集氣罩及管道設計[共99頁]

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1、1集集 氣氣 罩罩 及及 管管 道道 設設 計計 2主要內容主要內容l通風排氣系統(tǒng)設計的基本內容通風排氣系統(tǒng)設計的基本內容 通風排氣系統(tǒng)的分類通風排氣系統(tǒng)的分類 局部排氣系統(tǒng)局部排氣系統(tǒng) 全面通風系統(tǒng)全面通風系統(tǒng) 事故排氣系統(tǒng)事故排氣系統(tǒng)l集氣罩的設計集氣罩的設計 集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律 集氣罩的基本形式集氣罩的基本形式 集氣罩的主要性能集氣罩的主要性能 集氣罩的設計方法集氣罩的設計方法 l管道系統(tǒng)的設計管道系統(tǒng)的設計 管道內氣體流動的壓力損失和壓力分布管道內氣體流動的壓力損失和壓力分布 管道計算管道計算 管道布置與部件管道布置與部件 管道的保溫及防爆措施管道的保溫及

2、防爆措施 38.1 通風排氣系統(tǒng)設計的基本內容通風排氣系統(tǒng)設計的基本內容 用通風的方法改善車間空氣環(huán)境，簡單地說，就是在局部地點或整個車用通風的方法改善車間空氣環(huán)境，簡單地說，就是在局部地點或整個車間把不符合衛(wèi)生標準的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣或經過凈化符合間把不符合衛(wèi)生標準的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣或經過凈化符合衛(wèi)生標準要求的空氣送入室內。前者稱為衛(wèi)生標準要求的空氣送入室內。前者稱為排風排風，后者稱為，后者稱為進風進風。 防止工業(yè)有害物污染室內空氣在有效的方法是：在有害物產生地點直接防止工業(yè)有害物污染室內空氣在有效的方法是：在有害物產生地點直接把它們捕集起來，經過凈化處理，排至室外。這

3、種通風方法稱為把它們捕集起來，經過凈化處理，排至室外。這種通風方法稱為局部排局部排風風。局部排風系統(tǒng)需要的風量小、效果好，設計時要優(yōu)先考慮。局部排風系統(tǒng)需要的風量小、效果好，設計時要優(yōu)先考慮。 如果受如果受生產條件限制，有害物排放源不固定等原因，不能采用局部排風，或者生產條件限制，有害物排放源不固定等原因，不能采用局部排風，或者采用局部排風后，室內有害物濃度仍超過衛(wèi)生標準，在這種情況下可以采用局部排風后，室內有害物濃度仍超過衛(wèi)生標準，在這種情況下可以采用采用全面通風全面通風。全面通風是對整個車間進行通風換氣。全面通風是對整個車間進行通風換氣。本章只簡單介紹全面通風的一般原理，詳細討論局部排風系

4、統(tǒng)的有關組本章只簡單介紹全面通風的一般原理，詳細討論局部排風系統(tǒng)的有關組成部分的結構和通風排氣系統(tǒng)的設計計算問題。成部分的結構和通風排氣系統(tǒng)的設計計算問題。 48.1.1 通風排氣系統(tǒng)的分類通風排氣系統(tǒng)的分類 按照通風排氣量的大小來劃分，有局部排氣系統(tǒng)、全面排氣系統(tǒng)和事故排按照通風排氣量的大小來劃分，有局部排氣系統(tǒng)、全面排氣系統(tǒng)和事故排氣系統(tǒng)三種。它們的處理風量依次遞增。按照通風動力的不同，可以分為氣系統(tǒng)三種。它們的處理風量依次遞增。按照通風動力的不同，可以分為機械通風機械通風和和自然通風自然通風二種。二種。8.1.2 局部排氣系統(tǒng)局部排氣系統(tǒng)空氣污染物能夠在車間內擴散，原因是污染物可以依附于

5、氣流運動而擴散?？諝馕廴疚锬軌蛟谲囬g內擴散，原因是污染物可以依附于氣流運動而擴散。對于生產過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內二次氣流的運對于生產過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內二次氣流的運動，就可以控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內外空氣環(huán)境質動，就可以控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內外空氣環(huán)境質量的目的。這就是采用局部排氣通風方法控制污染物擴散的依據。量的目的。這就是采用局部排氣通風方法控制污染物擴散的依據。控制空氣污染物在車間內外擴散的局部通風方法，簡單地說，就是在局部控制空氣污染物在車間內外擴散的局部通風方法，簡單地說，就是在局部污染源設置集氣罩，

6、把污染空氣捕集起來并經凈化后排至室外，這是生產污染源設置集氣罩，把污染空氣捕集起來并經凈化后排至室外，這是生產車間控制空氣污染的最有效、最常用的方法。車間控制空氣污染的最有效、最常用的方法。5 圖圖81 局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖1.集氣罩；集氣罩；2風管；風管；3凈化設備；凈化設備；4風機；風機；5煙囪煙囪6（1）局部排氣凈化系統(tǒng)的組成）局部排氣凈化系統(tǒng)的組成 局部排氣凈化系統(tǒng)由集氣罩、風管、凈化設備、通風機和煙囪五個部分局部排氣凈化系統(tǒng)由集氣罩、風管、凈化設備、通風機和煙囪五個部分組成。組成。 集氣罩集氣罩 集氣罩是用以捕集污染氣流的。其性能對凈化系統(tǒng)的技術經濟指標有直集

7、氣罩是用以捕集污染氣流的。其性能對凈化系統(tǒng)的技術經濟指標有直接影響。由于污染源設備結構和生產操作工藝的不同，集氣罩的形式是接影響。由于污染源設備結構和生產操作工藝的不同，集氣罩的形式是多種多樣的。多種多樣的。 風管風管 在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設備和在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設備和部件連成一個整體。部件連成一個整體。 7 凈化設備凈化設備 為了防止大氣污染，當排氣中污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設為了防止大氣污染，當排氣中污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設備進行處理，達到排放標準后，才能排人大氣。備進行處理，達到排放標

8、準后，才能排人大氣。 通風機通風機 通風機是系統(tǒng)中氣體流動的動力設備。為了防止通風機的磨損和腐蝕，通常通風機是系統(tǒng)中氣體流動的動力設備。為了防止通風機的磨損和腐蝕，通常把風機設在凈化設備后面。把風機設在凈化設備后面。 煙囪煙囪 煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后煙氣中仍含有一定量的污染物，這煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后煙氣中仍含有一定量的污染物，這些污染物在大氣中擴散、稀釋、懸浮或沉降到地面。為了保證污染物的地面些污染物在大氣中擴散、稀釋、懸浮或沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度不超過環(huán)境空氣質量標準，煙囪必須具有一定高度。濃度不超過環(huán)境空氣質量標準，煙囪必須具有一定高度。l為了滿

9、足系統(tǒng)正常運行的需要，應針對處理污染物的特性，完成局部排氣系為了滿足系統(tǒng)正常運行的需要，應針對處理污染物的特性，完成局部排氣系統(tǒng)上述五個組成部分的設計。統(tǒng)上述五個組成部分的設計。8（2）局部排氣凈化系統(tǒng)的設計）局部排氣凈化系統(tǒng)的設計 集氣罩設計集氣罩設計 集氣罩設計內容主要包括集氣罩結構形式，安裝位置以及性能參數確定等內集氣罩設計內容主要包括集氣罩結構形式，安裝位置以及性能參數確定等內容。本章后面將要詳細介紹。容。本章后面將要詳細介紹。輸送管道系統(tǒng)設計輸送管道系統(tǒng)設計 輸送管道系統(tǒng)設計主要包括管道布置、管內氣體流速確定、管徑選擇、壓力輸送管道系統(tǒng)設計主要包括管道布置、管內氣體流速確定、管徑選擇

10、、壓力損失計算及通風機選擇等內容。本章后面將要詳細介紹。損失計算及通風機選擇等內容。本章后面將要詳細介紹。凈化設備選擇或設計凈化設備選擇或設計 各種凈化設備選擇或設計在本課程的前面已經介紹過了，概括起來一般按以各種凈化設備選擇或設計在本課程的前面已經介紹過了，概括起來一般按以下程序進行：下程序進行： 工程調查、認真收集有關資料、全面考慮影響設備性能的各種因素；工程調查、認真收集有關資料、全面考慮影響設備性能的各種因素；9 根據排放標準和生產要求，計算需要達到的凈化效率；根據排放標準和生產要求，計算需要達到的凈化效率； 根據污染物性質和操作條件確定凈化方法和決定凈化設備根據污染物性質和操作條件確

11、定凈化方法和決定凈化設備的選擇范圍；的選擇范圍； 對設備的技術指標和經濟指標進行全面比較，選定最適宜對設備的技術指標和經濟指標進行全面比較，選定最適宜的凈化裝置；的凈化裝置； 確定凈化設備的型號規(guī)格及運行參數。確定凈化設備的型號規(guī)格及運行參數。排放煙囪設計排放煙囪設計 排放煙囪設計如第四章所介紹，主要內容包括結構尺寸及工藝排放煙囪設計如第四章所介紹，主要內容包括結構尺寸及工藝參數參數(煙囪高度、出口直徑、噴出速度等煙囪高度、出口直徑、噴出速度等)設計。設計。108.1.3 全面通風系統(tǒng)全面通風系統(tǒng)n全面通風也稱稀釋通風，它一方面用清潔空氣稀釋室內空氣中的有害物全面通風也稱稀釋通風，它一方面用清

12、潔空氣稀釋室內空氣中的有害物濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，使室內空氣中有害物濃度不超濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，使室內空氣中有害物濃度不超過衛(wèi)生標準的規(guī)定。過衛(wèi)生標準的規(guī)定。n全面通風的效果不僅與通風量有關，而且與通風氣流的組織有關。合理全面通風的效果不僅與通風量有關，而且與通風氣流的組織有關。合理地組織氣流很重要。地組織氣流很重要。方案一方案一方案二方案二：人的工作位置：人的工作位置：有害物質發(fā)生位置：有害物質發(fā)生位置11（1） 全面通風量的確定全面通風量的確定室內有害物濃度隨通風時間的變化規(guī)律室內有害物濃度隨通風時間的變化規(guī)律 通過理論推導，可以求得通風量一定時，任意時刻室內

13、的有害物濃度的計算通過理論推導，可以求得通風量一定時，任意時刻室內的有害物濃度的計算公式。（工業(yè)通風公式。（工業(yè)通風 孫一堅主編，中國建筑工業(yè)出版社）孫一堅主編，中國建筑工業(yè)出版社） 室內有害物濃度隨通風時間的變化按指數規(guī)律增加或減少。室內有害物濃度隨通風時間的變化按指數規(guī)律增加或減少。穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量的計算公式穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量的計算公式 穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量可根據有害物的容許濃度、消除余熱、消除余濕等三穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量可根據有害物的容許濃度、消除余熱、消除余濕等三個公式進行計算，個公式進行計算， 容許濃度的計算容許濃度的計算公式為：公式為： 式中：式中：Q需要的全面通風量需要的全

14、面通風量,m3/s； q有害物散發(fā)量，有害物散發(fā)量，g/s； Cu排放時有害物濃度，排放時有害物濃度，mg/m3； C0通風流體的本底濃度，通風流體的本底濃度，mg/m3。0CCqQu12 消除余熱的計算消除余熱的計算公式為：公式為： 式中：式中：Q需要的全面通風量需要的全面通風量,m3/s； R室內余熱量，室內余熱量，KJ/s； tP排放空氣溫度，排放空氣溫度，； t0進入空氣溫度，進入空氣溫度，； Cp空氣的質量比熱，其值為空氣的質量比熱，其值為1.01KJ/Kg 消除余濕的計算消除余濕的計算公式為：公式為： 式中：式中：Q需要的全面通風量需要的全面通風量,m3/s； W余濕量，余濕量，g

15、/s； dP排放空氣的含濕量，排放空氣的含濕量，g/Kg干空氣；干空氣； d 進入空氣的含濕量，進入空氣的含濕量，g/Kg干空氣。干空氣。0ttCRQPPddWQP13安全系數安全系數 實際上，室內有害物濃度的分布及通風氣流是不可能非常均勻的；混合過程實際上，室內有害物濃度的分布及通風氣流是不可能非常均勻的；混合過程也不可能在瞬時完成；即使室內平均有害物濃度符合衛(wèi)生標準，有害物源附也不可能在瞬時完成；即使室內平均有害物濃度符合衛(wèi)生標準，有害物源附近空氣中的有害物濃度仍然會比室內平均濃度高得多。為了保證有害物源附近空氣中的有害物濃度仍然會比室內平均濃度高得多。為了保證有害物源附近工人呼吸帶的有害

16、物濃度控制在容許值以下，實際所需的全面通風量要比近工人呼吸帶的有害物濃度控制在容許值以下，實際所需的全面通風量要比公式的計算值大得多。因此需要引入一個安全系數公式的計算值大得多。因此需要引入一個安全系數K。 即全面通風量的計算應為：即全面通風量的計算應為： 式中符號含義同前。式中符號含義同前。 安全系數安全系數K要考慮多方面的因素，如有害物的毒性，有害物源的分布及其散要考慮多方面的因素，如有害物的毒性，有害物源的分布及其散發(fā)的不均勻性，室內氣流組織及通風的有效性等。按經驗在發(fā)的不均勻性，室內氣流組織及通風的有效性等。按經驗在310范圍內，范圍內，國外文獻資料建議，進行全面通風時國外文獻資料建議

17、，進行全面通風時K值應不小于值應不小于6。 0CCqKQu14 (2) 全面通風量計算的原則全面通風量計算的原則 同時散發(fā)數種有害物時，全面通風量應分別計算稀釋到衛(wèi)生標準濃度以下的同時散發(fā)數種有害物時，全面通風量應分別計算稀釋到衛(wèi)生標準濃度以下的各有害物所需的風量，然后取最大值。各有害物所需的風量，然后取最大值。 當散發(fā)到室內的有害物量無法具體計算時，全面通風量可按類似房間換氣次當散發(fā)到室內的有害物量無法具體計算時，全面通風量可按類似房間換氣次數值進行計算，換氣次數就是全面通風量與房間體積的比值，（次數值進行計算，換氣次數就是全面通風量與房間體積的比值，（次/h），各），各種房間的換氣次數，可

18、從有關的資料中查得。種房間的換氣次數，可從有關的資料中查得。 (3)全面通風量計算的特殊規(guī)定全面通風量計算的特殊規(guī)定 根據衛(wèi)生標準的規(guī)定，當數種溶劑（苯及其同系物或醇類、醋酸類）的蒸氣，根據衛(wèi)生標準的規(guī)定，當數種溶劑（苯及其同系物或醇類、醋酸類）的蒸氣，或者數種刺激性氣體（三氧化二硫、三氧化硫或氟化氫及其鹽類等），同時或者數種刺激性氣體（三氧化二硫、三氧化硫或氟化氫及其鹽類等），同時在室內散發(fā)時，由于它們對人體的作用是相同的，全面通風量應按各種氣體在室內散發(fā)時，由于它們對人體的作用是相同的，全面通風量應按各種氣體分別稀釋到衛(wèi)生標準濃度以下所需的風量的總和計算。分別稀釋到衛(wèi)生標準濃度以下所需的風

19、量的總和計算。 15 (4) 送排風方式送排風方式 氣流組織形式氣流組織形式 全面通風的效果與通風房間氣流組織有關，一般房間氣流組織的形式有：上全面通風的效果與通風房間氣流組織有關，一般房間氣流組織的形式有：上送下排、下送上排和中間送上下排等多種形式。設計時，要根據有害物源的送下排、下送上排和中間送上下排等多種形式。設計時，要根據有害物源的布置、操作位置、有害物的性質以及濃度分布等情況才能決定。布置、操作位置、有害物的性質以及濃度分布等情況才能決定。 選擇氣流組織形式的原則選擇氣流組織形式的原則 排風口盡量靠近有害源或者有害物質濃度高的區(qū)域；排風口盡量靠近有害源或者有害物質濃度高的區(qū)域； 送風

20、口盡量靠近操作地點；送風口盡量靠近操作地點； 盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物質在局部地區(qū)積聚。盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物質在局部地區(qū)積聚。 工程設計中通常采用的氣流組織形式工程設計中通常采用的氣流組織形式 如果散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣高，采用下進上排方式；如果散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣高，采用下進上排方式； 沒有熱氣流，散發(fā)的有害氣體密度比周圍空氣小，采用下進上排方式；沒有熱氣流，散發(fā)的有害氣體密度比周圍空氣小，采用下進上排方式； 散發(fā)的有害氣體密度比周圍空氣大，采用下、上排中間進風方式；散發(fā)的有害氣體密度比周圍空氣大，采用下、上排中間進風方式；168.1

21、.4 事故通風事故通風 當生產設備發(fā)生偶然事故或者故障時，會突然散發(fā)大量有害氣體或者有爆炸當生產設備發(fā)生偶然事故或者故障時，會突然散發(fā)大量有害氣體或者有爆炸性氣體，這樣的生產車間應該設置事故排風，以備急需時使用。性氣體，這樣的生產車間應該設置事故排風，以備急需時使用。（1）事故通風量的確定）事故通風量的確定 事故排風所必須的換氣量應由事故通風系統(tǒng)和經常使用的排風系統(tǒng)共同保證。事故排風所必須的換氣量應由事故通風系統(tǒng)和經常使用的排風系統(tǒng)共同保證。當有害氣體的最高容許濃度大于當有害氣體的最高容許濃度大于5mg/m3時，換氣次數不應小于：時，換氣次數不應小于：車間高度在車間高度在6m及及6m以下，以下

22、，8次次/h；車間高度在車間高度在6m以上，以上，5次次/h。當有害氣體的最高容許濃度小于或等于當有害氣體的最高容許濃度小于或等于5mg/m3時，應在上述的換氣次數的基時，應在上述的換氣次數的基礎上乘以礎上乘以1.5。17（2）設置事故通風的注意事項）設置事故通風的注意事項事故排風排出的氣體不設專門的進風系統(tǒng)去加以補償；事故排風排出的氣體不設專門的進風系統(tǒng)去加以補償；排出的氣體一般不進行凈化或其它處理；排出的氣體一般不進行凈化或其它處理；排出劇毒的有害物時，排放高度應該大于排出劇毒的有害物時，排放高度應該大于15m，并采取，并采取必要的化學處理措施；必要的化學處理措施；事故通風設施必須設置在有

23、害物散發(fā)的地點，其控制措事故通風設施必須設置在有害物散發(fā)的地點，其控制措施（如風機開關等）應分布安裝在室內和室外便于操作施（如風機開關等）應分布安裝在室內和室外便于操作的位置。的位置。 188.2 集集 氣氣 罩罩 n在生產車間設置集氣罩的目的就是要通過集氣罩罩口來控制污染氣流的運在生產車間設置集氣罩的目的就是要通過集氣罩罩口來控制污染氣流的運動，來控制工業(yè)有害物在室內的擴散和傳播。集氣罩的性能對局部排氣系動，來控制工業(yè)有害物在室內的擴散和傳播。集氣罩的性能對局部排氣系統(tǒng)的技術經濟指標有直接影響。統(tǒng)的技術經濟指標有直接影響。n設計完善的集氣罩能在不影響生產工藝和生產操作的前提下，用較小的排設計

24、完善的集氣罩能在不影響生產工藝和生產操作的前提下，用較小的排氣量獲得最佳的效果，保證工作區(qū)有害物濃度不超過衛(wèi)生標準的規(guī)定。氣量獲得最佳的效果，保證工作區(qū)有害物濃度不超過衛(wèi)生標準的規(guī)定。n本節(jié)主要介紹集氣罩罩口的氣流運動規(guī)律和集氣罩的設計計算方法。本節(jié)主要介紹集氣罩罩口的氣流運動規(guī)律和集氣罩的設計計算方法。8.2.1 集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律集氣罩罩口氣流的運動狀態(tài)直接影響集氣罩的性能，集氣罩罩口氣流運動集氣罩罩口氣流的運動狀態(tài)直接影響集氣罩的性能，集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律是集氣罩設計必須了解的基礎知識之一。的規(guī)律是集氣罩設計必須了解的基礎知識之一。研究集氣罩罩口氣流運動

25、的規(guī)律對于有效捕集污染物是十分重要的。集氣研究集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律對于有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；另一種是吹罩罩口氣流運動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；另一種是吹氣口氣流的吹出流動。氣口氣流的吹出流動。 19（1） 吸入氣流吸入氣流匯流與點匯匯流與點匯 當吸氣口吸氣時，在吸氣口附近形成負壓，周圍當吸氣口吸氣時，在吸氣口附近形成負壓，周圍空氣從四面八方流向吸氣口，形成吸入氣流或空氣從四面八方流向吸氣口，形成吸入氣流或匯流。當吸氣口面積很小時可視為點匯匯流。當吸氣口面積很小時可視為點匯等速面等速面 吸氣口外速度相等的點的集合，

26、或者吸氣口外速吸氣口外速度相等的點的集合，或者吸氣口外速度相等的點形成的空間曲面。度相等的點形成的空間曲面。 根據物質不滅定律，通過每個等速面的吸氣量相根據物質不滅定律，通過每個等速面的吸氣量相等，都等于等速面的面積乘以該等速面上的氣等，都等于等速面的面積乘以該等速面上的氣流速度。流速度。 圖圖82 點匯氣流流動情況點匯氣流流動情況 20 吸氣口氣流速度分布圖吸氣口氣流速度分布圖 圖圖 83 圖圖84 四周無邊圓形吸氣口的速度分布圖四周無邊圓形吸氣口的速度分布圖 四周有邊圓形吸氣口的速度分布圖四周有邊圓形吸氣口的速度分布圖21吸氣口氣流速度分布的特點吸氣口氣流速度分布的特點 吸氣口氣流速度分布

27、具有以下三個特點：吸氣口氣流速度分布具有以下三個特點： 在吸氣口附近的等速面近似與吸氣口平行，隨離吸氣口距離在吸氣口附近的等速面近似與吸氣口平行，隨離吸氣口距離X的增大，逐漸變成橢圓面，而在的增大，逐漸變成橢圓面，而在1倍吸氣口直徑倍吸氣口直徑d處已接近為處已接近為球面；球面； 吸氣口氣流速度衰減較快，當吸氣口氣流速度衰減較快，當Xd1時，該點氣流速度大時，該點氣流速度大約降至吸氣口流速的約降至吸氣口流速的7.5； 對于結構一定的吸氣口，不論吸氣口風速大小如何，其等速對于結構一定的吸氣口，不論吸氣口風速大小如何，其等速面形狀大致相同。而吸氣口結構形式不同，其氣流衰減規(guī)律也面形狀大致相同。而吸氣

28、口結構形式不同，其氣流衰減規(guī)律也不同。不同。 22（2）吹出氣流）吹出氣流 空氣從吹氣口吹出時，在空間形成的一股氣流稱為吹出氣流或空氣從吹氣口吹出時，在空間形成的一股氣流稱為吹出氣流或射流。射流。吹出氣流的類型吹出氣流的類型 吹出口可以是圓形、矩形和扁矩形。吹出口可以是圓形、矩形和扁矩形。 按吹出口形狀可以將射流分為圓射流和扁射流；按吹出口形狀可以將射流分為圓射流和扁射流； 根據空間界壁對射流的約束條件，射流可分為自由射流和受限根據空間界壁對射流的約束條件，射流可分為自由射流和受限射流；射流； 按射流內部溫度的變化情況可分為等溫射流和非等溫射流。按射流內部溫度的變化情況可分為等溫射流和非等溫射

29、流。23等溫圓射流等溫圓射流 等溫圓射流又稱等溫自由射流，等溫自由射流是自由射流中的常見流型。等溫圓射流又稱等溫自由射流，等溫自由射流是自由射流中的常見流型。其結構如圖其結構如圖85。 極點極點 邊境面是圓錐面邊境面是圓錐面 射流核心段射流核心段 射流起始段射流起始段 過渡斷面過渡斷面 射流基本段射流基本段 圖圖85 射流結構示意圖射流結構示意圖 在集氣罩設計中常用到的等溫圓射流和扁射流的設計參數計算公式列于在集氣罩設計中常用到的等溫圓射流和扁射流的設計參數計算公式列于教材教材P509510的表的表13-1中。中。24等溫自由射流特征等溫自由射流特征 射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于

30、湍流動量交換引起的。射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于湍流動量交換引起的。 由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴大，其擴散角由于射流邊緣的卷吸作用，射流斷面不斷擴大，其擴散角約為約為1520。射流流量隨射流長度增加而增大。射流流量隨射流長度增加而增大。 射流核心段呈錐形不斷縮小。對于扁射流，射流核心段呈錐形不斷縮小。對于扁射流，x/2b0=2.5以前為核心段。以前為核心段。 核心段以后，射流速度逐漸下降。射流各斷面的速度值雖不同，但其無因次核心段以后，射流速度逐漸下降。射流各斷面的速度值雖不同，但其無因次速度分布相似。速度分布相似。 射流中的靜壓與周圍靜止空氣的壓強相同。射流中的靜壓

31、與周圍靜止空氣的壓強相同。 射流各斷面動量相等。射流各斷面動量相等。 射流主體段的斷面速度分布不是均勻的。射流主體段的斷面速度分布不是均勻的。25圖圖86 吹出氣流與吸人氣流吹出氣流與吸人氣流 26吸入氣流與吹出氣流主要差異吸入氣流與吹出氣流主要差異 吸入氣流與吹出氣流的差異主要有以下兩點：吸入氣流與吹出氣流的差異主要有以下兩點： 吹出氣流由于卷吸作用，沿射流方向流量不斷增加，射流呈錐形；吸入氣吹出氣流由于卷吸作用，沿射流方向流量不斷增加，射流呈錐形；吸入氣體的等速面為橢球面，通過各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。體的等速面為橢球面，通過各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。 射流軸線

32、上的速度基本上與射程成反比，而吸氣區(qū)內氣流速度與距吸氣口射流軸線上的速度基本上與射程成反比，而吸氣區(qū)內氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以吸氣口能量衰減很快，其作用范圍較小。的距離的平方成反比。所以吸氣口能量衰減很快，其作用范圍較小。 吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度就急劇下降。能量密度就急劇下降?？傊霘饬骱痛党鰵饬鞯牧鲃犹匦允遣煌?。這亦表明，吹出氣流的總之，吸入氣流和吹出氣流的流動特性是不同的。這亦表明，吹出氣流的控制能力大，而吸入氣流則有利于接受?？刂颇芰Υ螅霘饬鲃t有

33、利于接受。因此，可以利用吹出氣流作為動力，把污染物輸送到吸氣口再捕集，或者因此，可以利用吹出氣流作為動力，把污染物輸送到吸氣口再捕集，或者利用吹出氣流阻擋、控制污染物的擴散，這種把吹氣和吸氣結合起來的集利用吹出氣流阻擋、控制污染物的擴散，這種把吹氣和吸氣結合起來的集氣方式稱為吹吸氣流。氣方式稱為吹吸氣流。 27 吹吸氣流吹吸氣流 吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流，其流動狀況隨吹氣口和吸氣吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流，其流動狀況隨吹氣口和吸氣口的尺寸比以及流量比的不同而變化?？诘某叽绫纫约傲髁勘鹊牟煌兓?三種基本形式的吹吸氣流的斷面形狀如圖三種基本形式的吹吸氣流的斷面形狀如圖8

34、7。圖圖87 吹吸氣流的形狀吹吸氣流的形狀 注：注： HD130，一般一般215； v1、v3較小為較小為好，好，v10.2 ms； F3較小為好；較小為好； F1=D1較好；較好； 采用經濟設采用經濟設計方式，使計方式，使Q3或或(Q1+Q3)最小。最小。 28圖中圖中H表示吹氣口和吸氣口的距離；表示吹氣口和吸氣口的距離；D1、D3、F1、F3分別表示吹氣口、吸氣分別表示吹氣口、吸氣口的尺寸及其法蘭邊寬度；口的尺寸及其法蘭邊寬度；Q1、Q2、Q3分別表示吹氣口的吹氣量、吸入的室分別表示吹氣口的吹氣量、吸入的室內空氣量和吸氣口的總排風量；內空氣量和吸氣口的總排風量；v1、v3 分別為吹氣口和吸

35、氣口的氣流速度。分別為吹氣口和吸氣口的氣流速度。如果把圖如果把圖87a、b、c簡單地看作三個木制品，若從橫向箭頭方向去推，簡單地看作三個木制品，若從橫向箭頭方向去推，a立立即倒下，即倒下，b、c則難以推倒。吹吸氣流的情況亦則難以推倒。吹吸氣流的情況亦 基本相同，吹氣口寬度大，抵基本相同，吹氣口寬度大，抵抗以箭頭表示的側風、側壓的能力就大。所以現在抗以箭頭表示的側風、側壓的能力就大。所以現在 已把已把HD1 30定為吹定為吹吸式集氣罩的設計基準值。吸式集氣罩的設計基準值。從圖從圖87還可以看出，當吹氣量還可以看出，當吹氣量Q1一定時，圖一定時，圖87a的吹氣口寬度的吹氣口寬度D1a小，吹小，吹氣

36、速度氣速度v1a比比b、c大，動力消耗大，而且噪聲、振動也大。當排風量大，動力消耗大，而且噪聲、振動也大。當排風量Q3一定時，一定時，圖圖87b的吸氣口寬度的吸氣口寬度D3b小，吸入速度小，吸入速度v3b比比a、c大，動力消耗大，亦不理想。大，動力消耗大，亦不理想。綜上所述，從抵抗側風、側壓能力大，動力消耗小等各方面要求綜合評價，綜上所述，從抵抗側風、側壓能力大，動力消耗小等各方面要求綜合評價，圖圖87(c)的流動形式較好。的流動形式較好。298.2.2 集氣罩的基本類型集氣罩的基本類型 集氣罩的形式和分類名目繁多，歸結起來，吸氣式集氣罩可分為：集氣罩的形式和分類名目繁多，歸結起來，吸氣式集氣

37、罩可分為：p 密閉罩密閉罩密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用原理是使污密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用原理是使污染物的擴散限制在一個很小的密閉空間內，僅在必須留出的罩上開口縫隙處染物的擴散限制在一個很小的密閉空間內，僅在必須留出的罩上開口縫隙處吸入若干室內空氣，使罩內保持一定負壓，達到防止污染物外逸的目的。吸入若干室內空氣，使罩內保持一定負壓，達到防止污染物外逸的目的。 密閉罩的特點是，與其他類型集氣罩相比，所需排風量最小，控制效果最好，密閉罩的特點是，與其他類型集氣罩相比，所需排風量最小，控制效果最好，且不受室內橫向氣流的干擾。所以，在設計中應優(yōu)

38、先考慮選用。且不受室內橫向氣流的干擾。所以，在設計中應優(yōu)先考慮選用。一般來說，密閉罩多用于粉塵發(fā)生源，常稱為防塵密閉罩。一般來說，密閉罩多用于粉塵發(fā)生源，常稱為防塵密閉罩。按密閉罩的圍擋范圍和結構特點，可將其分為局部密閉罩按密閉罩的圍擋范圍和結構特點，可將其分為局部密閉罩(圖圖88)、整體密閉、整體密閉罩罩(圖圖89)和大容積密閉罩和大容積密閉罩(圖圖810)三種。三種。 30 圖圖88 局部密閉罩局部密閉罩圖圖89 整體密閉罩整體密閉罩 圖圖810 大容積密閉罩大容積密閉罩31p排氣柜排氣柜排氣柜也稱箱式集氣罩。排氣柜也稱箱式集氣罩。由于生產工藝操作的需要，在罩上開有較大的操作孔。操作時，通

39、過孔口吸由于生產工藝操作的需要，在罩上開有較大的操作孔。操作時，通過孔口吸人的氣流來控制污染物外逸。其捕集機理和密閉罩相類似，即將有害氣體發(fā)人的氣流來控制污染物外逸。其捕集機理和密閉罩相類似，即將有害氣體發(fā)生源圍擋在柜狀空間內，可視為開有較大孔口的密閉罩?；瘜W實驗室的通風生源圍擋在柜狀空間內，可視為開有較大孔口的密閉罩?；瘜W實驗室的通風柜和小零件噴漆箱就是排氣柜的典型代表。柜和小零件噴漆箱就是排氣柜的典型代表。排氣柜的特點是控制效果好，排風量比密閉罩大，而小于其他型式集氣罩。排氣柜的特點是控制效果好，排風量比密閉罩大，而小于其他型式集氣罩。排氣框排氣點位置，對于有效地排除有害氣體，不使之從操作

40、口泄出有著重排氣框排氣點位置，對于有效地排除有害氣體，不使之從操作口泄出有著重要影響。要影響。用于冷污染源或產生有害氣體密度較大的場合，排氣點宜設在排氣柜的下部用于冷污染源或產生有害氣體密度較大的場合，排氣點宜設在排氣柜的下部(圖圖811a)；用于熱污染源或產生有害氣體密度較小的場合，排氣點宜設在；用于熱污染源或產生有害氣體密度較小的場合，排氣點宜設在排氣柜的上部排氣柜的上部(圖圖811b)；對于排氣柜內產熱不穩(wěn)定的場合，為適應各種不；對于排氣柜內產熱不穩(wěn)定的場合，為適應各種不同工藝和操作情況，應在柜內空間的上、下部均設置排氣點，并裝設調節(jié)閥，同工藝和操作情況，應在柜內空間的上、下部均設置排氣

41、點，并裝設調節(jié)閥，以便調節(jié)上、下部排風量的比例以便調節(jié)上、下部排風量的比例(圖圖811c)。 32圖圖811 排氣柜排氣柜 a排氣點設于下部的排氣柜；排氣點設于下部的排氣柜；b排氣點設于上部的排氣柜；排氣點設于上部的排氣柜；c上下部均設排氣點的排氣柜上下部均設排氣點的排氣柜33p外部集氣罩外部集氣罩外部集氣罩依靠罩口外吸人氣流的運動而實現捕集污染物。外部集氣罩型式外部集氣罩依靠罩口外吸人氣流的運動而實現捕集污染物。外部集氣罩型式多樣，按集氣罩與污染源的相對位置可將其分為四類：上部集氣罩、側吸罩多樣，按集氣罩與污染源的相對位置可將其分為四類：上部集氣罩、側吸罩和槽邊集氣罩，見圖和槽邊集氣罩，見圖

42、812。由于外部集氣罩吸氣方向與污染氣流運動方向往往不一致，一般需要較大由于外部集氣罩吸氣方向與污染氣流運動方向往往不一致，一般需要較大 風風量才能控制污染氣流的擴散，而且容易受室內橫向氣流的干擾，致使捕集效量才能控制污染氣流的擴散，而且容易受室內橫向氣流的干擾，致使捕集效率降低。率降低。圖圖8-12 外部集氣罩外部集氣罩a上部集氣罩；上部集氣罩； b下部集氣罩；下部集氣罩； c側吸罩；側吸罩；d槽邊集氣罩槽邊集氣罩 34p接受集氣罩接受集氣罩 有些生產過程或設備本身會產生或誘導氣流運動，并帶動污染物一起運動，有些生產過程或設備本身會產生或誘導氣流運動，并帶動污染物一起運動， 如由于加熱或慣性

43、作用形成的污染氣流，接受式集氣罩即沿污染氣流流線方如由于加熱或慣性作用形成的污染氣流，接受式集氣罩即沿污染氣流流線方向設置吸氣罩口，污染氣流便可借助自身的流動能量進入罩口向設置吸氣罩口，污染氣流便可借助自身的流動能量進入罩口. 圖圖813a為熱源上部的傘形接受罩，圖為熱源上部的傘形接受罩，圖813b為捕集砂輪磨削時拋出的磨屑為捕集砂輪磨削時拋出的磨屑及粉塵的接受式集氣罩。及粉塵的接受式集氣罩。 圖圖813 接受式集氣罩接受式集氣罩 35p吹吸式集氣罩吹吸式集氣罩 當外部集氣罩與污染源距離較大，當外部集氣罩與污染源距離較大，單純依靠罩口的抽吸作用往往控制單純依靠罩口的抽吸作用往往控制不了污染物的

44、擴散，則可以在外部不了污染物的擴散，則可以在外部集氣罩的對面設置吹氣口，將污染集氣罩的對面設置吹氣口，將污染氣流吹向外部集氣罩的吸氣口，以氣流吹向外部集氣罩的吸氣口，以提高控制效果。一般把這類依靠吹提高控制效果。一般把這類依靠吹吸氣流的綜合作用來控制污染氣流吸氣流的綜合作用來控制污染氣流擴散的集氣方式稱為吹吸式集氣罩擴散的集氣方式稱為吹吸式集氣罩(圖圖8-14)。由于吹出氣流的速度衰。由于吹出氣流的速度衰減得慢，以及氣幕的作用，使室內減得慢，以及氣幕的作用，使室內空氣混入量大為減少，所以達到同空氣混入量大為減少，所以達到同樣的控制效果時，要比單純采用外樣的控制效果時，要比單純采用外部集氣罩節(jié)約

45、風量，且不易受室內部集氣罩節(jié)約風量，且不易受室內橫向氣流的干擾。橫向氣流的干擾。 圖圖814 吹吸式集氣罩吹吸式集氣罩 368.2.3 集氣罩的主要性能集氣罩的主要性能 表示集氣罩性能優(yōu)劣的主要技術經濟指標為排風量和壓力損失。表示集氣罩性能優(yōu)劣的主要技術經濟指標為排風量和壓力損失。（1 1）排風量的測定）排風量的測定 實測罩口上的平均吸氣速度和罩口面積，實測罩口上的平均吸氣速度和罩口面積，P517P517（2 2）排風量的計算方法）排風量的計算方法 在工程設計中，常用控制速度法和流量比法計算集氣罩必須的排風量。在工程設計中，常用控制速度法和流量比法計算集氣罩必須的排風量。n控制速度法控制速度法

46、 a. a. 控制速度，控制點和控制距離的定義控制速度，控制點和控制距離的定義 控制速度控制速度 在罩口前污染物擴散方向的任意點上均能使污染物隨在罩口前污染物擴散方向的任意點上均能使污染物隨吸人氣流流人罩內并將其捕集所必須的最小吸氣速度吸人氣流流人罩內并將其捕集所必須的最小吸氣速度 控制點控制點 吸氣氣流有效作用范圍內的最遠點吸氣氣流有效作用范圍內的最遠點 控制距離控制距離 控制點距罩口的距離控制點距罩口的距離 37b. 根據控制速度求集氣罩的排氣量的計算思路根據控制速度求集氣罩的排氣量的計算思路計算集氣罩排風量時，首先應根據工藝設備及操作要求，確定集氣罩形狀及計算集氣罩排風量時，首先應根據工

47、藝設備及操作要求，確定集氣罩形狀及尺寸，由此可確定尺寸，由此可確定罩口面積罩口面積；其次根據控制要求安排罩口與污染源相對位置，確定罩口幾何中心與控制點其次根據控制要求安排罩口與污染源相對位置，確定罩口幾何中心與控制點的距離；的距離；在工程設計中，當確定控制速度后即可根據不同型式集氣罩罩口的氣流衰減在工程設計中，當確定控制速度后即可根據不同型式集氣罩罩口的氣流衰減規(guī)律求得罩口上規(guī)律求得罩口上氣流速度氣流速度；罩口面積乘上氣流速度即為罩口面積乘上氣流速度即為集氣罩排風量集氣罩排風量圖圖815 控制速度法控制速度法 38c. 控制速度法的適用范圍控制速度法的適用范圍 控制速度法一般適用于污染物發(fā)生量

48、較小的冷過程的外部集氣罩設計?？刂扑俣确ㄒ话氵m用于污染物發(fā)生量較小的冷過程的外部集氣罩設計。 d. 控制速度法的關鍵控制速度法的關鍵 采用控制速度法計算集氣罩的排風量，關鍵在于確定控制速度和集氣罩結構、采用控制速度法計算集氣罩的排風量，關鍵在于確定控制速度和集氣罩結構、安設位置及周圍氣流運動情況，一般通過現場實測確定。如果缺乏現場實測安設位置及周圍氣流運動情況，一般通過現場實測確定。如果缺乏現場實測數據，設計時可參考表數據，設計時可參考表81、表、表82確定。確定。表表81 污染源的控制速度污染源的控制速度 39表表82 考慮周圍氣流情況及污染物危害性選擇控制速度考慮周圍氣流情況及污染物危害性

49、選擇控制速度 流量比法流量比法 基本思路是：把集氣罩的排風量基本思路是：把集氣罩的排風量Q Q3 3看作是污染氣流量看作是污染氣流量Q Q1 1和從罩口周圍吸人室和從罩口周圍吸人室內空氣量內空氣量Q Q2 2之和，之和， 即：即： Q Q3 3 = Q= Q1 1 + Q+ Q2 2 = Q= Q1 1(1 + Q(1 + Q2 2Q Q1 1) = Q) = Q1 1(1 + K ) (1 + K ) 比值比值 Q Q2 2Q Q1 1 = K = K 稱為流量比。稱為流量比。K K值越大，污染物越不易溢出罩外，但集氣罩值越大，污染物越不易溢出罩外，但集氣罩排風量排風量Q Q3 3也隨之增大

50、?？紤]到設計的經濟合理性，把能保證污染物不溢出罩也隨之增大。考慮到設計的經濟合理性，把能保證污染物不溢出罩外的最小外的最小K K值稱為臨界流量比或極限流量比，用值稱為臨界流量比或極限流量比，用KvKv表示。表示。 KvKv = ( Q = ( Q2 2Q Q1 1 ) )limit 40 如上所述，如上所述，KvKv值是決定集氣罩控制效果的主要因素。這種依據值是決定集氣罩控制效果的主要因素。這種依據KvKv值計算集氣值計算集氣罩排風量的設計方法稱為流量比法。罩排風量的設計方法稱為流量比法。工程設計中采用的工程設計中采用的KvKv計算公式需要通過實驗研究求出。實驗的研究結果表明，計算公式需要通過

51、實驗研究求出。實驗的研究結果表明，KvKv與污染物發(fā)生量無關，只與污染源和集氣罩的相對尺寸有關。與污染物發(fā)生量無關，只與污染源和集氣罩的相對尺寸有關。當污染氣流與周圍空氣有一定溫差時，當污染氣流與周圍空氣有一定溫差時，Kv值會相應增大，當值會相應增大，當t 200時，時，按下式計算：按下式計算： Kv ( t) = Kv ( t = o) 00012 t考慮到室內橫向氣流的影響，在設計時應增加適當的安全系數，則考慮到室內橫向氣流的影響，在設計時應增加適當的安全系數，則集氣罩排集氣罩排風量計算式風量計算式可寫成如下形式：可寫成如下形式： Q3=Q11mKv（ t） (m3/s) 式中：式中：m考

52、慮干擾氣流影響的安全系數，按表考慮干擾氣流影響的安全系數，按表 8 3確定。確定。 表表83 流量比法的安全系數流量比法的安全系數41（3）集氣罩的壓力損失）集氣罩的壓力損失 P5215228.24 集氣罩的設計方法集氣罩的設計方法（1）集氣罩的設計原則）集氣罩的設計原則 集氣罩應盡可能將污染源包圍起來，使污染物擴散限制在最小范圍內，集氣罩應盡可能將污染源包圍起來，使污染物擴散限制在最小范圍內，以便防止橫向氣流干擾，減少排風量。以便防止橫向氣流干擾，減少排風量。集氣罩的吸氣方向盡可能與污染流運動方向一致，充分利用污染氣流動集氣罩的吸氣方向盡可能與污染流運動方向一致，充分利用污染氣流動初始動能。

53、初始動能。盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風量。盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風量。集氣罩的吸氣氣流不允許先經過人工的呼吸區(qū)再進入罩內。集氣罩的吸氣氣流不允許先經過人工的呼吸區(qū)再進入罩內。集氣罩的結構不應妨礙工人操作和設備檢修。集氣罩的結構不應妨礙工人操作和設備檢修。42（2）密閉罩設計）密閉罩設計密閉罩的布置要求密閉罩的布置要求 盡可能將污染源密閉，以隔斷污染氣流與室內氣流的聯(lián)系，防止污染物隨室內盡可能將污染源密閉，以隔斷污染氣流與室內氣流的聯(lián)系，防止污染物隨室內氣流擴散。罩上的觀察孔和檢修孔應盡量小些，并躲開氣流正壓較高的位置。氣流擴散。罩上的觀察孔和檢修孔應盡量小些，并躲開氣流正壓

54、較高的位置。 密閉罩內應保持一定的均勻負壓，避免污染物從罩上縫隙外逸，為此需合理地密閉罩內應保持一定的均勻負壓，避免污染物從罩上縫隙外逸，為此需合理地組織罩內氣流和正確地選擇吸風點的位置。組織罩內氣流和正確地選擇吸風點的位置。 吸風點位置不宜設在物料集中地點和飛濺區(qū)內，避免把大量物料吸人凈化系統(tǒng)。吸風點位置不宜設在物料集中地點和飛濺區(qū)內，避免把大量物料吸人凈化系統(tǒng)。處理熱物料時，吸風點宜設在罩子頂部，同時適當加大罩子容積。處理熱物料時，吸風點宜設在罩子頂部，同時適當加大罩子容積。設計密閉罩，應不妨礙工藝生產操作和方便檢修。設計密閉罩，應不妨礙工藝生產操作和方便檢修。 密閉罩排風量的確定密閉罩排

55、風量的確定 P523 按開口或縫隙處空氣的吸入速度計算按開口或縫隙處空氣的吸入速度計算 按經驗公式或數據確定排風量按經驗公式或數據確定排風量 43（3）外部集氣罩的設計外部集氣罩的設計外部集氣罩設計的方法和程序外部集氣罩設計的方法和程序 目前國內多用控制流速法計算外部集氣罩排風量。工程設計中，一般先目前國內多用控制流速法計算外部集氣罩排風量。工程設計中，一般先通過對現場操作情況和污染物散發(fā)情況的觀察和測定，確定罩型、罩口通過對現場操作情況和污染物散發(fā)情況的觀察和測定，確定罩型、罩口尺寸和控制點至罩口的距離以及控制速度。若已知外部集氣罩罩口氣流尺寸和控制點至罩口的距離以及控制速度。若已知外部集氣

56、罩罩口氣流速度衰減公式，即可計算出罩口的吸入速度，再根據罩口面積和罩口氣速度衰減公式，即可計算出罩口的吸入速度，再根據罩口面積和罩口氣流速度便可求得外部集氣罩的排風量。流速度便可求得外部集氣罩的排風量。圓形或矩形側吸罩圓形或矩形側吸罩 對于圓形或矩形側吸罩，沿罩口軸線的氣流速度衰減公式對于圓形或矩形側吸罩，沿罩口軸線的氣流速度衰減公式 P524 計算例題計算例題 P524 例例131冷過程上部集氣罩冷過程上部集氣罩 P52544外部集氣罩設計應注意的問題外部集氣罩設計應注意的問題 為提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸人，罩口應加設法蘭邊。上部為提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸人，罩口

57、應加設法蘭邊。上部集氣罩的吸人氣流易受橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加設集氣罩的吸人氣流易受橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加設活動擋板活動擋板(圖圖8 16)。 為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴張角。不應大于為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴張角。不應大于60o。當污染源的平面。當污染源的平面尺寸較大時，為降低罩高度，可以將罩分割成幾個小罩子，尺寸較大時，為降低罩高度，可以將罩分割成幾個小罩子， (圖圖8 17a)；還；還可以在罩口加設擋板或氣流分布板，以保證罩口氣流速度分布均勻可以在罩口加設擋板或氣流分布板，以保證罩口氣流速度分布均勻(圖圖8 17b)。 圖圖8 1

58、6設有活動擋板設有活動擋板的傘形罩的傘形罩 圖圖8 17保證罩口氣流分布保證罩口氣流分布均勻的技術措施均勻的技術措施 45（4）槽邊集氣罩的設計）槽邊集氣罩的設計槽邊集氣罩是外部集氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽的污染控制。槽邊集氣罩是外部集氣罩的一種特殊形式，專門用于各種工業(yè)槽的污染控制。它有二種基本形式：平口式和條縫式。它有二種基本形式：平口式和條縫式。平口式一般在吸氣口不設法蘭邊，故吸氣范圍大，排風量亦大。但當槽靠墻平口式一般在吸氣口不設法蘭邊，故吸氣范圍大，排風量亦大。但當槽靠墻布置時，如同設置了法蘭邊，減少了排風量。布置時，如同設置了法蘭邊，減少了排風量。 條縫式的結構特點是吸

59、氣管截面高度條縫式的結構特點是吸氣管截面高度E較大，較大，E250 mm的稱為高截面，的稱為高截面，E700 mm時用雙側。時用雙側。 條縫式槽邊集氣罩還可以按圖條縫式槽邊集氣罩還可以按圖820的形式布置，稱為周邊式槽邊吸氣罩的形式布置，稱為周邊式槽邊吸氣罩。圖圖820 周邊型槽邊集氣罩周邊型槽邊集氣罩 47各種類型的槽邊集氣罩的排風量計算公式各種類型的槽邊集氣罩的排風量計算公式 高截面單高截面單側排風：側排風： Q=2VxAB(BA)0.2 (m3s) 低截面單側排風：低截面單側排風： Q=3VxAB(BA) 0.2 (m3 s) 高截面雙側排風高截面雙側排風(總風量總風量)： Q=2 Vx

60、AB(B2A) 0.2 (m3 s) 低截面雙側排風低截面雙側排風(總風量總風量)： Q=2 VxAB(B2A) 0.2 (m3 s) 高截面周邊環(huán)型排風：高截面周邊環(huán)型排風： Q=1.57VxD2 (m3 s) 低截面周邊環(huán)型排風：低截面周邊環(huán)型排風： Q=2.36VxD2 (m3 s) 式中：式中：A槽長，槽長，m； B槽寬，槽寬，m； D圓槽直徑，圓槽直徑，m； Vx控制速度，控制速度， (ms) 。48槽邊集氣罩局部阻力計算槽邊集氣罩局部阻力計算 槽邊集氣罩局部阻力槽邊集氣罩局部阻力P可按下式計算：可按下式計算： P = (Pa) 式中：式中： 集氣罩局部阻力系數，一般取集氣罩局部阻力

61、系數，一般取 =2.34； 污染氣流的氣體密度，污染氣流的氣體密度，kgm3； v0 通過罩口的氣流速度，通過罩口的氣流速度，ms。22049（5）熱源上部接受式集氣罩的設計）熱源上部接受式集氣罩的設計 接受式集氣罩接受式集氣罩(簡稱接受罩簡稱接受罩)的特點是直接接受生產過程產生或誘導出來的污染的特點是直接接受生產過程產生或誘導出來的污染氣流，其排風量取決于接受的污染氣流量。因此，在設計接受罩時，首先應氣流，其排風量取決于接受的污染氣流量。因此，在設計接受罩時，首先應確定污染氣流量的大小，并考慮橫向氣流干擾等影響，適當加大接受罩的罩確定污染氣流量的大小，并考慮橫向氣流干擾等影響，適當加大接受罩

62、的罩口尺寸和排風量?？诔叽绾团棚L量。 生產過程產生或誘導出來的污染氣流，主要是指熱源上部的熱射流和粉狀物生產過程產生或誘導出來的污染氣流，主要是指熱源上部的熱射流和粉狀物料在高速運動時所誘導的氣流。而后者的影響因素較為復雜，通常按經驗數料在高速運動時所誘導的氣流。而后者的影響因素較為復雜，通常按經驗數據確定。據確定。 熱源上部的熱射流亦有兩種形式：一種是生產設備本身散發(fā)的熱氣流，如煉熱源上部的熱射流亦有兩種形式：一種是生產設備本身散發(fā)的熱氣流，如煉鋼電弧爐爐頂的熱煙氣；一種是高溫設備表面對流散熱時形成的熱射流鋼電弧爐爐頂的熱煙氣；一種是高溫設備表面對流散熱時形成的熱射流(對流對流氣流氣流)。對

63、于前者，一般通過現場實測或有關工藝計算經驗公式求得熱氣流的。對于前者，一般通過現場實測或有關工藝計算經驗公式求得熱氣流的起始流量。這里主要介紹熱源對流散熱形成熱射流流量的計算方法以及熱源起始流量。這里主要介紹熱源對流散熱形成熱射流流量的計算方法以及熱源上部接受罩的設計方法。上部接受罩的設計方法。 50高懸罩與低懸罩高懸罩與低懸罩 圖圖821表示設置在熱源上部的接受表示設置在熱源上部的接受罩以及罩下熱設備加熱周圍空氣而產罩以及罩下熱設備加熱周圍空氣而產生的熱射流的一般形態(tài)。熱射流在上生的熱射流的一般形態(tài)。熱射流在上升過程中，由于不斷混入周圍空氣，升過程中，由于不斷混入周圍空氣，其流量和橫斷面積會

64、不斷增大。若熱其流量和橫斷面積會不斷增大。若熱源的水平投影面積用源的水平投影面積用A表示，當熱射表示，當熱射流上升高度流上升高度H1.5A0.5 (或或H1.5A0.5的接受罩稱為的接受罩稱為“高懸罩高懸罩”。 圖圖 821 熱源上部接受罩熱源上部接受罩 51低懸罩熱射流起始流量計算低懸罩熱射流起始流量計算 當當H 1.5時，其熱射流起始流量時，其熱射流起始流量Q0可按下式計算：可按下式計算： Q00.381(qHA2)1/3， (m3/s) 式中：式中：q 熱源水平表面對流散熱量，熱源水平表面對流散熱量，kW； H 罩口離熱源水平面的距離，罩口離熱源水平面的距離，m； A 熱源水平面投影面積

65、，熱源水平面投影面積，m2。熱源水平表面對流散熱量計算熱源水平表面對流散熱量計算 熱源水平表面對流散熱量可按下式計算：熱源水平表面對流散熱量可按下式計算： Q=0.0025t1.25A (kW) 式中：式中：t 熱源水平表面與周圍空氣溫度差，熱源水平表面與周圍空氣溫度差，K；P530 例題例題13352高懸罩熱射流起始流量計算高懸罩熱射流起始流量計算 當熱射流的上升高度當熱射流的上升高度H1.5時，其流量和橫斷面積會顯著增大。則熱射流不同時，其流量和橫斷面積會顯著增大。則熱射流不同上升高度上的流量、流速及其斷面直徑可按下列公式計算上升高度上的流量、流速及其斷面直徑可按下列公式計算(參看圖參看圖

66、821)： Qz8.0710-2Z1.5q1/3 Dz0.45Z0.88 Vz0.51Z-0.29 q1/3 式中：式中：QZ 計算斷面上熱射流流量，計算斷面上熱射流流量，m3s； Dz 計算斷面上熱射流橫面斷面直徑，計算斷面上熱射流橫面斷面直徑，m； Vz 計算斷面上熱射流平均流速，計算斷面上熱射流平均流速，ms。 上述公式是以點熱源為基礎按熱射流極點計算而得出的，當熱源具有一定上述公式是以點熱源為基礎按熱射流極點計算而得出的，當熱源具有一定 尺尺寸時，必須先用外延法求得熱射流極點。熱射流極點位于熱射流軸線上，在寸時，必須先用外延法求得熱射流極點。熱射流極點位于熱射流軸線上，在熱源下面熱源下面2d0處，熱射流的大致界限的確定方法，是自極點引兩條經過熱源兩處，熱射流的大致界限的確定方法，是自極點引兩條經過熱源兩側邊緣的輻射線。極點至計算斷面的有效距離側邊緣的輻射線。極點至計算斷面的有效距離Z可按下式計算：可按下式計算： Z H 2d0 (m) 式中：式中：d0 熱源的當量直徑，熱源的當量直徑，m； H熱源至計算斷面的距離，熱源至計算斷面的距離，m。 53熱源上部接受罩的設計熱源上部接受