大气的相关知识

1、集 气 罩1控制空气污染物在车间内外扩散的局部通风方法，简单地说，就是在局部污染源设置集气罩 ，把污染空气搜集起来并经净化后排至室外 ，这是生产车间控制污染的最有效 、最常用的方法 。21净化系统的组成及系统设计的基本内容一.局部排气净化系统的组成 图13-1 局部排气净化系统示意图 1、集气罩；2、排风管；3、净化设备；4、风；5、烟囱；3一.局部排气净化系统的组成 (1) 集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统 的技术经济指标有直接的影响。 (2)风管:在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。(3)净化设备:为了防止大气污染 ，当排气中

2、污染物含量超过排放标准时，必须采用净化设备进行处理 。(4)通风机 :通风机是系统中气体流动的动力。防止通风机的磨损和腐蚀通常把风机设在净化装备的后面。 (5)烟 囱: 烟囱是净化系统的排气装置。4二.局部排气净化系统设计的基本内容 1、捕集装置设计2、净化系统的选择或设计(1)选择依据a.污染物的种类与性质； b.处理量； c.净化效率； d.净化系统的环境、经济及社会效益。(2)一般程序a.工程调查； b.确定净化程度； c.选择合理的净化工艺； d.选择适当的净化装置，确定合理的净化系统配置； e.确定净化系统运行参数和技术经济指标。 5二、局部排气净化系统设计的基本内容(3)除尘系统与

3、装置的选择(4)吸收系统与装置的选择(5)吸附系统与吸附装置的选择(6)净化装置的费用 设备投资费；运行费用；总费用3.管道系统的设计4.排放烟囱设计62 集气罩的集气机理集气罩气流流动的基本理论 a 集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集。b 集气罩口气流流动方式有两种 :一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。 7图13-2点汇气流流动情况吸入气流1.外部吸气罩罩口气流流动规律a.速度分布: 等速面的形式确定其分布规律Q = 4r12u1 = 4r22u2 (13-1) 于是： u1/u2 = (r2/r1)2 (13-2) 表明吸气口外气流速度衰减很快，应尽量减少罩口至污

4、染源的距离。8 2.罩口的设置位置对气流分布的影响 如果吸气口设在墙上，则吸气口的吸气量为 Q=2r12u1=2r22u2 (13-3) 比较式(13-1)(13-3)，可见： （1）吸气速度相同时，同一距离上Q （悬空设置的吸气口）= 2 Q （有一面阻挡的吸气口） （2）吸风量相同时，同一距离上 u（有一面阻挡的吸气口）= 2 u（悬空设置的吸气口）3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢，实际等速面为椭圆形。 9吹出气流空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射. 图 射流结构示意图10三、吸入气流与吹出气流（1）吹出气流由于卷吸作用,沿射流方向流量

5、不断增加,射流呈锥形；吸入气流的等速面为椭球面,通过各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。（2）射流线上的速度基本上与射程成反比,而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。所以,吸气口能量衰减很快,其作用范围较小。四、吹吸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作用来提高所需“控制风速”的形成，称为吸入式集气罩.113 集气罩的基本类型 集气罩：是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体污染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污染。 形式：（1）按罩口气流流动方式分为：吸气式和吹吸式；（2）按集气罩与污染源的相对位置及适用

6、范围， 吸气式集气罩分为： 密闭罩、排气柜、外部集 气罩、接受式集气罩等。 12密 闭 罩 局部密闭罩 整体密闭罩 大容积密闭罩13密 闭 罩143 集气罩的基本类型一.密闭罩定义：将污染源的局部或整体密闭起来，在罩内保持一定负压，可防止污染物的任意扩散。特点：所需排风量最小，控制效果最好，且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。结构形式：局部密闭罩、 整体密闭罩、大容积密闭罩 1.局部密闭罩 特点：体积小，材料消耗少，操作与检修方便； 适用：产尘点固定、产尘气流速度较小且连续产尘的地点。152.整体密闭罩 特点：容积大，密闭性好。 适用：多点尘源、携气流速大或有振动的产尘设备。3.大容积密闭罩

7、 特点：容积大，可缓冲产尘气流，减少局部正压，设备检修可在罩内进行。适用：多点源、阵发性、气流速度大的设备和污染源。 大容积密闭罩半密闭罩164.布置要求a.设置必要的观察窗、操作门和检修门；b.罩内应保持一定的均衡负压，避免烟尘逸出；c.尽量避开扬尘中心,防止大量物料随气流带至罩口被吸走；d.处理热物料时，应考虑热压对气流运动的影响，通常适当加大密闭罩容积，吸风点设于罩子顶部最高点。局部密闭罩整体密闭罩17排气柜排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。 1. 结构形式a、排气口在操作口对面操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的可能性较小。b、排气口设在柜顶 操作口上部形成较大进气流速，而下部进

8、气流速较小， 气柜内易形成涡流，可能造成有害气体外逸c、在对面和顶部同时设置排气口2. 布置要求：尽量避开门窗和其它进风口。18排气柜19排气柜20外部吸(集、排)气罩定义: 通过罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起来的集气罩。特点:结构简单，制造方便；但所需排风量较大，且易受室内横向气流的干扰，捕集效率较低。常见形式:顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽边吸气罩. 21外部排气罩22接受式排气罩 1.定义：接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。23接受式排气罩242.特点：罩口外的气流运动不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生产本身过程产生。3.类型: a

9、.低悬罩（罩口高度1.5A1/2） A-热设备的水平投影面积。4.低悬罩:其热射流量 = 热设备的水平投影面积上所产生的起始对 流热射流量。其计算式为：若热射流量是由生产设备本身产出的，其起始流量主要由实验测的。5.高悬罩： 设热设备水平投影面的直径为d，则热射流在距热设备h处的断面平均流速、断面直径和气流量可由经验式计算。 四.接受式排气罩256.设计计算 排气量计算接受罩悬挂越高，横向气流对热射流的影响越大。因此接受罩罩口面积需适当放大，相应地排气量应大于热射流量。7.低悬罩实际罩口尺寸计算式8.高悬罩实际罩口尺寸计算式9.实际排气量计算式： Q=Q+ uzA 式中： Q-罩口断面上热射流

10、的流量； uz -罩口断面上热射流的平均流速； A -罩口的扩大面积 接受式排气罩26吹吸式排气罩及空气幕 1.吹吸式排气罩的工作原理当外部吸气罩与污染源的距离较大时，可以在外部吸气罩的对面设置一吸气口，从而形成一层空气幕阻止污染物的散逸，同时也诱导污染气流一起向排气罩流动。 吹吸式排气罩的工作情况图 槽子吹吸式排气罩27吹吸式排气罩282.特点：采用气幕抑制污染物扩散，具有气量小，抗干扰能力强，不影响工艺操作、效果好的特点。 3.吹吸式排气罩的设计计算a.适用：在槽、台宽度较大（2m）的工作槽上，采用此类排气罩控制污染物的扩散，效果较佳。b.设计时注意事项（1）防止吹气射流产生弯曲；（2）条

11、缝口宽度速度；（3）吹气罩排气量；（4）吹气口高度。五.吹吸式排气罩及空气幕294.气幕及其应用 a.作用：可有效地抑制污染物扩散。 b.应用： （1）当接受罩悬挂较高时，用吹气射流阻挡横向气流 （2）采用气幕控制破碎机料坑的扬尘 （3）采用气幕控制整个车间的污染源。 五.吹吸式排气罩及空气幕304集气罩性能参数及计算一、排风量的确定1.排风量的测定方法集气罩排风量Q(m3/S) ，可以通过实测罩口的平均吸气速度0 (m/S) 和罩口面积A0（m2）确定。 Q= 0 A0 (m3/S) 也可以通过实测连接罩口上的平均吸气速度 (m/S) ，气流动压Pd(Pa)或静压PS(Pa)及其管道断面积A

12、 （m2）按下式确定。 式中: 气体密度,kg/m3 -集气罩的流量系数314集气罩性能参数及计算2.排风量的计算（1）控制速度法（2）流量比法 把集气罩排风量Q3看作是污染气流量Q1和从罩口周围吸入室内空气量Q2之和,即 Q3=Q1+Q2=Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+K) KV=(Q2/Q1)linit K-为流量比 KV提高实验求出,与污染物发生量无关,只与 污染源和集气罩的相对尺寸有关.324集气罩性能参数及计算二、压力损失的确定 由于集气罩罩口处于大气中,所以该处的全压等于零.因而集气罩的压力损失写为 P=0P= (Pd-Ps)=|Ps|Pd =（ Pd / |Ps| ）1/2

13、=1/（ 1 ）1/2 -流量系数 -压力损失系数33 5集气罩的设计方法a.集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。b.集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能。c.在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量；d.集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内；e.集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。 345集气罩的设计方法一、密闭罩1. 结构形式 局部密闭罩. 整体密闭罩.大容积密闭罩2. 布置要求 (1) 设置必要的观察窗.操作门和检修门 (2) 罩内应保持一定的均衡负压 (3) 尽量避开扬尘中心,防止大量物料随气流带至罩口被吸走. (4) 处理热物料时,应考虑热压对气流运动的影响,常常适当加大密闭罩容积,吸风点设于罩子顶部最高点. 3.密闭罩的排气量计算 罩内风量Q可由下式获得:Q=Q1+Q2 实际中常根据经验数据和有关手册来确定.352.排气柜的排气量计算排气柜的排气量 可按下式计算： Q =u0A0 式中：Q -排气量；u0-操作口的平均吸气速度，一般选用0.51.5m/s，对危害性大的烟气，取较大值； A0-操作口的面积； -安全系数，一般情况下介于1.05 1.10。二.排气柜36三、外部吸气罩1.外部吸气罩常见形式 顶吸罩.侧面吸