第三章 局部排风罩

设计要求，柜口风速不小于平均风速的80%； 同一通风柜在相同排风量下，单面工作孔比
两面工作口风速均匀。 2、柜式排风罩不宜设在接近门窗或其他进风处，避免 进风气流的干扰。 3、最好单独设置排风系统，避免相互影响；若不能设 置单独排风系统，每个系统连接的柜式排风罩不能过多。 4、若罩内发热量较大，采用自然排风时，最小排风量 按中和面高度不低于排风柜工作口上缘确定。
特点：罩内容积大，可以缓冲含尘气流，减小 局部正压。
场合：多点产尘、阵发性产生和产尘气流速度 大的设备或地点。
固定密闭罩
移动密闭罩
2.2 影响密闭罩性能的因素
2.2.1 密闭罩上排风口的位置 2.2.2 密闭罩罩口风速 2.2.3 密闭罩排风量
2.2.1 密闭罩上排风口的位置
1、为了避免把过多的物料或粉尘吸入通风系统， 增加除尘器负担，排风口不应设在含尘气流浓度 高的部位或飞溅区；
有害物控制较好。
用于采暖或空调房间，节能效果好
上部排风柜式排风罩
当通风柜内产生的有害气体密度比空气小，或通风柜内有 发热体时，可选用上部排风通风柜。
上部排风通风柜
下部排风柜式排风罩
柜内无发热体，且产生的有害气体密度比空气大。
下部排风通风柜
上下联合排风柜式排风罩
柜内既有发热体，又产生密度大小不等的有害气体时，应在 柜内上、下部均设置排气点，并装设调节阀，以便调节上、 下部排风量的比例
2、排风口应设在罩内压力最高的部位，以利于 消除正压，防止粉尘外逸。
罩内形成正压原因：
1）机械设备运动 2）物料运动 3）罩内外温度差
1）机械设备运动
设备运转，带动周围空气运动，形 成一次尘化气流，高速气流与罩壁碰撞，动 压转化为静压，罩内压力升高。
2）物料运动
物料落差大，高速下落诱导空气进 入密闭罩，压力升高；飞溅激起气流，与罩 壁碰撞，动压转化为静压。
（1）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L可按式计算。
当x/d=1时，该点气流速度已大约降至吸气口流速的7.5%。 当x/d＜1时，根据实际测得的气流速度衰减公式计算。 （2）对于结构一定的吸气口，不论吸气口风速大小如何，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。
。
1.2.2 局部排风系统单独设置原则： 1.两种或两种以上有害物混合易引起爆炸或燃烧 2.混合后形成毒害更大或腐蚀性混合物或化合物 3.混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘 4.放散剧毒物质的房间和设备 5.高温高湿的气体：t>80℃，d>85%
1.3 局部排风罩基本型式
1.密闭罩 2.柜式排风罩（通风柜） 3.外部吸气罩（上吸、侧吸、下吸、槽边） 4.接受式排风罩 5.吹吸式排风罩
1.1 局部排风罩作用
在有害物散发地点直接捕集有害物或控制 其在车间内的扩散，保证室内工作区有害 物浓度不超过国家卫生标准。
1.2 局部排风罩的设置
1.2.1 应用条件： 1.散发有害物浓度超过国家标准 2.污染源集中且较小的场合 3.安装局部排气设备不影响工艺操作 4.利用热压和风压进行自然通风无法排出有 害物或者经济上不合理时，才考虑使 用机械排风系统
吸入口气流运动规律
当吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围 空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。
当吸气口面积较小时，可视为“点汇”。它会形 成以吸气口为中心的径向线，和以吸气口为球心的等 速球面。如下图a所示。
点汇气流流动情况
a）自由吸气口
b）受限吸气口
根据流体力学， 位于自由空间的“点汇”吸气口的吸气量为：
m3/h
A—密闭罩截面积
m2
v—垂直于密闭罩面的平均风速 m/s
0.25~0.5m/s
3、按换气次数法计算 L=60nV V—密闭罩容积 n—换气次数
m3/h m3
次/min
换气次数视有害物浓度、罩内工作情况(能见度等)而定 当V>20m3时，取n=7
第三节 柜式排风罩
柜式排风罩（又称通风柜） 是密闭罩的一种特殊形式
1.4 局部排风罩的设计
目标：以最小的风量，达到最佳的控制效果 关键：局部排风罩口的气流运动规律 原则：
1.尽可能包围或靠近有害物发生源，使有害物局限 于较小空间 2.吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致 3.已污染的吸入气流不能通过人的呼吸区
4.尽可能避免和减弱干扰气流对吸气气流的影响 5.局部排风罩应与工艺密切配合，协调一致，不影响 操作 6.力求结构简单，造价低，便于制作安装和拆装维修 7.工艺，罩的四周应尽量设置围挡，减小吸气范围 8.条件允许时，优先考虑采用密闭罩或通风柜，是有 害物局限于较小空间，节省风量
第三章 局部排风罩
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
概述 密闭罩 柜式排风罩 外部吸气罩 热源上部接受式排风罩 槽边排风罩 大门空气幕 吹吸式排风罩
第一节 概 述
局部排风系统： 局部排风罩、风管、风机、净化设备、排风筒
局部排风罩——直接影响技术经济性 设计完善的局部排风罩，用较小的排风 量即可获得最佳的控制效果
特点： 排风量小，控制有害物的效果好，不受环境气流影响 但影响操作 主要用于有害物危害较大，控制要求高的场合
2.1 密闭罩的形式
密闭罩和工艺设备的配置关系： 局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩
密闭罩安装形式： 固定式、移动式
1. 局部密闭罩
结构：将设备产尘地点局部密闭，产尘设备 和传动装置等露在外面
2.2.3 密闭罩排风量
1、按空气平衡原理计算
L=L1+L2+L3+L4
m3/s
L1—物料下落时带入罩内的诱导空气量
L2—从孔口或不严密缝隙吸入的空气量
L3—因工艺需要鼓入罩内的空气量
L4—因受热空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量
2、按截面风速计算
大容积密闭罩，吸气口设在密闭室的上部
L=3600Av
特点：容积较小，排风量少，经济性好
场合：适用于产尘气流速度小，瞬时增压不 大，且集中、连续扬尘的地点。
2. 整体密闭罩
结构：产尘设备或地点大部分密闭，设备的 传动部分留在外面
特点：密闭罩本身为独立整体，易于密闭
场合：具有振动的设备或产尘气流速度较大 的产尘地点
3. 大容积密闭罩/密闭小室
结构：将产尘设备或地点进行全部封闭。
上、下联合排风通风柜
3.2 柜式罩排风量计算
排风量L按下式计算:
L = L1+ν×F×β m3/s
L1—柜内污染气体发生量 v—工作孔上的控制风速 F—工作孔或缝隙的面积
β—安全系数 =1.1~1.2
排风量应满足孔口吸入风速达到控制风速的要求。
3.3 柜式排风罩设计的注意事项
1、柜式排风罩排风效果受工作口截面上风速的均匀性 影响较大。
利用上式进行计算；
其他情况根据实测流体 运动规律Fra bibliotek行计算3、长宽比不同的矩 形吸气口
L 0F
计算外部吸气罩的排风量时，首先要确定控制 点的控制风速Vx！
控制风速Vx与工艺过程和室内气流运动情况有 关，准确计算需要通过实测求得。
二、前面无障碍排风罩排风量
外部吸气罩由于靠抽气作用控制， 因此罩口 的速度分布如何将直接影响控制效果。
显然，罩口的速度大小和分布与罩的结构和 排风量有关，对于特定结构的排风罩，吸口速度取 决于排风量。
1、前面无障碍圆型吸气口：
2、设在工作台上的侧吸罩：
假想工作台下有与台上相同的侧吸罩，则上下联合 的假想大排风罩排风量： 实际台上排风罩排风量：
四周无边圆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
注意：上面两式根据吸气口速度分布图所得， 当x≤1.5d，公式适应 当x>1.5d，实际速度衰减大于计算值
宽长比为1：2的矩形吸气口的速度分布图
图中数值表示吸气口离中心轴的距离 以及在该点气流速度与吸气口流速的百分比。
根据试验结果，吸气口气流速度分布具有以下特点：
散发有害物的工艺装置置于柜内，操作过程完 全在柜内进行。排风罩上一般设有可开闭的操作孔 和观察孔。
为了防止由于罩内机械设备的扰动、化学反应 或热源的热压以及室内横向气流的干扰等原因引起 的有害物逸出，必须对柜式排风罩进行抽风，使罩 内形成负压。
3.1 柜式排风罩的基本形式
1、形式规模： 小型、大型
粉碎或磨碎的细粉 <2m/s
粗颗粒物料
<3m/s
若小体积罩内气流飞溅速度较高，采用抽
风方法无法抑制时，应避免在飞溅区域有孔口或
缝隙，或者设置宽大的密闭罩，是气流在到达罩
壁孔口前速度减弱。
2、气流速度均匀
从排风口向风管接口逐渐收缩，收缩角尽量不 大于60 °；
大型或形状比较特殊的密闭罩，可在密闭罩上 设两个或多个排风口。
L 4r121 4r222
1 /2 r2 / r1 2
若在吸气口设在墙上或四周加上挡板，如下图 b所示，吸气范围减少一半，其等速面为半球面， 则吸气口的排风量为：
L 2r121 2r222
1 /2 r2 / r1 2
自由吸气口： 受限吸气口：
L 4r121 4r222
L 2r121 2r222
控制风速法计算排风罩排风量：
首先确定控制风速的大小， 然后找出控制风速与罩口平均风速的关系式，求得 排风罩捕集粉尘所需要的罩口平均风速 ， 再用下式计算出排风量。
L 0F
4.1 吸气口气流运动规律
局部排风罩口气流运动的两种方式： 吸气口气流的吸入流动 吹气口气流的吹出流动
对排风罩，多数的情况 是吸气口吸入气流。