φ=1/（1＋＋ξ）1/2Φ---流量系系數(shù)ξ---壓力損損失系數(shù)數(shù)§5集氣氣罩的設(shè)設(shè)計(jì)方法法a.集氣氣罩應(yīng)盡盡可能將將污染源源包圍起起來(lái)，使使污染物物的擴(kuò)散散限制在在最小的的范圍內(nèi)內(nèi)，以便便防止橫橫向氣流流的干擾擾，減少少排氣量量。b.集氣氣罩的吸吸氣方向向盡可能能與污染染氣流運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向向一致，，充分利利用污染染氣流的的初始動(dòng)動(dòng)能。c.在保保證控制制污染的的條件下下，盡量量減少集集氣罩的的開(kāi)口面面積，以以減少排排風(fēng)量；；d.集氣氣罩的吸吸氣氣流流不允許許經(jīng)過(guò)人人的呼吸吸區(qū)再進(jìn)進(jìn)入罩內(nèi)內(nèi)；e.集氣氣罩的結(jié)結(jié)構(gòu)不應(yīng)應(yīng)妨礙人人工操作作和設(shè)備備檢修。。§5集氣氣罩的設(shè)設(shè)計(jì)方法法一、密閉閉罩1.結(jié)結(jié)構(gòu)形式式局部密閉閉罩.整整體密密閉罩.大容積積密閉罩罩2.布布置要求求(1)設(shè)設(shè)置必必要的觀觀察窗.操作門(mén)門(mén)和檢修修門(mén)(2)罩罩內(nèi)應(yīng)應(yīng)保持一一定的均均衡副壓壓(3)盡盡量避避開(kāi)揚(yáng)塵塵中心,防止大大量物料料隨氣流流帶至罩罩口被吸吸走.(4)處處理理熱物料料時(shí),應(yīng)應(yīng)考慮熱熱壓對(duì)氣氣流運(yùn)動(dòng)動(dòng)的影響響,常常常適當(dāng)加加大密閉閉罩容積積,吸風(fēng)風(fēng)點(diǎn)設(shè)于于罩子頂頂部最高高點(diǎn).3.密閉閉罩的排排氣量計(jì)計(jì)算罩內(nèi)風(fēng)量量Q可由由下式獲獲得:Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6實(shí)際中常常根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)和有關(guān)關(guān)手冊(cè)來(lái)來(lái)確定.2.排氣柜柜的排氣氣量計(jì)算算排氣柜的的排氣量量可按下式式計(jì)算：：Q=u0A0β式中：Q-排排氣量；；u0-操作口口的平均均吸氣速速度，一一般選用用0.5～1.5m/s，對(duì)對(duì)危害性性大的煙煙氣，取取較大值值；A0-操作口口的面積積；β-安全全系數(shù)，，一般情情況下介介于1.05～～1.10。。二.排氣柜二、排氣柜1.結(jié)構(gòu)形形式A.罩在操操作口對(duì)面B.柜在操作作口頂部C.在對(duì)面和和頂部同時(shí)設(shè)設(shè)置排氣口2.排氣柜的的排氣量計(jì)算算排氣柜的排氣氣量可按下下式計(jì)算：Q=u0A0β式中：Q-排氣量量；u0---操作口口的平均吸氣氣速度，一般般選用0.5～1.5m/s，對(duì)危危害性性大大的煙氣，取取較大值；A0---操操作口的面積積；β---安全全系數(shù)，一般般情況下介于于1.05～～1.10?！?集氣罩的的設(shè)計(jì)方法三、外部吸氣氣罩1.外部吸氣氣罩常見(jiàn)形式式頂吸罩.側(cè)面面吸罩.底吸吸罩.槽邊吸吸氣罩2.外部吸氣氣罩罩口氣流流流動(dòng)規(guī)律速度分布:等等速面的形形式確定其分分布規(guī)律3.外部吸氣氣罩的設(shè)計(jì)計(jì)