第4章 局部通风

1、1第四章 局部通风局部通风：Local Ventilation 利用局部气流，使工作点不受有害物污染的通风方法。利用局部气流，使工作点不受有害物污染的通风方法。特点：风量小，效果好。风量小，效果好。类型：局部排风；局部送风局部排风；局部送风24.1 概述概述一、局部排风1.1.定义定义 将污染源产生的污染空气收集起来，经过净化处理后，将污染源产生的污染空气收集起来，经过净化处理后，排到室外的通风方法。排到室外的通风方法。2.2.组成组成（1 1）局部排风罩）局部排风罩（2 2）风管）风管（3 3）净化设备）净化设备（4 4）风机）风机34.1 概述概述二、局部送风1.1.定义定义 将新鲜、清洁

2、的空气送到工作区的通风方法。将新鲜、清洁的空气送到工作区的通风方法。2.2.组成组成（1 1）布风口）布风口（2 2）风管）风管（3 3）空气过滤器）空气过滤器（4 4）风机）风机3.3.使用条件使用条件车间面积大，操作人员少。车间面积大，操作人员少。44.1 概述概述4.4.类型类型 系统式；分散式。系统式；分散式。54.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则一、局部排风系统的类型和组合原则 2 2种类型种类型1.独立排风系统a.a.有害物混合后易发生爆炸的；有害物混合后易发生爆炸的；b.b.有害物混合后毒性更大或有害物混合后毒性更大或腐蚀性更强的；腐蚀性更强的；c.c.有害物混合后不利于

3、安全输送的；有害物混合后不利于安全输送的；d.d.有害物有剧毒的；有害物有剧毒的；e.e.高温高湿气体。高温高湿气体。64.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则2.集中排风系统74.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则二、局部排风罩的形式和设计原则1.形式（1 1）密闭罩）密闭罩 污染源全部密闭在罩内。排风量小，控制有害污染源全部密闭在罩内。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。于有害物危害较大，控制要求高的场合。（2 2）柜式排风罩）柜式排风罩 一面敞开，其它面均密闭。敞开

4、面上保持一面敞开，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。化学实验室操作台等污染的通风。84.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则（3 3）外部吸气罩）外部吸气罩 位于污染源附近，依靠罩口的抽吸作用位于污染源附近，依靠罩口的抽吸作用将污染物吸入罩内。对于生产操作影响小，安装维护方将污染物吸入罩内。对于生产操作影响小，安装维护方便，但排风量大，控制污染物效果相对较差。主要用于便，但排风量大，控制污染物效果相对较差。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。因工艺或操作

5、条件的限制，不能将污染源密闭的场合。（4 4）接受式排风罩）接受式排风罩 罩口对着污染气流的运动方向。由于罩口对着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。削等，有害物具有定向运动的污染源的通风。94.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则（5 5）吹吸式排风罩）吹吸式排风罩 由吹出射流和外部吸气罩组合成。相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

6、扰气流同条件下，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。源较远，仅靠吸风控制有害物较困难的场合。104.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则（6 6）空气幕）空气幕 在运输工具或人员进出频繁的门口，为减少或在运输工具或人员进出频繁的门口，为减少或隔绝外界气流的侵入，可在大门上设置条缝形送风口，隔绝外界气流的侵入，可在大门上设置条缝形送风口，利用高速气流所形成的空气

7、幕隔断室外空气。它不影响利用高速气流所形成的空气幕隔断室外空气。它不影响车辆或人的通行，可使采暖建筑减少冬季热负荷；对需车辆或人的通行，可使采暖建筑减少冬季热负荷；对需要供冷的建筑可减少夏季冷负荷。要供冷的建筑可减少夏季冷负荷。 空气幕不仅用于隔断室外空气，也可用于其它场合，如空气幕不仅用于隔断室外空气，也可用于其它场合，如在洁净房间防止尘埃进入，在冷库隔断库内外空气流动，在洁净房间防止尘埃进入，在冷库隔断库内外空气流动，在生产车间可利用气幕运行局部隔断，防治有害物的扩在生产车间可利用气幕运行局部隔断，防治有害物的扩散。散。 114.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则2.2.设计原则设计

8、原则 （1 1）尽量密闭污染源。）尽量密闭污染源。 （2 2）尽量靠近污染源。）尽量靠近污染源。 （3 3）罩口应对着污染物的飞扬方向。）罩口应对着污染物的飞扬方向。 （4 4）足够的吸风量。）足够的吸风量。 （5 5）污染空气不能穿过操作区。）污染空气不能穿过操作区。 （6 6）尽量减少干扰气流。）尽量减少干扰气流。 （7 7）结构简单，阻力小。）结构简单，阻力小。 （8 8）不妨碍操作。）不妨碍操作。124.2 局部排风的设计原则局部排风的设计原则三、局部排风的净化处理 排风系统中必须设置净化装置，对排气进行净化处理。排风系统中必须设置净化装置，对排气进行净化处理。134.3 局部排风罩设

9、计计算理论局部排风罩设计计算理论一、排风罩罩口的气流流动规律1.1.吸气口的流动规律吸气口的流动规律（1 1）点汇吸气口）点汇吸气口 假设在边界无限的空间中有一假设在边界无限的空间中有一点吸气口点吸气口。则其吸风量：。则其吸风量： Q=4rQ=4r2 2v v 式中式中 QQ吸风量；吸风量； rr与点吸气口的距离；与点吸气口的距离； vv与点吸气口的距离与点吸气口的距离 为为r r的截面上气流速度。的截面上气流速度。144.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论任取两截面任取两截面，其与点吸气口的距离分别为，其与点吸气口的距离分别为r r1 1、r r2 2，两截面上，两截面上的空气

10、流速分别为的空气流速分别为v v1 1、v v2 2，则有：，则有： Q=4rQ=4r1 12 2v v1 1=4r=4r2 22 2v v2 2 表明：表明：吸风量一定时，点吸气口外某截面上的空气流速与该吸风量一定时，点吸气口外某截面上的空气流速与该截面到点吸气口距离的平方成反比，即随着距吸气口距截面到点吸气口距离的平方成反比，即随着距吸气口距离的增加，截面上的气流速度将迅速衰减。离的增加，截面上的气流速度将迅速衰减。r1r2212221rrVV154.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论点吸气口的气流速度分布点吸气口的气流速度分布规律表明规律表明：利用进气口附近的流动空气去捕捉

11、距进气利用进气口附近的流动空气去捕捉距进气口比较远的某点上的粉尘是非常困难的，口比较远的某点上的粉尘是非常困难的，如同利用人工吸气的方式熄灭蜡烛一样。如同利用人工吸气的方式熄灭蜡烛一样。 r1r2212221rrVV164.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论（2 2）安装有挡边的点汇吸气口）安装有挡边的点汇吸气口吸气口的吸风量为：吸气口的吸风量为： vrQ24212rr1表明：表明：安装挡边的点吸气口可节省吸风量。安装挡边的点吸气口可节省吸风量。同样的距离上风速是原来的同样的距离上风速是原来的2 2倍。倍。17（3）实际吸气口的风速分布规律184.3 局部排风罩设计计算理论局部排

12、风罩设计计算理论2.排气口流动规律（1 1）射流）射流空气空气以一定的流速通过送风口进入室内，沿气流运动的以一定的流速通过送风口进入室内，沿气流运动的方向形成一股气流，称为通风射流。室内集中热源附近，方向形成一股气流，称为通风射流。室内集中热源附近，由于换热作用产生空气温差从而形成一股气流，称为热由于换热作用产生空气温差从而形成一股气流，称为热射流。在通风排气口附近，空气被吸入形成汇流。射流。在通风排气口附近，空气被吸入形成汇流。（2 2）射流的类型）射流的类型 边壁的约束条件：边壁的约束条件：自由射流。受限射流。自由射流。受限射流。 温度变化：温度变化：等温射流。非等温射流。等温射流。非等温

13、射流。19（3）射流的结构 空气从端口喷出后，由于紊流的横向脉动作用，射流与周围空气从端口喷出后，由于紊流的横向脉动作用，射流与周围空气发生动量交换，带动周围空气一起运动而形成空气发生动量交换，带动周围空气一起运动而形成卷吸作用卷吸作用。由于由于这种卷吸作用，使得射流范围不断扩大，射流外边界形成这种卷吸作用，使得射流范围不断扩大，射流外边界形成放射状向外扩展。与此同时，射流体内部流体之间也发生动量放射状向外扩展。与此同时，射流体内部流体之间也发生动量交换，使射流轴心的速度不断降低。交换，使射流轴心的速度不断降低。 204.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论以轴向速度为零处视为射流

14、的边界，将射流边界向送风口以轴向速度为零处视为射流的边界，将射流边界向送风口方向延伸，会聚于点方向延伸，会聚于点M M，称为，称为射流极点射流极点。射流喷出后，在一。射流喷出后，在一段距离段距离x x0 0以内，轴线上的各种特性以内，轴线上的各种特性( (速度、温度、浓度速度、温度、浓度) )仍仍保持不变，这一段称为保持不变，这一段称为射流的起始段射流的起始段. .流经这一段以后的射流经这一段以后的射流称为流称为基本段基本段。 图中：图中：M-M-极点；极点；-射流扩散角射流扩散角214.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论（3 3）射流的基本参数）射流的基本参数 P72P72，表

15、，表4-14-1。（4 4）等温）等温射流的特点射流的特点 a.a.沿射流方向，射流速度逐渐下降；沿射流方向，射流速度逐渐下降； b. b.沿射流方向，断面逐渐扩大（沿射流方向，断面逐渐扩大（=15=152020）；）； c.c.与吸气口相比，射流速度衰减慢，作用范围远；与吸气口相比，射流速度衰减慢，作用范围远； d.d.射流各断面动量相等。射流各断面动量相等。224.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论3.吹吸气流 3 3种基本的吹吸气流形式，种基本的吹吸气流形式，p73,t4-8.p73,t4-8.吹吹 吸吸 234.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论二、排风罩排

16、风量计算1.1.风速控制法风速控制法244.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论通过通过排风罩罩口一定风量的抽吸作用，使距罩口排风罩罩口一定风量的抽吸作用，使距罩口最远距离为最远距离为x x的点上，造成合适的空气流动速度的点上，造成合适的空气流动速度v vx x，从而将污染物吸入罩内。，从而将污染物吸入罩内。 P74，B4-2B4-4。254.3 局部排风罩设计计算理论局部排风罩设计计算理论2.风量计算 qv=v0F式中：式中： v v0 0罩口风速，罩口风速，m/sm/s；v v0 0=f(x,A,v=f(x,A,vx x) ) F F罩口面积，罩口面积，m m2 2。264.4

17、 4.4 密闭罩密闭罩一、工作原理一、工作原理274.4 4.4 密闭罩密闭罩二、密闭罩的基本形式二、密闭罩的基本形式284.4 4.4 密闭罩密闭罩294.4 4.4 密闭罩密闭罩三、影响密闭罩性能的因素三、影响密闭罩性能的因素1.1.密闭罩上排风口的位置密闭罩上排风口的位置 （1 1）有利于污染物捕捉；）有利于污染物捕捉； （2 2）不吸走有用物料；）不吸走有用物料； （3 3）不发生气流短路；）不发生气流短路； （4 4）设置在罩内压力最高部位；）设置在罩内压力最高部位； （5 5）可设置多个排风口；）可设置多个排风口； （6 6）合适的）合适的罩口风速罩口风速。P76,P76,表表4-

18、5,4-6.4-5,4-6.304.4 4.4 密闭罩密闭罩2.2.密闭罩容积密闭罩容积 容积合适，不发生二次污染。容积合适，不发生二次污染。四、密闭罩的计算四、密闭罩的计算1.1.按空气平衡原理计算排风量按空气平衡原理计算排风量q qv v q qv v=q=qv1v1+q+qv2v2 m m3 3/s/s 式中式中q qv1v1诱导空气量，诱导空气量，m m3 3s s；q qv2v2从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m m3 3s s。314.4 4.4 密闭罩密闭罩2.2.按截面风速计算排风量按截面风速计算排风量q qv v q qv v=3600AV =

19、3600AV m m3 3/h/h 式中式中 AA密闭罩截面积，密闭罩截面积，m m2 2； VV密闭罩截面上的平均风速，密闭罩截面上的平均风速，m ms s。 V =0.25V =0.250.5 m0.5 ms s324.4 4.4 密闭罩密闭罩3.3.按换气次数计算的排风量按换气次数计算的排风量q qv v q qv v=60nV =60nV m m3 3/h/h 式中式中 nn换气次数，次换气次数，次/min/min；当；当V=20 mV=20 m3 3， n=7n=7。 VV密闭罩容积，密闭罩容积，m m3 3。334.5 4.5 柜式排风罩柜式排风罩通风柜。可在柜内进行简单的操作。344.5 4.5 柜式排风罩柜式排风罩一、通风柜的形式1.下部排风通风柜柜内无余热。柜内无余热。有害气体密度有害气体密度 s s a a。(p78,T4-15)3536374.5 4.5 柜式排风罩柜式排风罩