第3部分排风罩 - 安全工程学院

1、 排排 风风 罩罩第三章第三章 第四章第四章 排风罩排风罩 排风罩是局部排风系统的重要组成部风。通过排风罩是局部排风系统的重要组成部风。通过排风罩口的气流运动，可在有害物散发地点内直接排风罩口的气流运动，可在有害物散发地点内直接捕集有害物或控制其在车间的扩散，保证室内工作捕集有害物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。 研究排风罩口的研究排风罩口的气流运动规律气流运动规律是本章的重点，是本章的重点， 排风罩的设计计算排风罩的设计计算是通风除尘系统设计的重要环节，是通风除尘系统设计的重要环节，选择及设计如不合理，直接影响除尘

2、效果。选择及设计如不合理，直接影响除尘效果。 掌握排风罩的类型、结构原理、特点掌握排风罩的类型、结构原理、特点 以及以及各排风罩的用途；各排风罩的用途； 掌握各种排风罩的结构参数及排风量的计掌握各种排风罩的结构参数及排风量的计算方法；算方法； 掌握排风罩吸气口风流的运动规律掌握排风罩吸气口风流的运动规律( (风流风流结构和风速分布及其分析方法结构和风速分布及其分析方法) )。学学 习习 基基 本本 要要 求求 排风罩受生产设备和工艺条件的限制，型式多排风罩受生产设备和工艺条件的限制，型式多样，按其作用原理可分为以下几种基本类型。样，按其作用原理可分为以下几种基本类型。 密闭罩密闭罩 它又可分为

3、它又可分为全密闭罩、半密闭罩全密闭罩、半密闭罩和和通风柜通风柜三种三种型式。型式。 它把尘源或有害物源全部或大部分密闭在罩内它把尘源或有害物源全部或大部分密闭在罩内，在罩上设有较小的工作孔，以观察罩内工作，并，在罩上设有较小的工作孔，以观察罩内工作，并从罩外吸入空气，罩内污染空气由风机排出。它只从罩外吸入空气，罩内污染空气由风机排出。它只需较小的排风量就能有效的影响。需较小的排风量就能有效的影响。排风罩的基本型式排风罩的基本型式一、排风罩的基本型式一、排风罩的基本型式全密闭罩全密闭罩通风柜通风柜半全密闭罩半全密闭罩2.2.外部集气罩外部集气罩 利用罩口外部吸气汇流的运动将粉尘吸入罩内的利用罩口

4、外部吸气汇流的运动将粉尘吸入罩内的排风罩称为外部罩。排风罩称为外部罩。 型式有型式有上吸罩上吸罩、下吸罩下吸罩和和侧吸罩侧吸罩等等。等等。 适用于不能对尘源进行密闭的场合；吸气气流适用于不能对尘源进行密闭的场合；吸气气流的速度必须大于粉尘的逃逸速度；当含尘气流的运的速度必须大于粉尘的逃逸速度；当含尘气流的运动方向与罩口吸气方向不一致或粉尘发散点距罩口动方向与罩口吸气方向不一致或粉尘发散点距罩口较远时，外部罩所需排风量较大。较远时，外部罩所需排风量较大。 3.接受罩接受罩 有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，带动有害物一起运动，如高温热源上部

5、气流运动，带动有害物一起运动，如高温热源上部的对流气流及砂轮磨削时抛出的磨屑及大颗粒粉尘的对流气流及砂轮磨削时抛出的磨屑及大颗粒粉尘所诱导的气流等。对这种情况，应尽可能把排风罩所诱导的气流等。对这种情况，应尽可能把排风罩设在污染气流前方，让它直接进入罩内。这类排风设在污染气流前方，让它直接进入罩内。这类排风罩称为接受罩。罩称为接受罩。4.吹吸式集气罩吹吸式集气罩 由于生产条件的限制，有时外部吸气罩距有由于生产条件的限制，有时外部吸气罩距有害物源较远，这样单纯依靠罩口抽吸作用，要在害物源较远，这样单纯依靠罩口抽吸作用，要在有害物源附近造成一定的空气流动是困难的。对有害物源附近造成一定的空气流动是

6、困难的。对此可以采用吹吸式排风罩，它利用此可以采用吹吸式排风罩，它利用射流能量密度射流能量密度高高、速度衰减慢速度衰减慢特点，用吹出气流把有害物吹向特点，用吹出气流把有害物吹向设在另一侧的吸风口。采用吹吸式通风可使用排设在另一侧的吸风口。采用吹吸式通风可使用排风量大大减少。风量大大减少。 在某些情况下，还可以利用吹出气流在有害物源周围形成在某些情况下，还可以利用吹出气流在有害物源周围形成一道气幕，像密闭罩一样使有害物的扩散控制在较小的范围内，一道气幕，像密闭罩一样使有害物的扩散控制在较小的范围内，保证局部排风系统获得良好的效果。保证局部排风系统获得良好的效果。气流运动规律气流运动规律u 吸气口

7、气流的吸入流动吸气口气流的吸入流动u 吹气口气流的吹出流动吹气口气流的吹出流动一、吸气口气流的吸入流动一、吸气口气流的吸入流动（一）空间点汇（一）空间点汇 当吸气口面积和空气粘性忽略不计时，可当吸气口面积和空气粘性忽略不计时，可将吸气口视为空间点汇。将吸气口视为空间点汇。 气流的等速面为一系列以吸气口为中心的气流的等速面为一系列以吸气口为中心的同心球面。同心球面。rcrFv24Q21221rr 吸气口四周无围挡时，吸气口外部空气速度与吸气口四周无围挡时，吸气口外部空气速度与吸气口处空气速度的关系。吸气口处空气速度的关系。Frvvrc24当需要的当需要的Q一定时一定时个球面时个球面时个球面时个球

8、面时1/8个球面时个球面时Frvvrc22Frvvrc2Frvvrc22从公式可以看出，吸气口外从公式可以看出，吸气口外某一点的空气流速与该点至某一点的空气流速与该点至吸气口距离的平方成反比，吸气口距离的平方成反比，而且它是随吸气口吸气范围而且它是随吸气口吸气范围的减少而增大的。因此的减少而增大的。因此设计设计时罩口应尽量靠近有害物源时罩口应尽量靠近有害物源，并，并设法减小其吸气范围设法减小其吸气范围。 （二）平面点汇（二维）（二）平面点汇（二维） 吸气口可看成平面点汇（空间线汇）。在距吸吸气口可看成平面点汇（空间线汇）。在距吸气口一定距离以外，可以忽略吸气口面积的影响，气口一定距离以外，可以

9、忽略吸气口面积的影响，则等速面为一系列以吸气口为轴心的圆柱面。则等速面为一系列以吸气口为轴心的圆柱面。rcrlvFv2QL 吸气口长度吸气口长度Frlvvrc2Vr与与r成反比成反比（三）实际排风罩（三）实际排风罩实际采用的排风罩都是有一定面积的，不能看作一个实际采用的排风罩都是有一定面积的，不能看作一个点，因此不能把点汇吸气口的流动规律直接应用于外点，因此不能把点汇吸气口的流动规律直接应用于外部吸气罩的计算。为了解决生产实践中提出的问题很部吸气罩的计算。为了解决生产实践中提出的问题很多人曾对各种吸气口的气流运动规律进行大量的实验多人曾对各种吸气口的气流运动规律进行大量的实验研究。研究。通过实

10、验求得通过实验求得四周无法兰边四周无法兰边和和四周有法兰边四周有法兰边的圆形吸的圆形吸气口的速度分布图。气口的速度分布图。这两个图的横坐标是这两个图的横坐标是 （xx某一点距吸气口的距某一点距吸气口的距离，离，dd吸气口的直径），等速面的速度是以吸气口的直径），等速面的速度是以吸气口吸气口流速的百分数流速的百分数表示的。表示的。dx不同情况下吸气口和等速面处速度之间的关系不同情况下吸气口和等速面处速度之间的关系 对于无法兰边的圆形或对于无法兰边的圆形或矩形（宽（矩形（宽（b）长（）长（l）比大于或等于比大于或等于0.2）吸）吸气口气口FFxxc210四周有边的情况四周有边的情况 对于有边的圆形

11、或矩形对于有边的圆形或矩形（宽（宽（b）长（）长（l）比大于）比大于或等于或等于0.2）吸气口）吸气口1075. 020FFxx仅适用于仅适用于x1.5d，实际的速度衰，实际的速度衰减要比计算值大。减要比计算值大。 空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射流空气射流。 (1)(1)空气射流的一般特性。空气射流的一般特性。 如图所示，这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是如图所示，这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。完全均匀的。M M 为射流极点，射流中保持原出口速度为射流极点，射流中保持原出口速度 v v。的部分称为射流核心，速度小于

12、的部分称为射流核心，速度小于v v。的部分称为射流主体，。的部分称为射流主体，射流核心消失的断面射流核心消失的断面 BOEBOE称为过渡断面，出口断面至过渡称为过渡断面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后称为主体段。面称为起始段，过渡断面以后称为主体段。 等温自由圆射流的一般特性为等温自由圆射流的一般特性为: 射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主要是射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主要是 由于紊流由于紊流动量交换引起的。动量交换引起的。吹气口气流的吹出流动吹气口气流的吹出流动 3.3.吸入流动与射流流动的差异吸入流动与射流流动的差异 主要有两点不同：主要有两点不同： （1 1）射流有卷吸作

13、用，沿射流前进方向流量不断）射流有卷吸作用，沿射流前进方向流量不断增加，射流呈锥形。吸入流动作业区内的等速面增加，射流呈锥形。吸入流动作业区内的等速面为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。入口的流量。 （2 2）射流轴线上的速度基本上与射程呈反比，而）射流轴线上的速度基本上与射程呈反比，而吸气区空气速度与距吸气口距离的平方成反比，吸气区空气速度与距吸气口距离的平方成反比，所以吸气口的能量衰减更快，其作用范围较小。所以吸气口的能量衰减更快，其作用范围较小。等温圆射流和扁射流主体参数计算公式等温圆射流和扁射流主体参数计算公式吹吸气流吹吸气流

14、吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流. .在集气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合在集气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需作用来提高所需“控制风速控制风速”的形成，称为吸入的形成，称为吸入式集气罩式集气罩. .集气罩吸风量计算方法集气罩吸风量计算方法u 控制速度法控制速度法u 流量比法流量比法一、控制风速法一、控制风速法 控制风速法原理：就是使排风量在边缘控制点上控制风速法原理：就是使排风量在边缘控制点上形成能使有害物吸入罩内的控制风速的方法。形成能使有害物吸入罩内的控制风速的方法。 零点零点：粉尘离开尘源后，在静止空气中速度降为：粉尘离开

15、尘源后，在静止空气中速度降为零的点（降到和室内无规则气流运动速度同样大零的点（降到和室内无规则气流运动速度同样大小）。小）。 控制点控制点：距离排风罩口最远的零点。：距离排风罩口最远的零点。 尘化距离尘化距离：尘源中心到控制点的距离。：尘源中心到控制点的距离。 控制距离控制距离：排风罩口到控制点的距离。：排风罩口到控制点的距离。污染物散发情况污染物散发情况控制风速（m/s）以轻微的速度散发到几乎是静止的空气中0.250.5以较低的速度散发到较平静的空气中0.51.0以相当大的速度散发到空气运动速度的区域1.02.5以高速散发到空气运动很迅速的区域2.510控制点的控制风速控制点的控制风速 外部

16、吸气罩需要多大的排风量外部吸气罩需要多大的排风量Q，才能在距，才能在距罩口罩口x米处造成必要的控制风速米处造成必要的控制风速vx？要解决这个？要解决这个问题，必须掌握问题，必须掌握Q和和vx之间的变化规律。之间的变化规律。二、流量比法设计外部罩二、流量比法设计外部罩 同时考虑污染气流量和从罩口周围吸入室内空同时考虑污染气流量和从罩口周围吸入室内空气量的综合作用，给出有关的计算公式。气量的综合作用，给出有关的计算公式。)1 (QQQQ1213vK 流量比流量比K 把刚好不发生泄漏时把刚好不发生泄漏时的流量比称为极限流量比，的流量比称为极限流量比，以以 表示。表示。 实验研究表明，实验研究表明，

17、与污染与污染气体发生量无关，只与有气体发生量无关，只与有害物源和罩的相对尺寸有害物源和罩的相对尺寸有关。关。 LitvmQQKlim12)/(vmKvmK排风罩排风量计算排风罩排风量计算 式中式中 考虑干扰气流影响的安全系数，按下表确考虑干扰气流影响的安全系数，按下表确定；定； 设计流量比。设计流量比。 )1 (1 QQ1)(13DtvmKQmKsm /3mDK干扰气流速度安全系数00.1550.150.380.30.45100.450.615 n 极限流量比极限流量比Kvm的计算式都是在的计算式都是在特定条件特定条件下通下通过实验求得的，计算时应注意这些公式的适用范过实验求得的，计算时应注意

18、这些公式的适用范围。围。n 流量比法是污染气体发生量流量比法是污染气体发生量Q1为基础进行计为基础进行计算的。算的。Q1应根据实测的发散速度和发散面积计算应根据实测的发散速度和发散面积计算确定。确定。n 周围干扰气流对排风量有很大影响，在可能周围干扰气流对排风量有很大影响，在可能条件下就设法减弱它的影响。条件下就设法减弱它的影响。v0应尽可能实测确应尽可能实测确定。定。应用流量比法计算应注意以下几点应用流量比法计算应注意以下几点：防尘密闭罩防尘密闭罩 对于产尘设备应尽可能进行密闭，以隔断在生产过对于产尘设备应尽可能进行密闭，以隔断在生产过程中造成的一次尘化气流和室内二次气流的联系，防程中造成的

19、一次尘化气流和室内二次气流的联系，防止粉尘随室内气流飞扬传播。设备密闭得好，只需较止粉尘随室内气流飞扬传播。设备密闭得好，只需较小的排风量就能获得较好的防尘效果。小的排风量就能获得较好的防尘效果。 一、全密闭罩一、全密闭罩 将整个尘源密封起来的排风罩，根据其密闭范围的将整个尘源密封起来的排风罩，根据其密闭范围的大小，大小， 基本上可分为局部密闭罩、整体密闭罩和室式基本上可分为局部密闭罩、整体密闭罩和室式密闭罩三种。密闭罩三种。 局部密闭罩局部密闭罩 只将产尘点予以密闭，特点是产尘设备及传动只将产尘点予以密闭，特点是产尘设备及传动装置在罩外，便于检修。装置在罩外，便于检修。 罩内容积小，所需排风

20、量小。但是当含尘气流罩内容积小，所需排风量小。但是当含尘气流速度较大或产尘设备引起的诱导气流速度较大时，速度较大或产尘设备引起的诱导气流速度较大时，罩内不易造成负压，致使粉尘外溢。因此局部密罩内不易造成负压，致使粉尘外溢。因此局部密闭罩适用于集中连续散发粉尘且含尘气流速度不闭罩适用于集中连续散发粉尘且含尘气流速度不大的尘源。大的尘源。 整体密闭罩整体密闭罩 将产尘设备大部或全部予以封闭，只将传动将产尘设备大部或全部予以封闭，只将传动装置留在罩外。装置留在罩外。 其特点是密闭罩基本上可成为独立整体，设其特点是密闭罩基本上可成为独立整体，设计容易，密封性好。罩上设置观察窗监视设备计容易，密封性好。

21、罩上设置观察窗监视设备运转情况。检修时可打开检修门，必要时可拆运转情况。检修时可打开检修门，必要时可拆除部分罩体。除部分罩体。 整体密闭罩适用于含尘气流速度较大、阵发整体密闭罩适用于含尘气流速度较大、阵发性散发粉尘和设备多处产尘等情况。性散发粉尘和设备多处产尘等情况。 室内密闭罩室内密闭罩 将产尘设备（包括传动机构）全部密闭，将产尘设备（包括传动机构）全部密闭，形成独立的小室。形成独立的小室。 其特点是罩内容积大，粉尘不易外逸；检其特点是罩内容积大，粉尘不易外逸；检修设备时可直接进入罩内。这种罩适用于产尘修设备时可直接进入罩内。这种罩适用于产尘量大且不宜采用局部和整体密闭罩的情况，特量大且不宜

22、采用局部和整体密闭罩的情况，特别是设备需要频繁检修的场合。其缺点是占地别是设备需要频繁检修的场合。其缺点是占地面积大，建造费用大，不宜大量采用。面积大，建造费用大，不宜大量采用。机械设备运动在罩内造成的正压机械设备运动在罩内造成的正压物料运动在罩内造成的正压物料运动在罩内造成的正压由于罩内外温度差造成的正压。由于罩内外温度差造成的正压。罩内气压的变化罩内气压的变化设计全密闭罩时应遵循的原则设计全密闭罩时应遵循的原则1.全密闭罩的结构及型式应便于工人操作，不应妨全密闭罩的结构及型式应便于工人操作，不应妨碍工艺生产过程；碍工艺生产过程；2.尽可能将尘源或产尘设备完全密闭，罩上所有的尽可能将尘源或产

23、尘设备完全密闭，罩上所有的接缝要严密以防止漏风；接缝要严密以防止漏风；3.罩的结构应尽可能使可拆卸式的；罩的结构应尽可能使可拆卸式的；4.应对密闭罩进行排风，使罩内保持一定的负压，应对密闭罩进行排风，使罩内保持一定的负压，排风口的位置应设在罩内压力最高的部位，要避开排风口的位置应设在罩内压力最高的部位，要避开含尘浓度高或粉料飞溅的部位；含尘浓度高或粉料飞溅的部位；5.工作孔口和缝隙处进入罩内的空气速度，工作孔口和缝隙处进入罩内的空气速度，与工艺设备的型号、规格和罩子型式有关，与工艺设备的型号、规格和罩子型式有关，可从有关手册中查得，一般取可从有关手册中查得，一般取14m/s。6.为避免过多物料

24、或粉尘吸走，密闭罩排气为避免过多物料或粉尘吸走，密闭罩排气口的空气速度不宜太高，可参考下列数值：口的空气速度不宜太高，可参考下列数值：筛落的极细粉尘筛落的极细粉尘0.40.6m/s，粉碎或磨碎的，粉碎或磨碎的细粉小于细粉小于2m/s；对于粗粒状物料小于；对于粗粒状物料小于3m/s 。排风量排风量 防尘密闭罩的排风量由两部分组成，即防尘密闭罩的排风量由两部分组成，即运动物料运动物料带入罩内的诱导空气量带入罩内的诱导空气量（如物料输送）或工艺设备（如物料输送）或工艺设备供给的空气量（如设有鼓风装置的混砂机）和供给的空气量（如设有鼓风装置的混砂机）和为消为消除罩内的正压除罩内的正压由孔口或不严密缝隙

25、吸入的空气量。由孔口或不严密缝隙吸入的空气量。式中式中 Q防尘密闭罩排风量，防尘密闭罩排风量，m3/s； Q1物料或工艺设备带入罩内的空气量，物料或工艺设备带入罩内的空气量，m3/s； Q2由孔口或不严密缝隙吸入的空气量，由孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s。21QQQ当当Q2Q1时时iFv02QQ实际问题中，实际问题中，Fi不易确定，只能估算。不易确定，只能估算。部分工艺可以查表来确定。部分工艺可以查表来确定。二、半密闭罩二、半密闭罩 当工艺生产条件不允许对尘源全部密闭，只能大当工艺生产条件不允许对尘源全部密闭，只能大部分密闭时，可采用半密闭罩。部分密闭时，可采用半密闭罩。化学实验室用的

26、通风柜是柜式排风罩的典型代化学实验室用的通风柜是柜式排风罩的典型代表，工人能直接进入内部操作，室式通风柜在国表，工人能直接进入内部操作，室式通风柜在国外也有较多应用。它们的工作原理和密闭罩是相外也有较多应用。它们的工作原理和密闭罩是相同的，其排风量按下式计算：同的，其排风量按下式计算： 式中式中 Q1柜内的污染气体发生量，柜内的污染气体发生量，m3/s； v 工作孔上的控制风速，工作孔上的控制风速，m/s； S工作孔或缝隙的面积，工作孔或缝隙的面积， m2 ； K 安全系数，安全系数， 。SKQQ13 . 12 . 1K 当罩内存在发热量较大的热源时，当罩内存在发热量较大的热源时，32525.

27、 0hMFQ h敞开面高度（敞开面高度（m）M罩内发热量（罩内发热量（W）F敞开面面积（敞开面面积（m2） 工作孔的速度分布对工作孔的速度分布对其工作效果有很大影其工作效果有很大影响。工作孔速度分布响。工作孔速度分布不均匀，有害气体会不均匀，有害气体会从速度小的地点逸入从速度小的地点逸入室内。右图是冷过程室内。右图是冷过程通风柜采用上部排风通风柜采用上部排风时，气流的运动情况。时，气流的运动情况。工作孔上部的吸入速工作孔上部的吸入速度为平均流速的度为平均流速的150%，而下部仅为，而下部仅为平均流速的平均流速的60%，有，有害气体会从下逸出。害气体会从下逸出。 为了改善这为了改善这种状况，应种

28、状况，应把排风口设把排风口设在通风柜的在通风柜的下部，如图下部，如图所示。所示。 对于产热量较对于产热量较大的工艺过程，大的工艺过程，罩内的热气流罩内的热气流要向上浮升，要向上浮升，如果仍象冷过如果仍象冷过程一样，在下程一样，在下部吸气，有害部吸气，有害气体就会从上气体就会从上部逸出，见右部逸出，见右图。因此热过图。因此热过程的通风柜必程的通风柜必须在上部排风。须在上部排风。 对于发热量不稳对于发热量不稳定的过程，可在定的过程，可在上下均设排风口，上下均设排风口，见图，随柜内发见图，随柜内发热量的变化，调热量的变化，调节上、下排风量节上、下排风量的比例，使工作的比例，使工作孔的速度分布比孔的速

29、度分布比较均匀。较均匀。三、通风柜三、通风柜 型式很多，按排气口的位置可分为：型式很多，按排气口的位置可分为： 1.上部排风通风柜上部排风通风柜 2.下部排风通风柜下部排风通风柜 3.上下联合排风通风柜上下联合排风通风柜 4.供气式通风柜供气式通风柜 右图是送风式通风柜，右图是送风式通风柜，通风柜排风量的通风柜排风量的70%左右由上部洞口送给左右由上部洞口送给（采用室外空气），（采用室外空气），其余其余30%左右从室内左右从室内流入罩内。在需要供流入罩内。在需要供热或供冷的房间设置热或供冷的房间设置送风式通风柜后，可送风式通风柜后，可以节能以节能60%左右。左右。 外部集气罩外部集气罩 外部集

30、气罩对粉尘的外部集气罩对粉尘的控制作用是通过罩外吸气控制作用是通过罩外吸气汇流流动而产生的。只有汇流流动而产生的。只有当外部罩产生的吸气汇流当外部罩产生的吸气汇流流动足以克服粉尘向任一流动足以克服粉尘向任一方向的扩散运动时，才能方向的扩散运动时，才能将尘源散发出的所有粉尘将尘源散发出的所有粉尘吸入罩内。吸入罩内。 外部产生的吸气汇流流场主要与外部罩的外部产生的吸气汇流流场主要与外部罩的结构型式结构型式和和吸气流量吸气流量有关。设计外部罩的任有关。设计外部罩的任务就是根据尘源的性质和工艺生产条件，正务就是根据尘源的性质和工艺生产条件，正确选择外部罩的型式和以最小的吸气流量将确选择外部罩的型式和以

31、最小的吸气流量将粉尘捕获。粉尘捕获。 设计外部罩的主要方法是设计外部罩的主要方法是控制风速法控制风速法和和流流量比法量比法。设在工作台上的侧设在工作台上的侧排风罩的排风量：排风罩的排风量： xFxQQ)10(21212FFxvvxc2102例题：计算焊接工作台侧吸罩的排风量。采用无例题：计算焊接工作台侧吸罩的排风量。采用无边板矩形罩，罩口尺寸边板矩形罩，罩口尺寸0.6*0.3m2 ， 焊接工件至焊接工件至罩口的最大距离为罩口的最大距离为0.4m。计算其排风量。计算其排风量。解解:6675. 075. 0) 3 . 06 . 04 . 010(5 . 0)10(2122xFxQm3/s罩口型式罩

32、口型式风量计算公式风量计算公式自由悬挂条缝自由悬挂条缝形罩形罩无边板无边板有边板有边板台面条缝形罩台面条缝形罩无边板无边板有边板有边板xlxQ7 . 3xlxQ8 . 2xlxQ8 .2xlxQ2四、上部伞形排风罩排风量计算四、上部伞形排风罩排风量计算 排风罩如果设在工艺设备上方，排风罩如果设在工艺设备上方，由于设备的限制，气流只能从侧由于设备的限制，气流只能从侧面流入罩内，罩口的流线如图。面流入罩内，罩口的流线如图。上吸式排风罩的尺寸及安装位置上吸式排风罩的尺寸及安装位置按图确定。为了避免横向气流的按图确定。为了避免横向气流的影响，要求影响，要求罩子每边均较尘源大罩子每边均较尘源大0.4H（

33、H为为罩口至尘源表面的距罩口至尘源表面的距离），其排风量按下式计算。离），其排风量按下式计算。 式中：式中：vx 边缘控制点的控制风边缘控制点的控制风速。速。 K考虑沿高速度分布不考虑沿高速度分布不均匀的安全系数，通常取均匀的安全系数，通常取K=1.4。xKPHQ五、槽边排风罩排风量计算五、槽边排风罩排风量计算安装形式有安装形式有单侧单侧、双侧双侧和和周边周边三种。三种。（1）当槽面宽度）当槽面宽度B1200mm时采用吹吸式；时采用吹吸式；（4）当槽面直径）当槽面直径D=5001000mm时采用周边形时采用周边形式。式。 槽边排风罩的排风量按下列原则计算槽边排风罩的排风量按下列原则计算: L=

34、截修正系数截修正系数*控制风速控制风速*槽面积槽面积*维修正系数维修正系数 截修正系数：高截取截修正系数：高截取2，低截取，低截取3； 维修正系数：单侧取维修正系数：单侧取(B/A)*0.2，双侧取，双侧取(B/2A) *0.2 槽面积：矩形槽面积槽面积：矩形槽面积=A*B，圆形槽面积，圆形槽面积=D2/4 控制风速控制风速Vx根据控制有害物的特性来定。根据控制有害物的特性来定。（1）高截面单侧排风）高截面单侧排风 m3/s （2）低截面单侧排风）低截面单侧排风 m3/s（3）高截面双侧排风（总风量）高截面双侧排风（总风量） m3/s （4）低截面双侧排风（总风量）低截面双侧排风（总风量） m

35、3/s （5）高截面周边型排风）高截面周边型排风 L=1.57VxD2 m3/s （6）低截面周边型排风）低截面周边型排风 L=2.36VxD2 m3/s式中式中 A槽长，槽长，m； B槽宽，槽宽，m； D圆槽直径，圆槽直径，m； Vx边缘控制点的控制风速，边缘控制点的控制风速，m/s。 外部罩设计中应注意的问题外部罩设计中应注意的问题 设计外部罩时，一些共性的问题：设计外部罩时，一些共性的问题： 1.应采取有效措施防止有害物的扩散及车间应采取有效措施防止有害物的扩散及车间横向气流的干扰，横向气流的干扰， 外部罩的安装位置应配合工外部罩的安装位置应配合工艺，尽量靠近有害物源；艺，尽量靠近有害物

36、源； 2.在不妨碍操作的情况下，排风罩的位置应在不妨碍操作的情况下，排风罩的位置应使吸风气流从操作人员一侧流向有害物源，以使吸风气流从操作人员一侧流向有害物源，以防止有害物对操作人员的影响；防止有害物对操作人员的影响； 3.一般伞形罩的罩口面积不应小于有害物扩一般伞形罩的罩口面积不应小于有害物扩散区的水平面积，侧吸罩的罩口长度应不小散区的水平面积，侧吸罩的罩口长度应不小于有害物扩散区的边长，当有害物扩散区很于有害物扩散区的边长，当有害物扩散区很宽时，可设二、三个，甚至四个侧吸罩；宽时，可设二、三个，甚至四个侧吸罩； 4.侧吸罩的罩口面积，在保证气流分布均匀侧吸罩的罩口面积，在保证气流分布均匀的

37、不妨碍操作的情况下的不妨碍操作的情况下 ，应尽量加大，以降，应尽量加大，以降低罩口速度及压力损失，扩大排风罩的吸气低罩口速度及压力损失，扩大排风罩的吸气区域；区域； 5.为保证排风罩的排风均匀，罩壳的扩张角为保证排风罩的排风均匀，罩壳的扩张角a应小于或等于应小于或等于60C，当罩口的平面尺寸较大时，当罩口的平面尺寸较大时，可采取下列措施可采取下列措施：（1）把一个大排风罩分割成几个小排风罩；）把一个大排风罩分割成几个小排风罩；（2）在罩内设分层板；）在罩内设分层板；（3）在罩口上设条缝口）在罩口上设条缝口（4）在罩口设置挡板。）在罩口设置挡板。接受式集气罩接受式集气罩 污染气流的运动是生产过程

38、本身诱导产生的，污染气流的运动是生产过程本身诱导产生的，接受罩只起接受作用，排风量取决于接受的污接受罩只起接受作用，排风量取决于接受的污染空气量。染空气量。 主要研究热源上部主要研究热源上部热射流的运动规律热射流的运动规律和热源和热源上部上部接受罩的计算方法。接受罩的计算方法。 一、热射流一、热射流热源上部热射流形式：热源上部热射流形式： 1.生产设备本身散发的热气流（实测）；生产设备本身散发的热气流（实测）； 2.高温设备表面对流散热时形成的热射流。高温设备表面对流散热时形成的热射流。 当热物体和周围空间有较大温差时，通过对流当热物体和周围空间有较大温差时，通过对流散热把热量传给相邻空气，周

39、围空气受热上升，散热把热量传给相邻空气，周围空气受热上升，形成热射流。形成热射流。假想点热射流假想点热射流 假想成一点散发假想成一点散发出的，且边界为一出的，且边界为一直线。直线。 理论上，接受罩的排风量等于罩口断面上热气理论上，接受罩的排风量等于罩口断面上热气流的流量，接受罩的断面尺寸等于罩口断面上热流的流量，接受罩的断面尺寸等于罩口断面上热射流的尺寸，污染气流就能全部被接受罩排除。射流的尺寸，污染气流就能全部被接受罩排除。实际中，由于横向气流的影响，热射流在上升的实际中，由于横向气流的影响，热射流在上升的过程中会发生偏斜，产生泄漏。过程中会发生偏斜，产生泄漏。 接受罩至热源表面的距离接受罩

40、至热源表面的距离 H 越大，横向气流越大，横向气流的影响越严重。的影响越严重。二、热源上部接受罩排风量计算二、热源上部接受罩排风量计算 根据接受罩口距离热源高度根据接受罩口距离热源高度 H H 不同，相对于不同，相对于热源的扩大面积不同，热源的扩大面积不同，接受罩接受罩可可分分为两为两类类：低悬低悬罩罩和和高悬罩高悬罩两类：两类： ）或低悬罩（悬挂高度低于）或高悬罩（悬挂高度大于BHFBHFss33. 15 . 133. 15 . 1sF热源水平投影面积热源水平投影面积B热源在水平面投影面积的直径或边长热源在水平面投影面积的直径或边长低悬罩排风量低悬罩排风量： 当接受罩的安装高度当接受罩的安装

41、高度 H 1.33B，可认为此高，可认为此高度上升热射流柱的直径基本上等于热源的直径。度上升热射流柱的直径基本上等于热源的直径。 考虑横向气流对热射流的影响：罩口尺寸应扩考虑横向气流对热射流的影响：罩口尺寸应扩大。当影响不严重时，每边比热源尺寸扩大大。当影响不严重时，每边比热源尺寸扩大150200mm。12533. 2)()(045. 0tDQi矩形罩：矩形罩： AtBQ12534)()(06. 0圆形罩：圆形罩： 例：例：设计直径设计直径0.5m的黄铜精炼炉上部的伞形的黄铜精炼炉上部的伞形罩，罩口至金属表面高罩，罩口至金属表面高0.6m，金属温度为，金属温度为1287C，周围空气温度为，周围

42、空气温度为27C，计算罩口大小，计算罩口大小及排风量？及排风量？解解:考虑到罩口到高考虑到罩口到高0.6m1.33X0.5=0.665，按低悬，按低悬罩计算。取罩口直径较热源直径大罩计算。取罩口直径较热源直径大300mm。524. 0)271287()8 . 0(045. 0)()(045. 012/533. 212533. 2tDQim3/s 练习：练习：锌压铸机的锌水储槽，宽锌压铸机的锌水储槽，宽0.6m，长，长0.9m，罩口离槽面，罩口离槽面0.75m，金属温度为，金属温度为432C，计算罩子的大小及抽气量？计算罩子的大小及抽气量？ AtBQ12534)()(06. 0所用公式所用公式

43、高悬罩排风量：高悬罩排风量： 首先分析不同上升高度热射流的流量首先分析不同上升高度热射流的流量, , 流速和流速和断面直径断面直径, , 然后按然后按“罩口断面的热射流流量罩口断面的热射流流量+ +罩口罩口扩大面吸入空气量扩大面吸入空气量”的方法计算排风量的方法计算排风量: :Q0Q1Q1 8 .0CHDDf罩口尺寸应为罩口尺寸应为)(15. 1cfrCFFvQQ高悬罩的总排风量为高悬罩的总排风量为Qc热射流在罩口处的流量热射流在罩口处的流量Ff罩口面积罩口面积Fc热射流在罩口处横截面面积热射流在罩口处横截面面积Vr罩口扩大面积上空气的吸入速度一般罩口扩大面积上空气的吸入速度一般0.51.0m

44、/s三、流量比法计算接受罩的排风量三、流量比法计算接受罩的排风量 当室内横向气流对接受罩的影响很大时，采用当室内横向气流对接受罩的影响很大时，采用流量比法计算接受罩的排风量较为安全。流量比法计算接受罩的排风量较为安全。13)25003(1QtKmQL热源上部接受罩的排风量热源上部接受罩的排风量2/39/43/13/231105 . 9ZtFNQS热源散发的热流量热源散发的热流量吹吸罩吹吸罩 由吹风口和吸气口组合而成由吹风口和吸气口组合而成. . 它通过吹出射它通过吹出射流和吸入气流联合作用来提高所需的流和吸入气流联合作用来提高所需的 控制风控制风速速 , , 从而达到排除污染气体的目的从而达到

45、排除污染气体的目的. . 吹吸气流是一种性质比较复杂的气流吹吸气流是一种性质比较复杂的气流, , 怎样怎样进行合理的设计和计算进行合理的设计和计算, , 至今还是国内外进一至今还是国内外进一步研究的课题步研究的课题. . 目前较常采用的主要有目前较常采用的主要有速度控速度控制法制法和和流量比法流量比法。 原理原理 应用应用 应用应用 应用应用 应用应用铸造车间铸造车间一、吹吸气罩设计原则一、吹吸气罩设计原则 吸气罩适用于槽宽超过吸气罩适用于槽宽超过1200mm以上的槽。以上的槽。但注意：但注意： 1.加工间频繁地从槽内取出或放入时；加工间频繁地从槽内取出或放入时； 2.槽面上有障碍物扰乱吹出气

46、流（如挂具，加槽面上有障碍物扰乱吹出气流（如挂具，加工件露出液面等）工件露出液面等） 3.操作人员经常在槽子两侧工作时。操作人员经常在槽子两侧工作时。 速度控制法计算速度控制法计算: : 其本质是其本质是, ,吹吸气流对有害物的控制能力吹吸气流对有害物的控制能力可由吹出气流的速度与污染气流（横向气流）可由吹出气流的速度与污染气流（横向气流）的速度之比来决定。只要吸风口前射流末端的速度之比来决定。只要吸风口前射流末端的平均速度保持一定数值的平均速度保持一定数值( (一般要求不小于一般要求不小于0.75m/s), 0.75m/s), 就能保证对有害物的有效控制。就能保证对有害物的有效控制。 二、吹

47、吸罩的计算二、吹吸罩的计算目前较常采用的主要有目前较常采用的主要有速度控制法速度控制法和和流量比法流量比法。局部排风罩的设计要点局部排风罩的设计要点（1 1）设计前必须了解）设计前必须了解有害物特性和发散情况有害物特性和发散情况，了解，了解工艺设备的结构及使用操作特点等，然后确定排工艺设备的结构及使用操作特点等，然后确定排风罩型式。风罩型式。（2 2）在便）在便于生产操作、检修工艺设备及管道安于生产操作、检修工艺设备及管道安装的装的原则下，应尽量原则下，应尽量将尘源密封在罩内将尘源密封在罩内。因此，应首。因此，应首先考虑采用密闭罩，其次考虑采用半密闭罩、外先考虑采用密闭罩，其次考虑采用半密闭罩

48、、外部罩和吹吸罩。部罩和吹吸罩。（3 3）在设计结构允许的情况下，）在设计结构允许的情况下，排风罩应尽量靠近排风罩应尽量靠近并对准有害物的散发方向并对准有害物的散发方向，有害物的扩撒空间应，有害物的扩撒空间应限制在最小范围内。限制在最小范围内。（4 4）排风罩的型式应）排风罩的型式应保证在一定风速时，能有效保证在一定风速时，能有效的以最小的排风量最大限度的排走有害物源散发的以最小的排风量最大限度的排走有害物源散发的有害物的有害物。 （5 5）排风罩应）排风罩应坚固耐用坚固耐用，其制作材料应根据其，其制作材料应根据其用途来选择，如在有酸碱或其它腐蚀性物质存在用途来选择，如在有酸碱或其它腐蚀性物质

49、存在的场合应选用塑料板质排风罩。的场合应选用塑料板质排风罩。 （6 6）排风罩的安装）排风罩的安装不应妨碍工艺操作和设备维不应妨碍工艺操作和设备维修修。 （7 7）排风罩的吸入气流受到污染后）排风罩的吸入气流受到污染后不允许再经不允许再经过操作人员呼吸区过操作人员呼吸区，设计时应考虑操作人员位置，设计时应考虑操作人员位置及活动范围。及活动范围。 局部通风装备是由局部通风动力设备、风筒及其附属装置组局部通风装备是由局部通风动力设备、风筒及其附属装置组成。成。一、风筒一、风筒 风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、重量轻、拆装简

50、便。风阻小、重量轻、拆装简便。1. 1. 风筒种类风筒种类 风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。 刚性风筒是用金属板或玻璃钢材制成。玻璃钢风筒比金属刚性风筒是用金属板或玻璃钢材制成。玻璃钢风筒比金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。 柔性风筒是应用更广泛的一种风筒，通常用橡胶、塑料制柔性风筒是应用更广泛的一种风筒，通常用橡胶、塑料制成。其最大优点是轻便，可伸缩、拆装运搬方便。成。其最大优点是轻便，可伸缩、拆装运搬方便。 局部通风装备局部通风装备 2. 2. 风筒接头风筒接头刚性风筒一般采用法兰

51、盘连接方式。刚性风筒一般采用法兰盘连接方式。柔性风筒的接头方式有插接、单反边接柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、头、双反边接头、活三环多反边接头、罗圈接头等多种形式。罗圈接头等多种形式。3. 3. 风筒的阻力计算风筒的阻力计算( (参见第三章参见第三章) )。4.4.管道通风阀门管道通风阀门用于控制管道风流大小和方向的设施。调节工况点或防用于控制管道风流大小和方向的设施。调节工况点或防止污浊空气侵入某些其他系统。止污浊空气侵入某些其他系统。按功用分：关闭、调节、换向、防火、防爆；按功用分：关闭、调节、换向、防火、防爆；根据断面形状：圆形、矩形、异形；根据断面形

52、状：圆形、矩形、异形；根据控制方式：手动、机械、自动根据控制方式：手动、机械、自动按动作方式：蝶阀（改变阀板的转角调节风量，用于分按动作方式：蝶阀（改变阀板的转角调节风量，用于分支管或空气分布器的风口前做风量调节用）、插板阀支管或空气分布器的风口前做风量调节用）、插板阀（斜插板多用于除尘系统）、止回阀（通风机停止运转（斜插板多用于除尘系统）、止回阀（通风机停止运转后气流倒流，阀板在风压作用下可自动关闭）、多叶调后气流倒流，阀板在风压作用下可自动关闭）、多叶调节阀、三通调节阀。节阀、三通调节阀。 5. 5.送风器送风器 送风口或空气分布器，压入式通风系送风口或空气分布器，压入式通风系统向工作空间

53、输送新鲜空气的设施。统向工作空间输送新鲜空气的设施。 形式形式：侧式送风器、散流器、孔板送：侧式送风器、散流器、孔板送风器、喷射式送风器、旋流送风器风器、喷射式送风器、旋流送风器6.6.风筒漏风风筒漏风 刚性风筒风筒的漏风，主要发生在接头处，柔性风筒不刚性风筒风筒的漏风，主要发生在接头处，柔性风筒不 仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风，故风筒漏风仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风，故风筒漏风属连续的均匀漏风。因此，应用始末端风量的几何平均值属连续的均匀漏风。因此，应用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量作为风筒的风量Q,Q,即：即： ，m m3 3/min/min 式中局部通风机风量式

54、中局部通风机风量QaQa与风筒出口风量与风筒出口风量QhQh不等，不等，QaQa与与QhQh之差就是风筒的漏风量之差就是风筒的漏风量QlQlhaQQQ1)1)漏风率漏风率 风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风率风率ll。 ll虽能反映风筒的漏风情况，但不能作为对比指标。虽能反映风筒的漏风情况，但不能作为对比指标。故常用百米漏风率故常用百米漏风率l100l100表示：表示： l100l100l/Ll/L100 100 式中式中 L L 为风筒长度。为风筒长度。%100%100ahaallQQQQQ2)2)有效风量率有效风量率 掘进工作

55、面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率效风量率pepe。3) 3) 漏风系数漏风系数 风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数pqpq。 金属风筒的金属风筒的PqPq值可按下式计算：值可按下式计算：%100)1 (%100%100lalaahalQQQQQP 式中式中 K K相当于直径为相当于直径为1m1m的金属风筒每个接头的漏风的金属风筒每个接头的漏风率。率。 D D风筒直径风筒直径,m; ,m; n n风筒接头数风筒接头数, ,个个; ; L L风筒全长风筒全长,m,m。 R R0 0每米长风筒的风阻

56、每米长风筒的风阻,N,Ns s2 2/m/m8 8; ; 柔性风筒的柔性风筒的PqPq值：值： 式中式中 n n接头数；接头数； j j个接头的漏风率。个接头的漏风率。 20311LRKDpnqjqnp11地面建筑全面通风设施地面建筑全面通风设施 侧窗侧窗 避风天窗避风天窗 避风风帽避风风帽 屋顶集气罩屋顶集气罩1.1.侧窗侧窗 下部进风，上部排风下部进风，上部排风 形式：形式： 中悬式中悬式开启角度开启角度8585，局部阻力系数小，有大，局部阻力系数小，有大量余热的热加工车间；量余热的热加工车间； 上悬式上悬式开启角度开启角度3030左右，局部阻力系数大，左右，局部阻力系数大，用于自然通风量

57、不大，而对采光面积要求较大的用于自然通风量不大，而对采光面积要求较大的冷加工车间。冷加工车间。 高温车间进风窗采用竖轴板式较好。高温车间进风窗采用竖轴板式较好。2.2.避风天窗避风天窗 设在屋顶上使室内空气稳定排出，能防止风设在屋顶上使室内空气稳定排出，能防止风流倒灌的窗户。工厂自然通风常依靠天窗排风，流倒灌的窗户。工厂自然通风常依靠天窗排风，但是在风力作用下，普通天窗往往在迎风面发但是在风力作用下，普通天窗往往在迎风面发生倒灌生倒灌( (进风进风) )，要求及时关闭这部分天窗，而，要求及时关闭这部分天窗，而只依靠背风面的天窗排风，这样既要增加天窗只依靠背风面的天窗排风，这样既要增加天窗面积，

58、又给天窗管理带来麻烦。各地风向都是面积，又给天窗管理带来麻烦。各地风向都是多变的，为了使天窗能稳定排风，多采用避风多变的，为了使天窗能稳定排风，多采用避风天窗。天窗。 矩形避风天窗在普通天窗外设有挡风板，使天窗矩形避风天窗在普通天窗外设有挡风板，使天窗排风口在任何风向下均能处于挡风板背面的负压排风口在任何风向下均能处于挡风板背面的负压区通畅地排风，其特点是天窗采光面积大，窗孔区通畅地排风，其特点是天窗采光面积大，窗孔集中在厂房中间。当热源集中布置在地面中间部集中在厂房中间。当热源集中布置在地面中间部分时，热气流能迅速排除。分时，热气流能迅速排除。 下沉式天窗其特点是把部分屋面下移至屋架的弦上，

59、利下沉式天窗其特点是把部分屋面下移至屋架的弦上，利用屋架本身的高度，即上下弦之间的空间形成避风天窗。用屋架本身的高度，即上下弦之间的空间形成避风天窗。与矩形天窗对比，下沉式天窗可降低厂房高度，且又节省与矩形天窗对比，下沉式天窗可降低厂房高度，且又节省天窗框架和挡风板。但下沉式天窗高度受屋架高度限制，天窗框架和挡风板。但下沉式天窗高度受屋架高度限制，清扫、排水比较困难。下沉式天窗又分为纵向下沉式、横清扫、排水比较困难。下沉式天窗又分为纵向下沉式、横向下沉式和天井式。向下沉式和天井式。 折线型避风天窗一种轻质天窗，其挡风板折线型避风天窗一种轻质天窗，其挡风板为折线或曲线型。它的阻力小，排风能力为折

60、线或曲线型。它的阻力小，排风能力大，构造简单，质量轻，施工方便。大，构造简单，质量轻，施工方便。3.3.避风风帽避风风帽 从能否防止气流倒灌和有效进行自然通风的角度，从能否防止气流倒灌和有效进行自然通风的角度，风帽可分为避风风帽和不避风风帽两大类。筒形风帽可分为避风风帽和不避风风帽两大类。筒形风帽属于避风风帽，因外形大都是圆筒形的。伞风帽属于避风风帽，因外形大都是圆筒形的。伞形风帽和锥形风帽乃是机械排风系统的末端排放形风帽和锥形风帽乃是机械排风系统的末端排放口，主要是用于防雨的，不具防止倒灌的功能。口，主要是用于防雨的，不具防止倒灌的功能。由于伞形风帽和锥形风帽作用相同而结构相异，由于伞形风帽