工业通风作业2

作业2

1.排风罩控制有害物的效果主要取决于哪些因素？

排风罩的结构参数；排风罩吸口的风流运动规律（风流结构和风速分布）；排风量。

2.接受罩与外部吸气罩的作用原理有何不同？

利用罩口外部吸气汇流的运动将污染物吸入罩内的排风罩称为外部吸气罩。接受罩，只起接受作用（设在污染气流前方，让其直接进入罩内）。接受的气流分为两类：

a.粒状物料高速运动时所诱导的空气流动；

b.热源上部的热射流，包括：生产设备本身散发的热烟气；高温设备表面对流散热时形成的热射流。

3.射流流动和吸入流动有何差异？请从速度分布、流场结构、衰减

规律等方面进行说明。

吸气口外某一点的空气流速与该点至吸气口距离的平方成反比，流速随吸气口吸气范围的减小而增大；吸气口附近的等速面随离吸气口距离的增大，逐渐变成椭圆面，在1倍吸气口直径D0处，接近为球面（吸入流动作用区为椭球形）；各个等速面的流量不变，等于吸风口的流量；吸气口气流速度衰减较快，x/D0=1处气流速度已约降至吸气口流速的7.5%。

射流作用区呈锥形（卷吸作用），出现并发展边界层（湍流射流边

界层）；射流沿前进方向流量不断增加；射流轴线速度基本与射程成反比，与吸气口比，轴向速度衰减慢，流场中横向分速度可忽略。

4.密闭罩内正压形成的主要原因是什么？如何消除？

（1）机械设备运动

设备高速运转时，带动周围空气运动，造成一次尘化气流。高速气流与密闭罩壁面发生碰撞时，将自身动压转化为静压，使罩内压力升高。（2）物料运动

物料落差较大时，高速下落的物料诱导周围空气一起进入下部密闭罩，使罩内压力升高；

物料下落时的飞溅

（3）罩内外温度差

消除密闭罩内正压的主要措施：

根据生产设备的工作特点及含尘气流运动规律来确定排风口，应将排风口设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压。

5.请画图并解释控制风速法的原理，并说明其与流量比法在设计原

理上有何不同，各自的适用条件是什么？

控制速度法（控制风速法）

控制速度法的原理：将在罩口前污染物扩散方向上的任意点均能使污染物随吸入气流流入罩内并将其捕集所必需的最小吸气速度定义为控制风速。在该控制风速下，吸气气流有效作用范围内的最远点（即控制点）处的污染物能够被捕集，也就意味着，在控制距离内的所有污染物均可被捕集。

控制速度法的关键是：确定控制速度、集气罩结构、安设位置、气流。控制速度法主要用于没有污染气流的冷过程，如低温敞口槽、手工刷漆、焊接等。

流量比法

基本思路：把集气罩的排风量L3看做是污染气流量L1和从罩口周围吸入室内空气量L2之和，即：

L3=L1+L2=L1(1+L2/L1)=L1(1+K)

K称为流量比，其值越大，效果越好。考虑到经济合理性，把能保证污染物不溢出罩外的最小段位称为临界流量比或极限流量比，用K L 表示。

流量比法的关键在于确定K L值，适用于排风罩口上同时有污染气流和吸气气流的情况。

6. 普通天窗为何会倒灌？采取哪些措施可避免倒灌？

风压作用下的自然通风，在普通天窗迎风面形成正压，导致倒灌。 采用避风天窗——为使普通天窗能够稳定排风，不发生倒灌，而在天窗上增设挡风板或采取其他措施，以保证天窗排风口在任何风向下都处于负压区。

采用避风风帽——室外气流吹过风帽时，可保证排出口处于负压区内。

P64：习题8、9、10

8、解：（1）自由悬挂，无法兰边

长宽比 a/b=1

控制点距离 x=0.3m x/b=1

查“矩形吸气口速度分布图”，得 v x /v 0=0.11（0.12）

∵ L= v 0F

∴ v 0=L/F=0.54/(0.3×0.3)=6 m/s

∴ v x =0.11 v 0=0.66 m/s

（2）自由悬挂，有法兰边

'000.75x x v v v v ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

= ∵ v 0= v 0’

∴ '40.883

x x v v == m/s （3）放在工作台上，无法兰边

将罩看作600mm ×300mm 的假象罩

则 a/b=2 x/b=1

查得 v x /v 0=0.15 （0.16）

∴ v x =0.15 v 0=0.9 m/s

9、解：查附录8 v x =0.25m/s

∵ B=600mm < 700mm ∴ 单侧布置

当不靠墙时，为自由吸气口

低截面单侧 0.2

0.20.6330.250.8

0.60.340.8x B L v A B A ==⨯⨯⨯⨯=⎛⎫

⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭m 3/s 当靠墙时，吸气范围由3π/2减小为π/2

∴ 靠墙布置时， 1'0.1133L L == m 3

/s

假设条缝口风速 v 0=8m/s (7~10m/s)

采用等高条缝，则条缝口面积

不靠墙时 00

0.0425L

f v == m 3

靠墙时 00

'

'0.0142L f v == m 3

条缝口高度（低截面）

不靠墙时 000.04

25

0.2125

0.2f h A ===m

10.0425 1.06250.30.20.2f F ==>⨯

靠墙时 '00'0.01420.0710.2

f h A ===m 01'0.01420.3540.30.20.2

f F ==>⨯ ∴ 为保证条缝口上速度分布均匀，不靠墙时，分设4个罩子；靠墙时，分设2个管子 因此，不靠墙时，0140.042540.2660.30.20.2

f F ==<⨯ 靠墙时，01'20.014220.1770.30.20.2

f F ==<⨯ 阻力 22

082.34 1.29022

v p ξρ∆==⨯⨯= Pa

10、解：首先判断低悬罩还是高悬罩，H=0.4m

∵

0.9== m > H

∴ 该接受罩为低悬罩

1343

2431.70.6(60020)

2960.2J /s Q F t A t F t AF t α=∆=∆∆=∆=⨯⨯-= (水平散热面，A=1.7)

收缩断面上流量

收缩断面 H 0=0.9m

L0=0.04Q^(1/3)[H 0+1.26B]^(3/2)

∵ 横向气流0.3m/s ，影响较大

∴ 罩口断面直径 A1=a+0.5H=0.6+0.5×0.4=0.8 m

B1=b+0.5H=0.6+0.5×0.4=0.8 m