局部排风罩设计

局部排风罩设计

2.4 接受罩

某些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流

运动，而

这种气流

运动的方

向是固定

的，我们

只需把排风罩设在污染气流前方，让其直接进入罩内排出即可，这类排风罩称为接受罩。顾名思义，接受罩只起接受作用，污染气流的运动是生产过程本身造成的，而不是由于罩口的抽吸作用造成的。图2-10是接受罩的示意图。接受罩的排风量取决于所接受的污染空气量的大小，它的断面尺寸不应小于罩口处污染气流的尺寸。2.4.1 热源上部的热射流

接受罩接受的气流可

分为两类：粒状物料高速

运动时所诱导的空气流动

(如砂轮机等)、热源上部

的热射流两类。前者影响

因素较多，多由经验公式确定。后者可分为生产

设备本身散发的热烟气（如炼钢炉散发的高温烟

气）、高温设备表面对流散热时形成的热射流。

通常生产设备本身散发的热烟气由实测确定，因

而我们着重分析设备表面对流散热时形成的热

射流。

热射流的形态如图2-11示。热设备将热量

通过对流散热传给相邻空气，周围空气受热上

升，形成热射流。我们可以把它看成是从一个假

想点源以一定角度扩散上升的气流，根据其变化

规律，可以按以下方法确定热射流在不同高度的

流量、断面直径等。

在4.7~9.0

H的范围内，在不同高度上热射

/=

B

流的流量

2/3

3/1

Q

L z=m3／s .0Z

04

（2-3）

式中Q——热源的对流散热量，kJ/s

+

=m B

.1

Z26

H

（2-4）

式中H——热源至计算断面的距离，m

B ——热源水平投影的直径或长边尺寸，m 。

对热射流观察发现，在离热源表面()B 2~1处射流发生收缩(通常在B 5.1以下)，在收缩断面上流速最大，随后上升气流逐渐缓慢扩大。近似认为热射流收缩断面至热源的距离p A H

5.10≤=1.33B （p A 为热源的水平投影面积），收缩断面上的流量按下式计算

2/33/10167.0B Q L = m 3／s （2-5）

热源的对流散热量

t F Q ∆=α J/s （2-6）

F

——热源的对流放热面积，m 2 t ∆——热源表面与周围空气的温度差，℃

α——对流放热系数，α=A ·∆t 3/1，

J/m 2·s ·℃ 式中 A ——系数，对于水平散热面A ＝

1.7，垂直散热面A ＝1.13，

在某一高度上热射流的断面直径

B

=36

.0m

D z+

H

（3-7）

2.4.2 罩口尺寸的确定

理论上只要接受罩的排风量、断面尺寸等于

罩口断面上热射流的流量、尺寸，污染气流就会

被全部排除。实际上由于横向气流的影响，放射

流会发生偏转，可能溢向室内，且接受罩的安装

高度越大，横向气流的影响越重，因此需适当加

大罩口尺寸和排风量。

热源上部接受罩可根据安装高度的不同分

成两大类：低悬罩(p A

>）。

H5.1

H5.1

≤)，高悬罩（p A

A为热源的水平投影面积，对于垂直面取热源顶

p

部的射流断面积(热射流的起始角为50°)。

1．低悬罩(p A

≤时)：

H5.1

(I)对横向气流影响小的场合，排风罩

口尺寸应比热源尺寸扩大150~200mm；

(2)若横向气流影响较大，按下式确定

圆形H

D5.0

= m

B

1+

矩形H

= m

A5.0

a

1+

= m

H

B5.0

b

1+

式中 1

D ——罩口直径，m ； 1A 、1

B ——罩口尺寸，m ； a 、b ——热源水平投影尺寸，m

2. 高悬罩（p A H 5.1>）

高悬罩的罩口尺寸按式确定，均采用圆形，直接用D 表示。

H D D z 8.0+=

2.4.3 热源上部接受罩的排风量

1

、低悬罩 （2-8）

'

'0F v L L += m 3／s 0L ——收缩断面上的热射流流量，m 3／s

'F ——罩口的扩大面积，即罩口面积减去热

射流的断面积，m 2；

'v ——扩大面积上空气的吸入速度，

75

.05.0'-=v m ／s 。 2、高悬罩

''F v L L z += （2-9）

式中 z L ——罩口断面上热射流流量，m 3

／s

','F v ——同式（2-8）

例2-1 某金属熔化炉，炉内金属温度为600℃，周围空气温度为20℃，散热面为水平面，直径6.0=B m ，在热设备上方0.5m 处设接受罩，计算其排风量，确定罩口尺寸。

解 ()8.06.045.15.12/12=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡=πp A 由于p A H 5.1≤，该罩为低悬罩

()()23246.04206007.17.123/43/4=⨯-=∆=∆=π

αF t tF Q J/s

()()103.06.032.2167.0167.02/33/12/33/10=⨯⨯==B Q L m 3

／s 罩口断面直径 800200600200=+=+=B D mm 取 5.0'=v m/s

排风量

()()[]213.05.06.08.04103.0''220=⨯-+=+=πF v L L

m 3／s 2.5 外部罩

外