集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)

1、第八章第八章 集氣罩、管道和風(fēng)機(jī)集氣罩、管道和風(fēng)機(jī) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 通風(fēng)凈化系統(tǒng)通風(fēng)凈化系統(tǒng) 集氣置的原理及類型集氣置的原理及類型 通風(fēng)系統(tǒng)的基本計算通風(fēng)系統(tǒng)的基本計算 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)1一、通風(fēng)凈化系統(tǒng)一、通風(fēng)凈化系統(tǒng)1 1、局部凈化系統(tǒng)的組成、局部凈化系統(tǒng)的組成8集氣罩、通風(fēng)管道和風(fēng)機(jī)2局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖1.1.集氣罩；集氣罩；2.2.凈化裝置；凈化裝置；3.3.風(fēng)管；風(fēng)管；4.4.引風(fēng)機(jī)；引風(fēng)機(jī)；5.5.污染源；污染源；6.6.工作臺工作臺2 2局部凈化系統(tǒng)的分類局部凈化系統(tǒng)的分類（1 1）局部送風(fēng)）局部送風(fēng) 以一定速

2、度將空氣直接送到指定地點的通風(fēng)方式。以一定速度將空氣直接送到指定地點的通風(fēng)方式。 將符合衛(wèi)生要求的空氣送到人的有限活動區(qū)域，包括空氣將符合衛(wèi)生要求的空氣送到人的有限活動區(qū)域，包括空氣淋浴和空氣幕等。淋浴和空氣幕等。 適用：適用：集中產(chǎn)生強(qiáng)烈輻射熱或有毒氣體的工業(yè)廠房。集中產(chǎn)生強(qiáng)烈輻射熱或有毒氣體的工業(yè)廠房。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)3（2 2）局部排風(fēng)）局部排風(fēng) 在散發(fā)有害物質(zhì)的局部地點設(shè)置排風(fēng)罩捕集有害物質(zhì)在散發(fā)有害物質(zhì)的局部地點設(shè)置排風(fēng)罩捕集有害物質(zhì)并將其排至室外。并將其排至室外。 在污染源處將污染物捕集起來，經(jīng)凈化設(shè)備凈化后排在污染源處將污染物捕集起來，經(jīng)凈化設(shè)備凈化后排到大氣環(huán)境中。到

3、大氣環(huán)境中。 生產(chǎn)車間生產(chǎn)車間控制局部空氣污染最有效、最常用的方法?？刂凭植靠諝馕廴咀钣行?、最常用的方法。二、集氣罩的原理及類型 集氣罩氣流流動的基本理論 集氣罩匯集污染物，是一種流體動力學(xué)捕集 ，因此要對集氣罩合理設(shè)計，必須要了解吸氣罩罩口的氣流流動規(guī)律。 集氣罩口氣流流動方式有兩種 : 吸入流吸入流 吹出流吹出流 41、集氣罩的原理圖圖13-2點匯氣流流動情況點匯氣流流動情況 將吸氣口近似視為一個點匯，等速面是以將吸氣口近似視為一個點匯，等速面是以該點為中心的球面，假設(shè)點匯吸風(fēng)量為該點為中心的球面，假設(shè)點匯吸風(fēng)量為Q Q，等速面的半徑為等速面的半徑為r r1 1、r r2 2，相應(yīng)氣流速度

4、為，相應(yīng)氣流速度為u u1 1、u u2 2，由于通過每個等速面的風(fēng)量相等，則有：，由于通過每個等速面的風(fēng)量相等，則有： Q = 4rQ = 4r1 12 2v v1 1 = 4r = 4r2 22 2v v2 2于是：于是： v v1 1/v/v2 2 = (r = (r2 2/r/r1 1) )2 2 表明吸氣口外氣流速度衰減很快，應(yīng)盡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。量減少罩口至污染源的距離。5空氣從管口噴出，在空間形成的一股氣流稱為空氣射流空氣從管口噴出，在空間形成的一股氣流稱為空氣射流. . (1)(1)空氣射流的一般特性。如圖所示，空氣射流的一般特性。如圖

5、所示， 管口速度假設(shè)是完全均勻的。管口速度假設(shè)是完全均勻的。M M 為射流極點，射流中保持原出口速為射流極點，射流中保持原出口速度度 v v。的部分稱為射流核心，速度小于。的部分稱為射流核心，速度小于v v。的部分稱為射流主體，射。的部分稱為射流主體，射流核心消失的斷面流核心消失的斷面 BOEBOE稱為過渡斷面，出口斷面至過渡面稱為起始稱為過渡斷面，出口斷面至過渡面稱為起始段，過渡斷面以后稱為主體段。段，過渡斷面以后稱為主體段。 6（2）等溫自由圓射流的一般特性）等溫自由圓射流的一般特性: 射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于紊流動量交射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于紊流動量交

6、換引起的。換引起的。由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴(kuò)大，射流量隨射由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴(kuò)大，射流量隨射流長度增加而增大。流長度增加而增大。射流核心段呈錐形不斷縮小。射流核心段呈錐形不斷縮小。核心段以后，射流速度逐漸下降。核心段以后，射流速度逐漸下降。射流中的靜壓與周圍靜止空氣的壓強(qiáng)相同。射流中的靜壓與周圍靜止空氣的壓強(qiáng)相同。射流各斷面動量相等。射流各斷面動量相等。7（1）吹出氣流吹出氣流由于卷吸作用由于卷吸作用,沿射流方向流量不斷增加沿射流方向流量不斷增加,射流呈錐形；射流呈錐形； 吸入氣流吸入氣流的等速面為橢球面的等速面為橢球面,通過各等速面的流量相等通過各等速面的流量

7、相等,并等于吸并等于吸入口的流量。入口的流量。（2）射流線上的速度基本上與射程成反比）射流線上的速度基本上與射程成反比,而吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度與距而吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以吸氣口的距離的平方成反比。所以,吸氣口能量衰減很快吸氣口能量衰減很快,其作用范其作用范圍較小。圍較小。89 4） 吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流。 在集氣罩設(shè)計中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需“控制風(fēng)速” ，稱為吹吸式集氣罩。二、集氣罩二、集氣罩2 2、集氣罩的類型集氣罩的類型 按罩口氣流流動方式：按罩口氣流流動方式： 吸氣式集氣罩吸氣式集氣罩 吹吸式集氣罩吹吸式集氣罩 按集氣罩與污染

8、源的相對位置及使用范圍按集氣罩與污染源的相對位置及使用范圍密閉罩密閉罩排氣柜排氣柜外部集氣罩外部集氣罩接受式集氣罩接受式集氣罩。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)101 1）密閉罩）密閉罩作用原理：作用原理： 污染物的擴(kuò)散限制在很小的密閉空間內(nèi)，僅在必須留出開口吸入若干室內(nèi)空氣，使罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，防止污染物外逸。 特點特點： 所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，不受室內(nèi)橫向氣流干擾。 按圍擋范圍和結(jié)構(gòu)特點分類：局部密閉罩、整體密閉罩。局部密閉罩特點：局部密閉罩特點：容積比較小，工藝設(shè)備大部分露在罩外，方容積比較小，工藝設(shè)備大部分露在罩外，方便操作和設(shè)備檢修。便操作和設(shè)備檢修。適用：適用：污染氣流速度較小，

9、且連續(xù)散發(fā)的地點；污染氣流速度較小，且連續(xù)散發(fā)的地點；整體密閉罩特點：整體密閉罩特點：容積較大，污染源全部或大部分密閉起來，容積較大，污染源全部或大部分密閉起來，只把設(shè)備需要經(jīng)常觀察和維護(hù)部分留在罩外，罩本身基本上成只把設(shè)備需要經(jīng)常觀察和維護(hù)部分留在罩外，罩本身基本上成為獨立整體，容易做到嚴(yán)密。為獨立整體，容易做到嚴(yán)密。適用：適用：有振動且氣流速度較大的場合；有振動且氣流速度較大的場合；8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)118集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)122 2） 排氣柜排氣柜 又稱箱式集氣罩。又稱箱式集氣罩。 生產(chǎn)操作的需要，在生產(chǎn)操作的需要，在罩上開有較大操作孔。罩上開有較大操作孔。 操作時，通過孔

10、口吸操作時，通過孔口吸入的氣流來控制污染入的氣流來控制污染物外逸。物外逸。 3. 3.）外部集氣罩）外部集氣罩使用條件：使用條件：工藝條工藝條件的限制，無法對件的限制，無法對污染源進(jìn)行密閉。污染源進(jìn)行密閉。外部集氣罩依靠罩外部集氣罩依靠罩口外吸入氣流的運口外吸入氣流的運動而實現(xiàn)捕集污染動而實現(xiàn)捕集污染物。物。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)13（a a）上部集氣罩；（）上部集氣罩；（b b）下部集氣罩；）下部集氣罩；（c c）側(cè)吸罩；（）側(cè)吸罩；（d d）槽邊集氣罩）槽邊集氣罩4.4.） 接受式接受式 集氣罩集氣罩 集氣罩設(shè)在集氣罩設(shè)在污染氣流前污染氣流前方，有害物方，有害物會隨氣流直會隨氣流直接進(jìn)

11、入罩內(nèi)接進(jìn)入罩內(nèi)。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)14（a a）熱源上部傘形接受罩）熱源上部傘形接受罩; ;（b b）砂輪機(jī)接受罩）砂輪機(jī)接受罩接受式集氣罩接受式集氣罩5.5.）吹吸式集氣罩）吹吸式集氣罩 依靠吹吸氣流的綜合作用來控制污染氣流擴(kuò)散的集氣方式。依靠吹吸氣流的綜合作用來控制污染氣流擴(kuò)散的集氣方式。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)152 2、集氣罩參數(shù)、集氣罩參數(shù) 排風(fēng)量和壓力損失。排風(fēng)量和壓力損失。1) 1) 集氣罩排風(fēng)量集氣罩排風(fēng)量 Q=A Q=A0 0V V0 0（m m3 3/s/s） 0 0實測罩口上的平均吸氣速度，實測罩口上的平均吸氣速度，m/sm/s； A A0 0罩口面積，罩口面

12、積，m m2 2。2) 2) 壓力損失壓力損失 壓損系數(shù)與直管中的動壓的乘積，即壓損系數(shù)與直管中的動壓的乘積，即 P=P=P Pd d=2 2/2/2 壓損系數(shù)；壓損系數(shù)； P Pd d氣流的動壓，氣流的動壓， Pa Pa； 氣流的速度，氣流的速度，m/sm/s。8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)16三、三、 通風(fēng)管道系統(tǒng)的計算通風(fēng)管道系統(tǒng)的計算計算目的：計算目的：確定管道直徑和系統(tǒng)壓力損失，并由系統(tǒng)的風(fēng)量和總壓力損失選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。計算步驟：計算步驟：（1 1）確定各吸氣點位置和風(fēng)量，氣體凈化裝置、風(fēng)機(jī)和其它部件的）確定各吸氣點位置和風(fēng)量，氣體凈化裝置、風(fēng)機(jī)和其它部件的 型號規(guī)格，風(fēng)管材料等。

13、型號規(guī)格，風(fēng)管材料等。（2 2）根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置管道，繪制管道系統(tǒng)軸測圖，并進(jìn)行管段編號，）根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置管道，繪制管道系統(tǒng)軸測圖，并進(jìn)行管段編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。標(biāo)注長度和風(fēng)量。（3 3）確定管道內(nèi)的氣體流速。）確定管道內(nèi)的氣體流速。（4 4）根據(jù)系統(tǒng)各管段的風(fēng)量和選擇流速確定管段斷面尺寸。）根據(jù)系統(tǒng)各管段的風(fēng)量和選擇流速確定管段斷面尺寸。（5 5）風(fēng)管斷面尺寸確定后，應(yīng)按管內(nèi)流速計算壓損。）風(fēng)管斷面尺寸確定后，應(yīng)按管內(nèi)流速計算壓損。（6 6）對并聯(lián)管道進(jìn)行壓力平衡計算。）對并聯(lián)管道進(jìn)行壓力平衡計算。（7 7）計算除塵系統(tǒng)的總壓力損失（系統(tǒng)中最不利環(huán)路）。）計算除塵系統(tǒng)的總壓力損失

14、（系統(tǒng)中最不利環(huán)路）。（8 8）根據(jù)系統(tǒng)的總風(fēng)量、總壓損選擇風(fēng)機(jī)和電動機(jī)。）根據(jù)系統(tǒng)的總風(fēng)量、總壓損選擇風(fēng)機(jī)和電動機(jī)。 P560 P560 實例實例8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)17四、四、選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)1 1、通風(fēng)機(jī)的類型、通風(fēng)機(jī)的類型按按工作原理分類：工作原理分類：離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)；離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)；按按功能分類：功能分類：排塵通風(fēng)機(jī)和防爆通風(fēng)機(jī)、防腐蝕通風(fēng)機(jī)等；排塵通風(fēng)機(jī)和防爆通風(fēng)機(jī)、防腐蝕通風(fēng)機(jī)等；8集氣罩、通風(fēng)管道和通風(fēng)機(jī)18根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)類型。根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)類型。 輸送輸送清潔氣體清潔氣體，可選一般風(fēng)機(jī)；

15、，可選一般風(fēng)機(jī)； 輸送輸送含塵氣體含塵氣體，選用排塵風(fēng)機(jī)；，選用排塵風(fēng)機(jī)； 輸送輸送腐蝕性或爆炸性氣體腐蝕性或爆炸性氣體，選用防腐蝕或防爆炸通風(fēng)機(jī)；，選用防腐蝕或防爆炸通風(fēng)機(jī)； 輸送輸送高溫氣體高溫氣體，選用引風(fēng)機(jī)或耐高溫風(fēng)機(jī)。，選用引風(fēng)機(jī)或耐高溫風(fēng)機(jī)。 2 2、風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力、風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力 l）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 Q0=(1+K1)Q Q0:風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量 K1:漏風(fēng)安全系數(shù)漏風(fēng)安全系數(shù),一般管道一般管道00.1,除塵管道除塵管道0.10.15 ) 風(fēng)機(jī)的壓損風(fēng)機(jī)的壓損 K2:計算誤差及漏風(fēng)安全系數(shù)計算誤差及漏風(fēng)安全系數(shù),一般管道一般管道0.10.15,除塵管道除塵管道0.150.2