通風(fēng)設(shè)施PPT課件

1、本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解吸入口與吹出口氣流運動規(guī)律 2.掌握集氣罩基本類型與工作原理 3.掌握集氣罩需要風(fēng)量的計算方法 4.掌握風(fēng)筒種類及其連接件的相關(guān)知識 5.掌握地面建筑全面通風(fēng)設(shè)施的相關(guān)知識 6.了解地下全面通風(fēng)構(gòu)筑物的相關(guān)知識第1頁/共75頁 通風(fēng)設(shè)施：指隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施。 根據(jù)工作場所及其風(fēng)道的形式，可分為：集氣罩、風(fēng)筒及其連接件、地下通風(fēng)構(gòu)筑物、地面建筑全面通風(fēng)設(shè)施及其通風(fēng)機(jī)附屬裝置。第2頁/共75頁第一節(jié) 吸入口與吹出口氣流運動規(guī)律 集氣罩罩口氣流運動方式有兩種：吸氣口氣流的吸入流動；吹起口氣流的吹出流動。一、吸入口氣流運動規(guī)律第3頁/共75頁 吸氣口附近形成負(fù)壓 位于自

2、由空間的點匯吸氣口【圖2-8-1(a)】的吸氣量Q為 式中，v1、v2分別為點1和點2的空氣流速，m/s； r1、r2分別為點1和點2至吸氣口的距離，m。 若在吸氣口四周加上擋板【圖4-1b】,吸氣氣流受到限制，吸氣量為2122122212144rrvvvrvrQ22212122vrvrQ第4頁/共75頁 由上式可以看出，點匯吸氣口外某一點的空氣流速與該點至吸氣口距離的平方成反比，且隨吸氣口吸氣范圍的減小而增大。 圖4-2為通過實驗求得四周無法蘭邊和四周有法蘭邊的圓形吸氣口的速度分布圖。第5頁/共75頁 實驗結(jié)果也可表示如下： 對于四周無法蘭邊的圓形吸氣口， 對于四周有法蘭邊的圓形吸氣口，式中

3、，v0吸氣口的平均流速，m/s； vx控制點上必需的氣流速度即控制風(fēng)速，m/s； x控制點至吸氣口的距離，m； F吸氣口面積，m2。FFxvvx2010FFxvvx201075. 0第6頁/共75頁 吸氣口氣流速度分布特點： （1）吸氣口附近的等速面隨離吸氣口距離的增大，逐漸變成橢圓面，在1倍吸氣口直徑D0處，接近為球面；故上兩式僅適用于x1.5d的場合，當(dāng)x1.5d時，實際的速度衰減要比計算值大。 （2）吸氣口氣流速度衰減較快，x/D0=1處氣流速度已約降至吸氣口流速的7.5%； （3）對于結(jié)構(gòu)一定的吸氣口，其等速面形狀大致相同，而吸氣口結(jié)構(gòu)形式不同，其氣流衰減規(guī)律則不同。第7頁/共75頁二

4、、吹出口氣流運動規(guī)律 空氣從吹氣口吹出，在空間形成一股氣流稱為吹出氣流或射流。 按孔口及射流形狀分：圓射流、矩形射流和扁射流（條縫射流）； 按空間界壁對射流的約束條件分：自由射流（吹向無限空間）和受限射流（吹向有限空間）； 按射流內(nèi)部溫度與周圍空氣溫度是否相等，可分為：等溫射流和非等溫射流； 按射流產(chǎn)生的動力分：機(jī)械射流和熱射流。第8頁/共75頁 1.自由等溫射流 圖2-8-3所示為自由等溫射流的流動圖，第9頁/共75頁 具有如下特點： （1）形成湍流射流邊界層 （2）全流場或局部流場氣流參數(shù)分布保持相仿關(guān)系 （3）軸向速度衰減慢，流場中橫向分速可被忽略 （4）各斷面動量相等，其中靜壓與周圍空

5、氣的壓強(qiáng)相等 等溫自由紊流（圓）射流的軸心速度vx、橫斷面直徑dx、起始段長度ln的計算公式為4.3tan;147.08.6;147.048.00000daxdddaxvvxx第10頁/共75頁 2.附壁受限射流 當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁的影響時，就稱為受限射流（或有限空間射流）。當(dāng)射流斷面面積達(dá)到有限空間橫斷面面積的1/5時，射流受限，成為有限空間射流。第11頁/共75頁 附壁射流為無因次距離來判斷射流運動，無因次距離定為 或式中，Sn是垂直于射流的空間斷面面積。 當(dāng) 時，射流的擴(kuò)散規(guī)律與自由射流相同，并稱 的斷面為第一臨界斷面。 當(dāng) 時，射流擴(kuò)散受限，射流斷面與流量增加變緩，動量不再守

6、恒，且到 時射流流量最大，射流斷面在稍后處亦達(dá)最大，稱 的斷面為第二臨界斷面。nsaxx0nsaxx 1 . 0 x1 . 0 x1 . 0 x2 . 0 x2 . 0 x第12頁/共75頁第二節(jié) 集氣罩基本類型及工作原理 集氣罩：又稱排風(fēng)罩。通常用于控制或排除生產(chǎn)過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)，以防止其擴(kuò)散和傳播。 按其作用原理可分為：密閉罩、柜式集氣罩、外部吸氣罩、槽邊吸氣罩、接受式吸氣罩、吹吸式集氣罩等。一、全密閉罩 把有害物源全部密閉在罩內(nèi)，隔斷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物與作業(yè)場所二次氣流的聯(lián)系，以防止粉塵等有害物隨氣流傳播到其他部位。第13頁/共75頁 全密閉罩只需全密閉罩只需較小的吸風(fēng)量較小的吸風(fēng)

7、量就能在罩內(nèi)造成一定的負(fù)壓，就能在罩內(nèi)造成一定的負(fù)壓，能有效控制有害物的擴(kuò)散，并能有效控制有害物的擴(kuò)散，并且集氣罩氣流不受周圍氣流的且集氣罩氣流不受周圍氣流的影響。影響。第14頁/共75頁 密閉罩的形式，可分為三類： （1）局部密閉罩 適用于適用于含塵氣流速度低含塵氣流速度低、瞬時增壓不大瞬時增壓不大且且集中連續(xù)揚集中連續(xù)揚塵塵的點。的點。第15頁/共75頁 （2）整體密閉罩 特點是密閉罩本身為獨立整體，易于密閉，通過罩外的觀察孔對設(shè)備監(jiān)視，設(shè)備傳動部分的維修在罩外進(jìn)行。 適用于有振動且氣流速度較大的場合。第16頁/共75頁 （3）大容積密閉罩 特點是罩內(nèi)容積大，可以緩沖氣流，減小局部正壓。通

8、過罩外的觀察孔對設(shè)備監(jiān)視，設(shè)備傳動部分的維修在罩內(nèi)進(jìn)行。 適用于具有振動的設(shè)備或產(chǎn)塵氣流速度較大的地點。第17頁/共75頁二、半封閉罩和柜式集氣罩 柜式集氣罩又稱通風(fēng)柜。 1）根據(jù)氣流形式，有以下三種形式： （1）上部吸氣式 如熱過程的通風(fēng)柜 （2）下部吸氣式 （3）上下同時吸氣式 2）按罩內(nèi)作業(yè)過程是否放熱均可分為熱過程和冷過程兩種第18頁/共75頁第19頁/共75頁第20頁/共75頁第21頁/共75頁第22頁/共75頁 三、外部吸氣罩 按其與污染源的相對位置分為四類： 上部集氣罩 下部集氣罩 側(cè)邊集氣罩 槽邊集氣罩第23頁/共75頁第24頁/共75頁第25頁/共75頁第26頁/共75頁五、

9、接受式吸氣罩 簡稱接受罩，只起接受作用。 接受的氣流分為兩類： 1.粒狀物料高速運動時所誘導(dǎo)的空氣流動； 2.熱源上部的熱射流。第27頁/共75頁 （1）熱源上部的熱射流 分為：生產(chǎn)設(shè)備本身散發(fā)的熱煙氣；高溫設(shè)備表面對流散熱時形成的熱射流。 （2）罩口尺寸的確定 根據(jù)安裝高度的不同分為兩大類：低懸罩，高懸罩。第28頁/共75頁第29頁/共75頁 五、吹吸式集氣罩 吹吸式通風(fēng)具有風(fēng)量小、污染控制效果好、抗干擾能力強(qiáng)、不影響工藝操作等特點。第30頁/共75頁第31頁/共75頁第32頁/共75頁第三節(jié) 集氣罩需要風(fēng)量計算一、集氣罩需要風(fēng)量計算方法 主要有控制速度法和流量比法，以前者占多數(shù)。 1.控制

10、速度法 控制速度：在罩口前污染物擴(kuò)散方向上的任意點均能使污染物隨吸入氣流流入罩內(nèi)并將其捕集所必需的最小吸氣速度。 控制點：吸氣氣流有效作用范圍內(nèi)的最遠(yuǎn)點。 控制距離：控制點距罩口的距離。 關(guān)鍵：確定控制速度、集氣罩結(jié)構(gòu)、安設(shè)位置、氣流。第33頁/共75頁2.流量比法 基本思路：把集氣罩的排風(fēng)量Q3看做是污染氣流量Q1和從罩口周圍吸入室內(nèi)空氣量Q2之和，即： Q3=Q1+Q2=Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+Kv) Kv稱為流量比，其值越大，效果約好。考慮到經(jīng)濟(jì)合理性，把能保證污染物不溢出罩外的最小段位稱為臨界流量比或極限流量比，用Kvm表示。 Kvm是決定集氣罩控制效果的主要因素。依據(jù)Kvm

11、值計算集氣罩排風(fēng)量的設(shè)計方法稱為流量比法。第34頁/共75頁二、密閉罩吸風(fēng)量計算 1.全密閉罩 全密閉罩的需要風(fēng)量Qmb，一般由兩部分組成： 一部分是由運動物料帶入罩內(nèi)的誘導(dǎo)空氣量或工藝設(shè)備供給的空氣量； 另一部分是為消除內(nèi)正壓并保持一定負(fù)壓所需經(jīng)孔口或不嚴(yán)密縫隙吸入的空氣量。 即：21mbmbmbQQQ第35頁/共75頁 2.半密閉罩和柜式集氣罩 需要風(fēng)量Qg按下式計算 工作孔上的吸入速度一般為0.250.75m/s，也可按下表及相關(guān)手冊確定。ggggKSvLQ1第36頁/共75頁三、外部吸氣罩吸風(fēng)量計算 1.圓形或準(zhǔn)圓形側(cè)吸式集氣罩 圓形或長寬比大于0.2的矩形側(cè)吸式集氣罩需要風(fēng)量按下式計

12、算： 四周無邊： 四周有邊： 設(shè)在工作臺上的外部罩：xwbvFxQ)10(2xwbvFxQ)10(75. 02xwbvFxQ)10(212第37頁/共75頁 控制風(fēng)速vx的大小參照下表確定： 2.條縫罩 指寬長比小于0.2的矩形側(cè)吸式集氣罩，需要風(fēng)量公式：xttwbxvLkQ第38頁/共75頁 3.槽邊吸氣罩 條縫式吸氣罩需要風(fēng)量計算公式： （1）高截面單側(cè)吸風(fēng) （2）低截面單側(cè)吸風(fēng)2 . 02ABABvQxc2 . 03ABABvQxc第39頁/共75頁 （3）高截面雙側(cè)吸風(fēng)（總風(fēng)量） （4）低截面雙側(cè)吸風(fēng)總風(fēng)量 （5）高截面環(huán)形吸風(fēng) （6）低截面環(huán)形吸風(fēng)2 . 022ABABvQxc2 .

13、 023ABABvQxc257. 1DvQxc236. 2DvQxc第40頁/共75頁 四、熱源上部接受罩吸風(fēng)量計算 高懸罩吸風(fēng)罩按下式計算： 低懸罩，則FvLQzrFvLQr0第41頁/共75頁 五、吹吸式集氣罩風(fēng)量計算 工業(yè)槽上的吹吸式排風(fēng)罩如下圖所示第42頁/共75頁 1.臨界斷面法 原理：吹吸氣口之間必然存在一個射流和擴(kuò)流控制能力皆最弱的斷面，即臨界斷面，吹吸氣流的臨界斷面一般發(fā)生在x/B=0.60.8之間。 近似認(rèn)為，在臨界斷面前吹出氣流基本是按射流規(guī)律擴(kuò)展的，在臨界斷面后，由于吸入氣流的影響，斷面逐漸收縮。 即，吸氣口的影響主要發(fā)生在臨界斷面之后。 從控制污染物外逸的角度出發(fā)，臨界

14、斷面上的氣流速度（稱為臨界速度）要大于污染物擴(kuò)散速度。第43頁/共75頁 2.ACGIH法 假設(shè)吹出氣流的擴(kuò)散角=10，條縫式排風(fēng)口的高度H按下式計算： H=Btan=0.18B 吸風(fēng)量Qcx1取決于操液面面積、液溫、干擾氣流等因素。 Qcx1=（18002750）A 吸風(fēng)口流速按出口流速的510m/s確定，吹風(fēng)量Qcx2按下式計算 Kx修正系數(shù)。121cxxcxQBkQ第44頁/共75頁第四節(jié) 風(fēng)筒及其連接件一、風(fēng)筒 指用一定材料制作成一定斷面形狀的通風(fēng)風(fēng)道，也稱為導(dǎo)風(fēng)設(shè)施。 要求：漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、質(zhì)量輕、拆裝方便 1.剛性風(fēng)筒 由硬質(zhì)材料制成。地面工業(yè)稱為通風(fēng)管道，風(fēng)道。斷面形狀有圓形、矩

15、形、異形三種。 用作風(fēng)道的材料分為： （1）金屬薄板 易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度第45頁/共75頁 （2）非金屬材料 包括一下兩種： a.硬聚氯乙烯塑料板 適用于有酸性腐蝕作用的通風(fēng)系統(tǒng) b.玻璃鋼 高強(qiáng)、不燃、耐腐蝕、耐高溫、抗冷碰 剛性風(fēng)筒既可用于通風(fēng)機(jī)的吸入段，又可用于通風(fēng)機(jī)的壓出段。第46頁/共75頁第47頁/共75頁 2.柔性風(fēng)筒 分為： （1）普通膠布風(fēng)筒、彈簧可伸縮膠布風(fēng)筒 前者不能用作抽出式通風(fēng) （2）塑料風(fēng)筒 （3）鋁箔彈性螺旋伸縮軟管 一般用于對美觀要求較高和其他特殊要求的場合第48頁/共75頁第49頁/共75頁第50頁/共75頁二、風(fēng)筒連接部件及閥門 1

16、.風(fēng)筒連接部件 包括風(fēng)筒接頭、變徑管、三通、四通、彎頭及與通風(fēng)機(jī)的連接件等。 剛性風(fēng)筒一般采用法蘭盤連接。連接部件與通風(fēng)機(jī)的連接要充分考慮盡可能減少局部阻力。 柔性風(fēng)筒的接頭方式有單反邊接頭、雙反邊接頭、活三環(huán)多反邊接頭、螺圈接頭等多種形式。第51頁/共75頁第52頁/共75頁 2.管道通風(fēng)閥門 用于控制管道風(fēng)流大小和風(fēng)向的設(shè)施。 根據(jù)其功用，可分為：關(guān)閉通風(fēng)閥門、調(diào)節(jié)通風(fēng)閥門、換向通風(fēng)閥門、防火閥門、防爆閥門。 根據(jù)控制方式不同，可分為：手動通風(fēng)閥門、機(jī)械通風(fēng)閥門、自動通風(fēng)閥門。 根據(jù)斷面形狀不同，可分為：圓形、矩形、異形通風(fēng)閥門。第53頁/共75頁第54頁/共75頁第55頁/共75頁第56

17、頁/共75頁 3.送風(fēng)器 又稱送風(fēng)口或空氣分布器，是壓入式通風(fēng)系統(tǒng)向工作空間輸送新鮮空氣的設(shè)施，一般可根據(jù)需要調(diào)節(jié)經(jīng)過的風(fēng)量。 形式多樣，包括側(cè)式送風(fēng)器、散流器、孔板送風(fēng)器、噴射式送風(fēng)器、旋流送風(fēng)器等。 其中側(cè)式送風(fēng)器、散流器又有多種形式。第57頁/共75頁 指無需制作風(fēng)筒而利用建筑物作為通風(fēng)風(fēng)道來全面通風(fēng)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)速的設(shè)施。 自然通風(fēng)設(shè)施：避風(fēng)天窗、側(cè)窗、避風(fēng)風(fēng)帽 集氣罩：屋頂集氣罩。一、側(cè)窗 在夏季，有組織的自然通風(fēng)利用下部側(cè)窗進(jìn)風(fēng)，上部側(cè)窗排風(fēng)。 （1）側(cè)窗有中懸式和上懸式兩種形式。 （2）在高溫車間，進(jìn)風(fēng)窗一般采用豎軸板式較好。第五節(jié) 地面建筑全面通風(fēng)設(shè)施第58頁/共75頁二

18、、避風(fēng)天窗 在天窗上采取一定措施，以保證天窗的排風(fēng)口在任何風(fēng)向時均處于負(fù)壓區(qū)而順利排風(fēng)。 常用的避風(fēng)天窗主要有以下幾種： （1）矩形天窗 （2）曲（折）線型天窗 （3）女兒墻天窗 （4）下沉式天窗第59頁/共75頁第60頁/共75頁第61頁/共75頁第62頁/共75頁第63頁/共75頁三、避風(fēng)風(fēng)帽 安裝在自然通風(fēng)系統(tǒng)的出口，利用風(fēng)力造成的負(fù)壓，加強(qiáng)通風(fēng)能力。 減少風(fēng)力作用下自然風(fēng)壓的倒灌現(xiàn)象，穩(wěn)定抽出式通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)性能。第64頁/共75頁四、屋頂集氣罩 作用：抽走廢氣；自然換氣。形式有以下幾種： （1）頂部集氣罩方式 （2）屋頂密閉方式 （3）頂部集氣罩及屋頂密閉共用方式 （4）天窗開閉型屋頂密閉方式第65頁/共75頁第六節(jié) 地下建筑全面通風(fēng)設(shè)施 指地下全面通風(fēng)系統(tǒng)中隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施。 分為兩大類： 一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物； 另一類是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物。一、風(fēng)門 既能行人或通車，又能隔斷風(fēng)流。 普通風(fēng)門；自動風(fēng)門：碰撞式自動風(fēng)門、電動風(fēng)門、氣動或水動風(fēng)門。第66頁/共75頁第67頁/共75頁第68頁/共75頁第69頁/共75頁第70頁/共75頁二、其他通風(fēng)設(shè)施 1.調(diào)節(jié)風(fēng)窗 風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施，用來改變風(fēng)道中的局部阻力，調(diào)節(jié)風(fēng)道的風(fēng)量。第71頁/共75頁 3