第四章通风设施
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• ②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%；
• ③对于结构一定的吸气口，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。
二、 吹出口气流运动规律
• 射流：空气从孔口吹出，在空间形成的一股气流 称为吹出气流或射流。
• 射流的分类： – 按孔口及射流形状：圆射流、矩形射流和扁射 流（条缝射流）； – 据空间界壁对射流的约束条件：自由射流（吹 向无限空间）和受限射流（吹向有限空间）； – 按射流温度与周围空气温度是否相等：等温射 流和非等温射流； – 据射流产生的动力：机械射流和热射流。
第四章 通风设施
本章学习目标：
• 1．了解吸入口和吹出口气流运动规律。 • 2．掌握集气罩基本类型与工作原理。 • 3．掌握集气罩需要风量的计算方法。 • 4．掌握风筒种类及其连接件的相关知识。 • 5．掌握地面建筑全面通风设施的相关知
识。 • 6．了解地下全面通风构筑物的相关知识。
第四章 通风设施
一、全密闭罩
• 全密闭罩是把有害物源全部密闭在罩内，隔断生产 过程中产生的有害物与作业场所二次气流的联系， 以防止粉尘等有害物随气流传播到其他部位。
负压
全密闭罩的形式又较多，可分为以下三类： （1）局部密闭罩。
（2）整体密闭罩。
（3）大容积密闭罩。
二、半密闭罩和 柜式集气罩
三、外部集气罩
;
dx d0
2.44( x
d0
0.41); tan
2.44
（4-7）
d0
2．附壁受限射流
• 附壁射流中，一般用无因次距离来判断射流运动。 无因次距离定义为：
x0
x0
Sn
或x
x
Sn
（4-8）
第四章 通风设施
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
• （3）与吸气口相比，轴向流速衰减慢，流场中横向 流速分布可被忽略。由于射流的喷射成束的特性， 流场中的轴向分速要比横向分速大得多，所以，射 流分析计算中，一般都将流场中的横向分速忽略掉， 也即射流的轴向速度即被视为射流的总速度。
• （4）射流各断面动量相等，射流中的静压与周围空 气的压强相等。
• 等温自由紊流圆射流轴心速度vx、射流断面直径dx、 射流扩张角θ的公式为：
v0 vx
x
0.48 0.147
;
d d
x 0
x
6.8( d0
0.147); tan
3.4
（4-6）
d0
送风口紊流系数
•而等温自由紊流扁射流轴心速度vx、射流断面宽度dx、 射流扩张角θ的公式
v0 vx
1.2 x 0.41
四、接受式集气罩
热射流收缩断面至热源的距离，H0 1.5 Ap（Ap为 热源的水平投影面积）时，热源的对流散热量Q的
计算公式为：
Q ASr t 4/3
（4-9）
收缩断面上的流量：
L0 0.167Q1/3B3/2 （4-10）
在H/B=0. 9～7.4范围内，不同高度上热射流的流量 Lz为：
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
一、吸入口气流 运动规律
• 根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口（图4la）的吸气量Q的计算公式为：
Qmb Qmb1 Qmb2
（4-13）
在工程中常用以下两种方法来确定排风量： • （1）按开口或缝隙处空气的吸入速度v0计算。
Qmb v0 F0
（4-14）
• （2）按经验公式或数据确定排风量。
Qmb=KD
（4-15）
2．半密闭罩和柜式集气罩
LZ 0.04Q1/3Z 3/2
Z=H+1.26B
在某一高度上热射流的断面直径Dz：
Dz =0. 36H +B
（4-11）
五、吹吸式集气罩
Hale Waihona Puke Baidu
第四章 通风设施
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
v0 10x2 F
vx
F
（4-4）
•对于四周有法兰边的圆形吸气口有：
v0 0.75(10x2 F )
vx
F
（4-5）
根据试验结果，吸气口气流速度分布还具有以下特点： • ①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，式
（4-4）和式（4-5）仅适用于x≤1.5D0的场合，当 x>l.5D0时，实际的速度衰减要比计算值大；
1．自由等温射流
自由等温射流具有如下特点：
（1）紊流射流会引发射流流体微团间的横向动量交 换、热量交换或质量交换，从而形成湍流射流边界 层，使得射流速度逐渐下降，射流断面不断扩大。
（2）全流场或局部流场气流参数彼此间保持一种相 仿的关系，边界层的外边界及其初始段上的内边界 一般都是斜直线，而参数在横截面上的分布彼此间 呈无因次相似。
Q 4 r12v1 4 r22v2
v1 / v2 (r2 / r1)2
（4-1） （4-2）
• 如吸气口四周加上挡板，即如图4-lb所示的平壁， 吸气气流受到限制，吸气范围仅半个等速球面，它 的吸气量计算公式为：
Q 2 r12v1 2 r22v2
（4-3）
• 对于四周无法兰边的圆形吸气口有：
一、集气罩需要风量 计算方法
• 1．控制速度法
2流量比法 • 流量比法的基本思路是把集气罩的排风量Q3看做是
污染气流量Qi和从罩口周围吸人室内空气量Q2之和， 即：
Q3 Q1 Q2 Q1(1 Q2 / Q1) Q1(1 KV ) （3-8）
流量比
二、密闭罩吸风量计算
全密闭罩的需要风量Qmb，一般由两部分组成，一 部分是由运动物料带人罩内的诱导空气量（如物料 输送）或工艺设备供给的空气量（如有鼓风装置的 混砂机），另一部分是为消除内正压并保持一定负 压所需经孔口或不严密缝隙吸人的空气量，即：
• ③对于结构一定的吸气口，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。
二、 吹出口气流运动规律
• 射流：空气从孔口吹出，在空间形成的一股气流 称为吹出气流或射流。
• 射流的分类： – 按孔口及射流形状：圆射流、矩形射流和扁射 流（条缝射流）； – 据空间界壁对射流的约束条件：自由射流（吹 向无限空间）和受限射流（吹向有限空间）； – 按射流温度与周围空气温度是否相等：等温射 流和非等温射流； – 据射流产生的动力：机械射流和热射流。
第四章 通风设施
本章学习目标：
• 1．了解吸入口和吹出口气流运动规律。 • 2．掌握集气罩基本类型与工作原理。 • 3．掌握集气罩需要风量的计算方法。 • 4．掌握风筒种类及其连接件的相关知识。 • 5．掌握地面建筑全面通风设施的相关知
识。 • 6．了解地下全面通风构筑物的相关知识。
第四章 通风设施
一、全密闭罩
• 全密闭罩是把有害物源全部密闭在罩内，隔断生产 过程中产生的有害物与作业场所二次气流的联系， 以防止粉尘等有害物随气流传播到其他部位。
负压
全密闭罩的形式又较多，可分为以下三类： （1）局部密闭罩。
（2）整体密闭罩。
（3）大容积密闭罩。
二、半密闭罩和 柜式集气罩
三、外部集气罩
;
dx d0
2.44( x
d0
0.41); tan
2.44
（4-7）
d0
2．附壁受限射流
• 附壁射流中，一般用无因次距离来判断射流运动。 无因次距离定义为：
x0
x0
Sn
或x
x
Sn
（4-8）
第四章 通风设施
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
• （3）与吸气口相比，轴向流速衰减慢，流场中横向 流速分布可被忽略。由于射流的喷射成束的特性， 流场中的轴向分速要比横向分速大得多，所以，射 流分析计算中，一般都将流场中的横向分速忽略掉， 也即射流的轴向速度即被视为射流的总速度。
• （4）射流各断面动量相等，射流中的静压与周围空 气的压强相等。
• 等温自由紊流圆射流轴心速度vx、射流断面直径dx、 射流扩张角θ的公式为：
v0 vx
x
0.48 0.147
;
d d
x 0
x
6.8( d0
0.147); tan
3.4
（4-6）
d0
送风口紊流系数
•而等温自由紊流扁射流轴心速度vx、射流断面宽度dx、 射流扩张角θ的公式
v0 vx
1.2 x 0.41
四、接受式集气罩
热射流收缩断面至热源的距离，H0 1.5 Ap（Ap为 热源的水平投影面积）时，热源的对流散热量Q的
计算公式为：
Q ASr t 4/3
（4-9）
收缩断面上的流量：
L0 0.167Q1/3B3/2 （4-10）
在H/B=0. 9～7.4范围内，不同高度上热射流的流量 Lz为：
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
一、吸入口气流 运动规律
• 根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口（图4la）的吸气量Q的计算公式为：
Qmb Qmb1 Qmb2
（4-13）
在工程中常用以下两种方法来确定排风量： • （1）按开口或缝隙处空气的吸入速度v0计算。
Qmb v0 F0
（4-14）
• （2）按经验公式或数据确定排风量。
Qmb=KD
（4-15）
2．半密闭罩和柜式集气罩
LZ 0.04Q1/3Z 3/2
Z=H+1.26B
在某一高度上热射流的断面直径Dz：
Dz =0. 36H +B
（4-11）
五、吹吸式集气罩
Hale Waihona Puke Baidu
第四章 通风设施
• 第一节 吸入口与吹出口气流运动规律 • 第二节 集气罩基本类型与工作原理（重点） • 第三节 集气罩需要风量计算（重点） • 第四节 风筒及其连接件（重点） • 第五节 地面建筑全面通风设施（重点） • 第六节 地下全面通风构筑物
v0 10x2 F
vx
F
（4-4）
•对于四周有法兰边的圆形吸气口有：
v0 0.75(10x2 F )
vx
F
（4-5）
根据试验结果，吸气口气流速度分布还具有以下特点： • ①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，式
（4-4）和式（4-5）仅适用于x≤1.5D0的场合，当 x>l.5D0时，实际的速度衰减要比计算值大；
1．自由等温射流
自由等温射流具有如下特点：
（1）紊流射流会引发射流流体微团间的横向动量交 换、热量交换或质量交换，从而形成湍流射流边界 层，使得射流速度逐渐下降，射流断面不断扩大。
（2）全流场或局部流场气流参数彼此间保持一种相 仿的关系，边界层的外边界及其初始段上的内边界 一般都是斜直线，而参数在横截面上的分布彼此间 呈无因次相似。
Q 4 r12v1 4 r22v2
v1 / v2 (r2 / r1)2
（4-1） （4-2）
• 如吸气口四周加上挡板，即如图4-lb所示的平壁， 吸气气流受到限制，吸气范围仅半个等速球面，它 的吸气量计算公式为：
Q 2 r12v1 2 r22v2
（4-3）
• 对于四周无法兰边的圆形吸气口有：
一、集气罩需要风量 计算方法
• 1．控制速度法
2流量比法 • 流量比法的基本思路是把集气罩的排风量Q3看做是
污染气流量Qi和从罩口周围吸人室内空气量Q2之和， 即：
Q3 Q1 Q2 Q1(1 Q2 / Q1) Q1(1 KV ) （3-8）
流量比
二、密闭罩吸风量计算
全密闭罩的需要风量Qmb，一般由两部分组成，一 部分是由运动物料带人罩内的诱导空气量（如物料 输送）或工艺设备供给的空气量（如有鼓风装置的 混砂机），另一部分是为消除内正压并保持一定负 压所需经孔口或不严密缝隙吸人的空气量，即：