第10章 集气罩及管道设计1
大气污染控制工程课件
当空气过剩系数为 1.2 时，干烟气量为： [491.4-（47.5+0.0）] ×22.4/1000+10.47×0.2=12.04 mN3/kg CO2 的体积为：73.58×22.4/1000=1.648 mN3/kg 所以 CO2 含量为：1.648/12.04=13.69%
例：已知某电厂烟气温度 473K，压力等于 96.93kPa，湿烟气量 Q=10400m3/min ， 含 水 汽 6.25% （ 体 积 ）， 奥 萨 特 分 析 结 果 是 ： CO2=10.7% ， O2=8.2% ， 不 含 CO 。 污 染 物 排 放 的 质 量 流 量 为 22.7kg/min。 求：（1）污染物排放的质量速率（以 t/d 表示）
的污染物浓度所做的限制性 规定。
环境空气质量控制标准
环境空气质量控制标准的种类和作用
大气污染控制技术标准：为保准达到污染物排 放标准而 从某一方面做出的具体技术规 定。
警报标准：为保护环境空气质量不致恶化或根据大气污 染 发展趋势，预防发生污染事故而规定的污 染物含量的极限值。
环境空气质量标准
《环境空气质量标准》GB3095-2019
天然气
气体燃料，甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%。
硫的形态： H2S
第2节 燃料燃烧过程
燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量 的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。
燃烧产物主要为二氧化碳和水蒸气；不完全燃烧会 生产黑烟和一氧化碳；若燃料含硫和氮，则生成SO2和
NO；如果温度较高，空气中的部分氮会被氧化成NOx。
例：对于上述例题给定的重油，若燃料中硫全部转换为 SO（x 其中 SO2 占 97%），试计算空气过剩系数 α=1.20 时烟气中 SO2 和 SO3 浓度，以 10-6 表示，并计算此时干烟气中 CO2 的含量，以体积百分比表示。
集气罩课程设计正文
集气罩课程设计正文目录1 总论 (3)1.1大气污染概述 (3)1.2 设计任务 (3)1.2.1 设计题目 (3)1.2.2 设计原始资料 (3)1.2.3 设计内容以及要求 (4)2 集气罩的设计 (4)2.1集气罩的集气机理 (4)2.1.1吸入气流 (4)2.1.2吹出气流 (5)2.1.3吹吸气流 (6)2.2集气罩的类型 (6)2.3吹吸式排气罩的应用注意事项 (8)2.4集气罩的设计方法 (9)3 集气罩计算以及造型 (9)3.1 集气罩性能参数及计算 (9)3.1.1排风量的确定 (9)3.1.2排风量的计算 (10)3.1.3 压力损失的确定 (10)4 设计计算及选型 (11)4.1集气罩尺寸设计 (11)4.2集气罩排风量设计计算 (13)4.3 集气罩压力损失的确定 (13)设计小结 (13)参考文献 (14)某车间气体净化系统中集气罩设计1 总论1.1大气污染概述1995年全国燃煤排放的烟尘总量为1478万吨，其中火电厂和工业锅炉排放量占70%以上。
在火电厂排放中，地方电厂由于基本上使用的是低效除尘器，吨煤排放烟尘是国家电厂的5~10倍，其排放量占到电厂总排放量的65%。
1995年全国工业粉尘排放量约为639万吨.其中.钢铁生产排尘占总量的15%，水泥生产排尘占总量的70%。
在水泥生产排尘中，地方水泥厂排尘占到80%，成为工业12尘的主要排放源。
近年来，乡镇工业发展迅速口1996年全国乡镇工业污染源调查结果表明，1995年全国乡镇工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放量分别占当年全国工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放莹的28.2%、54.2%和68.3%。
乡镇工业污染物排放已成为我国环境污染的重要因素。
1.2设计任务1.2.1设计题目某金属冶炼车间除尘系统的集气罩设计1.2.2设计原始资料气体中颗粒物占15.0%，允许的排风速度最大1.0m/s；车间有2个，相距10m。
烟气粘度：2.4×10－5pa.s烟气温度：20℃允许罩内最大负压：25Pa；允许压力损失：1000pa烟气密度：1.18kg/m3烟气真密度：2.2g/cm3空气过剩系数：a=1.4烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200㎎/L环境温度：-7℃当地气压：100KPa净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内1.2.3设计内容以及要求根据烟气性质，选择设计合适的集气罩，计算出集气罩的排风量、压力降并确定排风速度，完成除尘、风机、烟囱的位置及管道布置，最后按照工程制图要求绘制一张集气罩和系统A3 图。
集气罩课程设计
集气罩课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解集气罩的原理，掌握其构造、功能及操作方法。
2. 学生能够运用集气罩进行简单的气体收集实验，并解释实验现象。
3. 学生能够了解集气罩在化学实验中的应用，并将其与其他实验方法进行比较。
技能目标：1. 学生能够独立组装和拆卸集气罩，熟练掌握其操作技巧。
2. 学生能够运用集气罩进行气体收集实验，提高实验操作能力和观察能力。
3. 学生能够通过集气罩实验，培养实验设计和数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过集气罩课程的学习，培养对化学实验的兴趣和热情，增强探索精神。
2. 学生能够认识到集气罩在化学实验中的重要性，树立正确的实验观念。
3. 学生在小组合作中进行集气罩实验，培养团队协作能力和沟通表达能力。
课程性质：本课程为实验操作课，以实践为主，理论联系实际。
学生特点：六年级学生具备一定的化学基础知识和实验操作能力，好奇心强，善于观察和思考。
教学要求：教师需引导学生主动参与实验，关注实验现象，培养学生的实验操作技能和科学思维。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生提出问题、解决问题，提高学生的自主学习能力。
通过课程目标的分解，确保学生能够达到预期的学习成果，为后续教学和评估提供依据。
二、教学内容1. 集气罩的原理与构造：介绍集气罩的基本原理、构造及各部分功能，结合教材相关章节，让学生了解集气罩在气体收集实验中的应用。
- 教材章节：第三章第二节《气体的收集与净化》- 内容：集气罩的原理、构造、功能及使用注意事项2. 集气罩的操作方法：详细讲解集气罩的组装、拆卸和操作步骤，通过实际操作演示，让学生掌握正确的操作方法。
- 教材章节：第三章第三节《实验操作技能》- 内容：集气罩的组装、拆卸、操作技巧及安全注意事项3. 气体收集实验：设计不同类型的气体收集实验，让学生运用集气罩进行实验操作，观察实验现象，培养实验技能。
- 教材章节：第三章第四节《气体的性质与实验》- 内容：氧气、二氧化碳等气体的收集实验，实验现象的观察与分析4. 集气罩实验数据分析：指导学生根据实验数据进行分析，探讨集气罩在实验中的应用效果，培养学生的数据分析能力。
集气罩的设计
课程设计题目学院专业姓名学号指导教师二O 年月日目录一、设计总论（1）设计目的 (5)（2）设计原则 (5)（3）设计要求 (5)（4）设计机理 (7)二、设计原始资料 (7)三、型号确定（1）集气罩的类型 (9)（2）集气罩的选择 (9)（3）罩口尺寸的确定 (11)（4）与罩口连接处直管尺确定 (11)四、设计计算（1）集气罩排风量的计算........................... （2）集气罩压力降的计算........................... （3）集气罩的排风速度算............................五、课程设计小结............................. .....六、参考文献.......................................一、设计总论（1）设计目的①控制空气污染物在车间内外扩散②设计局部通风方法，把污染空气捕集起来经净化后排至室外③对集气罩的结构性能的充分掌握④理论与实际相结合，增强实践能力⑤对除尘系统深入了解，提高空间思维能力（2）设计原则①改善有害物质甲苯对工艺和环境污染，尽量减少甲苯排放及危害②集气罩尽量靠近污染源并将其吸收起来③决定集气罩的安装位置和排气方向④决定开口周围的环境条件⑤防止集气罩周围的紊流⑥决定控制风速（3）设计要求①尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内②罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸③罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统④设计应实现原材料、费用最节俭（4）设计机理综述：集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。
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。
（1）、吸入气流1.1 吸入机理：吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。
大气污染控制工程课程设计 集气吸尘罩的设计
集气罩的设计一、集气罩的选用按集气罩与污染源的相对位置及围挡情况，可将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。
当有害物源不能密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口的吸气作用将吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。
由于本工艺需要对物料进行加工，无法对污染源进行密闭。
因此，本设计在污染源附近设置外部集气罩，利用罩口的吸气作用将距吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。
本工艺的主要污染物是粉尘，而且是冷源，根据其发散情况，采用上部伞形罩的捕集效果较好，因此本设计的三个污染源均采用上部伞形集气罩。
二、集气吸尘罩的设计原则（除尘工程设计手册张殿印、王纯主编50页）①善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放的危害。
②集气罩尽量靠近污染源并将其围罩起来。
形式有密闭型、围罩型等。
如果妨碍操作，可以将其安装在侧面，可采用风量较小的槽型或桌面型。
③决定集气罩安装位置和排气方向。
研究粉尘发生机理，考虑飞散方向、速度和临界点，用集气罩口对准飞散方向。
如果采用侧型或上盖型集气罩，要使操作人员无法进入污染源与集气罩之间的开口处。
④决定开口周围的环境条件。
一个侧面封闭的集气罩比开口四周全部自由开放的集气罩效果好。
因此，在不影响操作的情况下将四周围起来，尽量少吸入未被污染的空气。
⑤防止集气罩周围的紊流。
如果补集点周围的紊流对控制风速有影响，就不能提供更大的控制风速，有时这会使集气罩丧失正常的作用。
⑥决定控制风速。
为使有害物从飞散界限的最远点流进集气罩开口处，而需要的最小风速被称为控制风速。
四、集气罩的设计计算1、集气罩的结构尺寸集气罩的结构尺寸一般是按经验确定的。
图 3－1为了避免横向气流的影响，罩口应尽量可能靠近尘源，通常罩口距尘源的距离H 应小于或等于0.3L 1为宜（L 1为罩口长边尺寸），为了保证排气效果，罩口尺寸应大于尘源的平面投影尺寸：H 8.0L L 1+= H 8.0W 1+=W(1) A 集气罩尺寸：取H=0.3L 1 带入H 8.0L L 1+= 中 ，有L 1=1200+0.24L 1 求得L 1=1579mm （取1580mm ）H=0.3L 1=0.3×1580=474mm (取470mm) 又 罩口高度要求低于人的呼吸器官其中h ＝450mm ，∴h ＋H ≤450＋470＝920mm ，符合要求 ∴罩口离污染源高度取H ＝470 mmmm H W W 10964708.02078.01=⨯+=+= （取1100mm ）集气罩的扩张角α的范围是：90°～120°，取α＝90° 罩口离管口高度：B ＝21L 1＝790 mm 集气罩风管直径∵D / W ≥0.3 ，∴D ≥0.3 W ＝216 mm ，管径的确定见管段X 的计算。
集气罩及管道设计
即全面通风量的计算应为：
式中符号含义同前。
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(2) 全面通风量计算的原则
同时散发数种有害物时，全面通风量应分别计算稀释到卫生标
准浓度以下的各有害物所需的风量，然后取最大值。
当散发到室内的有害物量无法具体计算时，全面通风量可按类
似房间换气次数值进行计算，换气次数就是全面通风量与房间体 积的比值，（次/h），各种房间的换气次数，可从有关的资料中 查得。 (3)全面通风量计算的特殊规定
于气流运动而扩散。对于生产过程散发到车间空气中
的污染物，只要控制住室内二次气流的运动，就可以
控制污染物的扩散和飞扬，从而达到改善车间内外空
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图8—1 局部排气净化系统示意图 集气罩；2．风管；3．净化设备；4．风机；5．烟囱
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（1）局部排气净化系统的组成 局部排气净化系统由集气罩、风管、净
化设备、通风机和烟囱五个部分组成。
③ 根据污染物性质和操作条件确定净化方法和决定净化设备 的选择范围； ④ 对设备的技术指标和经济指标进行全面比较，选定最适宜 的净化装置； ⑤ 确定净化设备的型号规格及运行参数。 排放烟囱设计
排放烟囱设计如第四章所介绍，主要内容包括结构尺寸及
工艺参数(烟囱高度、出口直径、喷出速度等)设计。
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8.1.3 全面通风系统
全面通风也称稀释通风，它一方面用清洁空气稀释室
内空气中的有害物浓度，同时不断地把污染空气排
至室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准
的规定。
方案一 方案二
全面通风的效果不仅与通风量有关，而且与通风气流
的组织有关。合理地组织气流很重要。
：人的工作位置
：有害物质发生位置
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（1） 全面通风量的确定
集气罩的课程设计
集气罩的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解集气罩的基本概念，掌握其工作原理及在实验中的应用。
2. 学生能够描述集气罩在气体收集实验中的作用，并解释其优点。
3. 学生能够运用集气罩进行气体的收集，并准确记录实验数据。
技能目标：1. 学生通过实际操作，能够熟练使用集气罩进行气体收集实验，掌握实验技巧。
2. 学生能够运用所学知识，分析实验过程中可能出现的误差，并提出改进措施。
3. 学生能够通过集气罩实验，培养观察、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习集气罩的应用，增强对化学实验的兴趣和热情，培养探究精神。
2. 学生能够认识到集气罩在实验操作中的重要性，形成严谨的科学态度。
3. 学生在实验过程中，能够培养团队协作意识，尊重他人意见，共同完成任务。
课程性质：本课程为化学实验操作课，以学生动手实践为主，结合理论知识讲解。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的化学基础知识，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，鼓励学生积极参与实验，培养实验操作技能。
在教学过程中，关注学生的情感态度，引导他们形成正确的价值观。
通过本课程的学习，使学生在掌握集气罩相关知识的基础上，提高实验操作能力，培养科学素养。
二、教学内容本节课主要依据人教版初中化学教材中关于气体收集方法的章节，围绕集气罩的应用进行教学内容的设计。
1. 理论知识：- 气体收集方法简介：回顾已学的气体收集方法，如排水法、排空气法等。
- 集气罩的原理及结构：介绍集气罩的工作原理、结构特点及其在实验中的应用优势。
2. 实践操作：- 集气罩的使用方法：详细讲解集气罩的使用步骤，包括安装、操作及注意事项。
- 气体收集实验：安排学生进行实验操作，通过集气罩收集气体，观察并记录实验现象。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾气体收集方法，导入集气罩概念（10分钟）。
- 第二阶段：讲解集气罩原理、结构及使用方法（15分钟）。
第1节 集气罩
式中： 分别为吸入口平均风速和控制速度,m/s; 式中：υ0,υx－分别为吸入口平均风速和控制速度,m/s; 控制距离,m; A－吸气口的横断面积,m x－控制距离,m; A－吸气口的横断面积,m2。
6.1.2.3 集气罩的性能参数及设计 （1）性能参数 ） ● 排风量的计算－－流量比法 排风量的计算－－ －－流量比法 基本思路：把集气罩的排风量Q 基本思路：把集气罩的排风量Q看作是污染气流 和罩口周围吸入空气量Q 之和。 量Q1和罩口周围吸入空气量Q2之和。
6.1.2.3 集气罩的性能参数及设计 （1）性能参数 ） ● 压力损失 的确定
表6.2.2 集气罩的流量系数和压力损失系数
6.1.2.3 集气罩的性能参数及设计 （2）集气罩的设计 ） ● 设计内容 结构选型和性能参数计算
● 设计原则
用最小的排风量达到最大的控制效果。 用最小的排风量达到最大的控制效果。
图6.2.2 点汇气流流动情况（有挡板） 点汇气流流动情况（有挡板）
6.1.2.1 集气机理
（2）吹出气流 ）
● 空气从孔口吹出，在空间形成的气流称为吹出气 空气从孔口吹出，
流或空气射流。 流或空气射流。 分类 按孔口形状 按约束条件 按温度差 按动力 圆射流、 圆射流、矩形射流和条缝射流 自由射流和受限射流 自由射流和受限射流 等温射流和非等温射流 等温射流和非等温射流 机械射流和热射流
（3）外部集气罩 ）
● 依靠罩口外吸气流的运动，把污染物全部吸入罩内， 依靠罩口外吸气流的运动，把污染物全部吸入罩内，
这类集气罩通称为外部集气罩。 这类集气罩通称为外部集气罩。 外部集气罩的特点 外部集气罩的吸气方向一般与污染气流运动方 向不一致， 向不一致，需要较大风量才能控制污染气流的 扩散，而且容易受室内横向气流的干扰， 扩散，而且容易受室内横向气流的干扰，导致 捕集效率较低。 捕集效率较低。
集气罩的设计范文
集气罩的设计范文集气罩是一种装置，用于将气体集中到指定区域，以便进行处理或利用。
它在很多领域中被广泛应用，包括环境保护、工业排放控制、研究实验等。
一个有效的集气罩设计可以帮助提高气体收集效率，降低耗能，并确保操作人员的安全。
本文将探讨集气罩的设计原理、关键要素以及一些常见的改进方法。
首先，集气罩的设计原理是基于气体的运动规律。
气体在大气中的扩散是一个熵增的过程，即气体分子会从高浓度区域向低浓度区域扩散。
因此，集气罩需要将气体周围的空气阻止进入，以维持高浓度气体区域。
为了实现这一点，集气罩通常会采用密封材料和空气流动控制的方法来防止外部空气的干扰。
其次，集气罩的设计要考虑以下几个关键要素。
首先是集气区域的大小和形状。
集气区域应该足够大，以容纳需要收集的气体，并确保气体的均匀分布。
此外，集气区域的形状也需要根据具体应用来确定，以最大限度地提高收集效率。
另一个关键要素是罩口的位置和大小。
罩口应该位于气体源的近似位置，以便快速捕集气体。
罩口的大小应根据气体产生速率和扩散范围来确定，以最大限度地减少气体的泄漏。
此外，集气罩的材料选择也是一项重要的设计考虑因素。
材料需要具备良好的耐腐蚀性能，并能承受高温、高压等恶劣条件。
同时，材料的表面光滑度也会影响气体的流动性能，从而影响收集效率。
在集气罩的设计过程中，还可以采取一些改进方法来提高其性能。
例如，可以通过增加气流速度来增强气体的收集效果。
这可以通过在集气罩内部设置风扇或气流引导装置来实现。
另外，加热集气罩的方式可以提高气体的可收集性，因为加热后的气体会产生对流，帮助将气体引导到集气区域。
除了上述的设计原则和改进方法，还需要考虑集气罩的操作和维护。
操作人员应该接受相关培训，了解如何正确使用集气罩，并采取必要的安全措施。
此外，集气罩的维护也需要定期进行，包括清洁、更换密封件等工作，以确保其长期稳定运行。
综上所述，一个有效的集气罩设计需要考虑气体运动规律、集气区域大小和形状、罩口位置和大小、材料选择以及一些改进方法等。
集气罩及管道系统设计
集气罩与管道系统的设计主要内容●净化系统的组成及系统设计的基本内容●集气罩的集气机理●集气罩的基本类型●集气罩性能参数及计算●集气罩设计的方法●废气净化系统设计（第二部分）1净化系统的组成及系统设计的基本内容局部排气净化系统的1 、集气罩；2 、排风管；3、净化设备；4、风机； 5 、烟囱；(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。
由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。
(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，当排气中污染物含量超过排放标准时，必须采用净化设备进行处理，达到排放标准后，才能排人大气。
(4) 通风机 : 通风机是系统中气体流动的动力。
为了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。
由于净化后的烟气中仍含有一定量的污染物。
这些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到地面。
局部排气净化系统设计的基本内容1、捕集装置设计（结构、安装、性能）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。
(3)除尘系统与装置的选择(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2集气罩的集气机理集气罩气流流动的基本理论集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。
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。
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2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖
集气罩及管道设计4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
《大气污染控制工程》第10章 集气罩(60P)
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，称为吹吸 式集气罩。
三、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。
吸气式
集 气 罩
按集气罩与污染源的相对位置及适 用范围，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
吹出气流在较远处仍能保持其能量密度，吸入气流则在离吸气口不远处 其能量密度就急剧下降。这亦表明，吹出气流的控制能力大，而吸入气
流则有利于接受。因此，可以利用吹出气流作为动力，把污染物输送到
吸气口再捕集，或者利用吹出气流阻挡、控制污染物的扩散，这种把吹 气和吸气结合起来的集气方式称为吹吸气流。
4、吹吸气流
图 点汇气流流动情况
实际上，吸气口是有一定大小的，气体流动也是有阻力的。所以，吸气 区气体流动的等速面不是球面而是椭球面。 吸气口气流速度分布特点： ①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离x的增大， 逐渐变成椭圆面，而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。因此，当x/d > 1时，可近似当作点汇，吸气量Q可按式1、3计算。当x/d＜1时，应根 据有关气流衰减公式计算。 ②吸气口气流速度衰减较快。如图所示，当x/d＝1时，该点气流速度已 大约降至吸气口流速的7.5%。 ③对于结构一定的吸气口，不论 吸气口风速大小，其等速面形状 大致相同。而吸气口结构形式不 同，其气流衰减规律则不同。
吹吸式排气罩设计时注意事项 A. 防止吹气射流产生弯曲； B. 条缝口宽度速度：高h2≧5~7mm，以防吹气口堵塞，吹气 射流初速度υ 2≦10~12m/s。 C. 吹气罩排气量：一般为吹气射流末端速度的1.1~1.25倍。 D. 吹气口高度。
集气罩的设计原则和步骤
确定类型等。
确定排风量和压力损失
排风量和压力损失是集气罩的主要技术经济指标。
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
感谢观看！
9. 伞形罩和侧吸罩上的排风管，应尽量设置在有害物扩散区的中心， 罩口面积与排风管面积之比最大可为16:1，喇叭形侧吸罩的长度 应为管道直径的3倍；
10. 侧吸罩的罩口一般均应有边，边宽应与罩口直径或边长相等，但 不应超过150mm；
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
集气罩的设计原则
大气污染控制技术
集气罩的设计原则和步骤
主
01 集气罩的设计原则
要
内
02 集气罩的设计步骤
容
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
设计原则和步骤
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
A
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
经
合
济
理
方
美
便
观
用较小的排风量获得最佳的控制效果。
集气罩的设计原则
集气罩的设计步骤
集气罩的设计原则和步骤
确定集气罩的结构尺寸和安装位置 先了解使用者的要求，在深入实际调查的基础上 确定。集气罩尺寸一般是按经验确定的。
第10章 集气罩及管道设计-2——【暨大考研 大气污染控制工程】
管道系统的设计计算
确定管段截面尺寸； 计算管路阻损，确定最大阻损管路； 对并联管路进行阻损平衡计算。两分支管段的阻损差应满足以下要 求：除尘系统应＜10%，其它系统应＜ 15%，否则要进行管径 调整或增设调压装置（阀门、阻力圈）。 计算系统总阻损（按系统中最大阻损环路计算阻损值），求出总风 量和总阻损，从而选择风机和电动机。
管道系统布置原则
管道通过人行横道时，与地面净距不应小于2m；横过公路时，不得 小于4．5m；横过铁路时，与铁轨面净距不得小于6m。 水平管道应有一定的坡度，以便于放气、放水、疏水和防止积尘。 一般坡度为0.002—0.005，对含有固体结晶或黏度大的流体，坡度可 酌情选择，最大为0.010 管道与阀件的重量不宜支承在设备上，应设支、吊架。保温管道的 支架上应设管托。
通风除尘系统的轴向侧投影图
对气流流速的合适选择
对于一般的工业通风系统：
工业通风管道的风速
风道的部位 钢板和塑料风道
干管 支管
6～14 2～8
m/s
砖和混凝土风道 4～12 2～6
对气流流速的合适选择
对于除尘系统，除尘管内最低气流速度
管段管径的确定
管道内径：
d 18.8 Q u
d 18.8 G
K2 -安全系数，一般管道取0.1～0.15，除尘系统取0.15～ 0.20 ρ0、 P0 、T0- 通风机性能表中给出的空气密度，压力和温度, 一般P0 =1.013× 105Pa，对于通风机T0 =20℃ ， ρ0 =1.2kg/m3；对于引风机 T0 =200℃ ， ρ0 =0.745kg/m3。 ρ、 P、T- 计算运行工况下管道系统总阻损时所采用的气体密度、压力和温 度。
局部阻力系数
局部阻力系数
集气罩及管道设计
详细描述
焊接连接是通过将两个管道的边缘加热至熔化，然后冷却固化后形成永久性的连 接。这种连接方式具有较高的强度和气密性，适用于高温、高压和振动等恶劣环 境。但焊接过程中需要专业的焊接设备和技能，且不易拆卸和维修。
卡箍连接
总结词
卡箍连接是一种快速、简便的连接方式，常用于临时或可拆卸的管道系统。
详细描述
卡箍连接是通过在两个管道之间放置一个卡箍，并用螺栓固定，以实现密封和 连接。这种连接方式具有快速安装、拆卸方便、适用性强等优点，但相较于其 他连接方式，其密封性能可能稍差。
04 集气罩及管道的安装与维 护
安装注意事项
确保安装位置合理
选择通风良好、便于操作和维护 的位置进行安装。
遵循安装规范
压力降
在保证流量要求的同时，应尽量减小 管道的压力降，以减少能源消耗和设 备投资。
管道布局
工艺流程
根据工艺流程的要求，合理规划 管道的走向和布局，确保工艺流
程的顺畅和高效。
安装维护
考虑管道的安装和维护方便性，合 理设置管道支架、阀门等附件的位 置。
安全环保
在管道布局中应考虑安全和环保因 素，避免管道泄漏和污染环境的风 险。
案例三：某食品加工厂集气罩及管道设计
总结词
易清洁、防异味
详细描述
食品加工厂集气罩及管道设计需注重清洁和防异味，以确保食品质量和安全。集气罩设 计应便于清洁和维护，管道材料应具备抗腐蚀和防异味性能。同时，合理设置通风口和
过滤器，以减少异味产生和扩散。
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按照厂家提供的安装规范进行施 工，确保集气罩和管道的稳定性
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Ax-最不利控制点的等速面积；等速面积取决于罩口形式。
圆形和矩形外部吸气罩风量计 算
外部吸气罩的设计计算-
条缝罩:宽长比<0.2的矩形侧吸罩 气流流速按实测流场所归纳的经验公式计算：
0 /x CxL / A0
具体见pp525 图13-24
冷过程上部集气罩
气流由侧面流入罩内 为避免横向气流的干扰，要求H尽可能<=0.3L 排风量：
吹出气流流动的基本规律
等温自由射流运动的特性
1、卷吸作用：湍流动量交换 2、射流范围不断扩大
射流流量随射流长度增加而增大 3、射流核心呈锥形不断缩小
对于扁射流，x/2b0＝2.5以前为核心段 4、射流各断面动量相等
R
Q00 R0202 2y 2dy
0
5、射流中的静压分布与周围静止空气的压强相同 6、射流各断面速度分布的相似性
通风机 为气体流动提供动力
排气筒 充分利用大气扩散稀释能力减轻污染
局部排气净化系统的设计原则
了解排放源烟气组成、含量、温度与湿度等 了解烟气污染物特征 合理配置净化装置
基本原则:净化装置以较低的投资和运行费用， 获得较高的污染物去除率，既能有效地回收烟气中的 有效组分，又不致造成二次污染。
局部排气系统设计的内容
则 vx=0.075×2=0.15m/s 此时，vx<0.5m/s，尘粒不能被吸入集气罩内。由分 析可知，只有距离吸风口75mm以内的尘粒才能被吸入。 因此，实际操作中吸风口应尽量靠近产尘点。
吹出气流流动的基本规律
▪射流：空气从孔口中吹出，在空间形成的气流。 ▪等温圆形射流 ▪等温扁射流
▪等温圆射流和扁射流参数计算公式 pp.590表13－1
管道速度应大于最大尘粒的运载速度。
外部集气罩的设计计算 —吸风量的计
算
罩口为圆形或矩形（宽长比B/L≥0.2），沿罩子轴线 的气流速度衰减公式为
u0 C(10x2 A0)
ux
A0
u0-罩口气流速度，m/s； ux-控制点的控制速度；
u0
C(10x2 A0
A0 )
ux
x-罩口到控制点的距离， m；
适用范围： 适用于有振动且气流较 大的设备，及全面散发 污染物的污染源。
大容积密闭罩
特点： 罩内容积大，可以缓冲污染气流，减小局部正压，设 备检修可在罩内进行。
适用范围： 多点、阵发性、污染 气流速度大的设备或 地点。如多交料点的 皮带运输机转运点及 振动筛 。
密闭罩的布置要求
尽可能将污染源密闭，罩壁设置观察窗、检修孔，
捕集装置的设计
包括集气罩结构形式、安装位置以及性能参数确定
净化设备的设计
工程调查→净化效率→净化设备的选择范围→最适宜的净化 装置→型号规格及运行参数
输送管道设计
管道的布置、管道内气流流速确定、管径的选择、压力损失 计算以及通风机的选择
烟囱设计
烟囱的结构尺寸及工艺参数的设计
第2节 集气罩的捕集机理
条缝式槽边集气罩罩口形式
等高条缝式槽边集气罩风速均匀性
等高条缝槽边集气罩条缝口气流速度分布不易均匀。
风速分布均匀性和条缝口面积f与吸气管截面F之比有 关，f/F愈小，速度分布愈均匀
f / F 0.3,可近似认为均匀 f / F 0.3时，为了保证条缝口速度分布均匀，最好采用楔形条缝
形条缝口高度的确定 pp528 表13-5
Q=A0v0
(m3/s)
罩内气流流速小于0.25～0.37m/s
罩内气流进入排风管前的风速不>2～3m/s。
考虑到排风带走物料和保证控制效果
密闭罩的吸入速度不<0.5～1.5m/s
极细粉尘，吸入速度控制在0.4～0.6m/s
2、参考设计手册
设备型号、规格、密闭罩形式 推荐数据
排气柜
排气柜是在密闭罩上开有较大的操作孔，通过操作孔吸 人大量的气流来控制污染物的外逸。 特点：控制污染效果好，排气量比密闭罩大，比外部集 气罩小。
β-安全系数，一般情况下介于1.05～ 1.10。
外部集气罩
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: 上部集气罩、下部集气罩、侧集罩和槽边吸气罩
上部集气罩
对于热设备，其污染气流都是由下向上运动的，采用上 部集气罩最为有利。所以，它多用于热设备。由于工艺 操作上的原因，冷设备也有采用上部集气罩的。 上部集气罩可分为热设备上部集气罩和冷设备上部集气 罩。 罩子边有挡板和无挡板。
缝式槽边集气罩排放量的计算
利用吹出气流作为动力，把污染物输送到吸气口再捕 集；或利用吹出气流阻挡、控制污染物的扩散。
吹吸气流
吹吸气流：吹出气流和吸入气流的组合 吹吸式集气罩：利用吹出气流和吸入气流联合 作用来提高所需“控制风速”
第3节 集气罩的结构形式及主要性能
对集气罩的要求
❖车间卫生要求 ❖安全要求 ❖生产工艺要求 ❖环境标准
局部密闭罩 整体密闭罩 大容积密闭罩
局部密闭罩
局部密闭罩的特点：
❖容积比较小，工艺设备大部分露在局部密闭罩的
外部，只在设备的产尘(气)点设置局部密闭罩。
❖设备检修和操作方便
适用范围： 一般适用于污染 气流速度较小， 且连续散发的地 点。
整体密闭罩
特点： ❖容积大， ❖密闭罩本身基本上成为独立整体，密闭性好。
x/d0≥1 “点汇” x/d0<1 “经验公式” （2）吸气口气流速度衰减较快 x/d0=1， 该点的气流速度已经降至吸风口流速的7.5%左右。 （3）对于结构一定的吸风口，不论吸风口风速大小如何，其等 速面形状大致相同；而吸风口结构形式不同，其气流衰减规律则 不同。
例1
无边圆形吸风罩口直径d0=150mm，吸风口平均流速 v0=2m/s。尘源在吸入速度为0.5m/s的作用下才会吸入 吸风口得以控制。试问吸风口离开尘源距离x=150mm 时，尘粒能否被吸入？ 解：利用吸气流谱图，查出相对距离x=d0时，轴心流 速vx=7.5%v0
尽量减少吸气范围，可增强控制效果。
吸入气流流动的基本规律
吸气口气流速度特点
实际上集气罩口面积较大，吸气口等速面近视与吸气 口平行，随与吸气口X↗逐渐变为椭球面（球面） 吸气流谱 气流流线 速度分布图 吸气速度和相对位置的关系 图1、2和3
四周无边园形吸气口的速度分布图
四周无边圆形吸气口的速度分布图
外部集气罩设计计算
只要条件允许，罩口均应有边，边宽与罩口直径或 边长相等，但不宜小于150mm。 伞形吊罩对热污染源效果较好，但当操作人员必须 在热污染源上方作业或污染物可能通过操作人员的呼 吸区时，则不宜采用。 罩子的吸风量根据所需吸捕速度等速面积来确定。 吸捕速度应大于最不利控制点（距罩口最远的污染点） 的横穿或背向气流速度。吸捕速度不能小于0.75m/s。
四周有边园形吸气口的速度分布图
四周有边圆形吸气口的速度分布图
宽长比为1:2的矩形吸气口的速度分布图
宽长比为1：2的矩形吸气口的速度分布图
吸入气流流动的基本规律
吸气口气流速度特点
（1）在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距 离x的增大，逐渐变成椭圆面，而在一倍吸气口直径d处已接近为 球面。 点源吸气，可认为从各方面吸气量均相等
下部集气罩
当污染源向下方抛射污染物时，或由于工艺操作上的限 制在上部或在侧面不容许设置集气罩时，才采用下部集 气罩。
侧吸罩与槽边集气罩
外部集气罩设计计算
设计的注意事项：
在不可能采用密闭罩时采用外部吸气罩，因为外部 吸气罩风量大，且易受横向气流干扰 摸清污染源、二次气流源及其方向和速度，以便尽 量减少风量并有效抑制二次气流 罩口外形尺寸应以有效控制污染源及不影响操作为 原则，并尽可能接近污染源。 连接罩子的吸风管应尽量置于粉尘散发中心
Q1指物料下落时所诱导的空气。与物料的流量、下落高度差、溜槽 形状及倾斜角、物料大小和形状等因素有关。 Q2与罩的严密性有关，确定不严密处面积困难，近似估算 理论上计算很困难，实际中常根据经验数据和有关手册来确定。
密闭罩的设计－密闭罩排风量的 确定
密闭罩的设计－密闭罩排风量的 确定
1、吸入速度v0计算
Q KPHx
槽边集气罩的设计
槽边集气罩的结构形式
吸气范围大，排风量大
E>=250 高截面 E<250 低截面
截面高度增加，减少了吸气范围， 排风量减少，气流速度分布均匀
槽边集气罩的布置
槽边集气罩的布置分为单侧和双侧
槽宽B 700 mm 单侧 B 700mm 双侧
周边式槽边集气罩
槽边集气罩的设计
外部集气罩的设计计算 — 气流速度
吸捕速度为克服各种背向、横向气流，使罩前任意一 点的污染物均能吸入罩内的速度。 罩口速度是使被吸捕的污染物进入罩内所应具有的罩 口截面速度。 空腔速度是罩腔或抽气室内的气流速度。 缝口速度指条缝罩开缝处具有的气流速度。
为使缝口速度均匀，空腔速度应小于缝口速度的1/2。 管道速度是连接管的截面风速。 运载速度是将吸进罩内的尘粒输送走的最低速度。
好的集气罩设计应能保护操作工人的呼吸基本不受污染物 的影响，又能使他们靠近操作区域工作，同时还要尽可能 减少所抽的气体体积流量。
集气罩的结构形式
按罩口气流流动方式分：
吸气式集气罩、吹吸式集气罩
按集气罩与污染源的相对位置及适合范围分：
密闭罩 半密闭集气罩 外部集气罩 接受式集气罩
密闭罩
原理：罩子把污染源局部或整体密闭 形成一定的负压 罩外的空气经罩上的空隙流入罩内 特点： 所需排气量最小； 控制效果最好； 不受车间内横向气流的干扰。在设计中优先选用
通常适当加大密闭罩容积，吸风点设于罩子顶部最 高点。