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1、4 集气罩,内容介绍：净化系统的组成及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方法,一、净化系统的组成及基本内容,图13-1 局部排气净化系统示意图1、集气罩；2、排风管；3、净化设备；4、风机；5、烟囱；,（一）局部排气净化系统的组成,局部排气净化系统各部分的作用(1)集气罩:集气罩是用来捕集污染空气(2)风管:在净化系统中用以输送气流的管道(3)净化设备:当排气中污染物含量超过排放标 准时，净化设备进行处理，达标后排放。(4)风机:为气体流动提供动力(5)烟囱:排气装置,一、净化系统的组成及基本内容,1.集气罩：结构形式、安装位置、性能参数确定 2.净化设备选
2、择和设计：经济、合理、成熟、达标 3.管道系统设计：管道布置、流速确定、管径选择、压力损失计算、通风机选择 4.排放烟囱：结构尺寸、工艺参数（烟囱高度、出口直径、排气速度）,（二）局部排气系统设计的基本内容,（二）局部排气系统设计的基本内容,设计集气罩位置时，通常需要注意一下问题：安装机器罩的地点，应尽量保持罩内负压均匀，避免含尘气流从罩内逸出或将粉料吸出。一般在处理或输送热物料时，应在密闭装置的顶部设置集气罩；或在给料与受料点的上、下位置设置抽风吸气罩。集气罩不宜靠近敞开的孔洞（如操作孔、观察孔、出料口等），以免吸入罩外空气，加大除尘器工作量。以集气罩的位置不影响操作和检修为原则。与罩连接的
3、一段管道最好垂直敷设，以免进入物料造成管道堵塞。,二、集气罩的集气机理,一.吸入气流：1.点汇流的流动情况吸气口面积很小；流动没有阻力通过各等速面（球面）的流量相等，并且等于吸气口的流量点汇流外某一点的流速与该点至吸气口距离平方成反比。尽量减少罩口到污染源的距离。,二、集气罩的集气机理,若吸气口四周加挡板，吸气范围减少一半，有利于增强控制效果在吸气量相同的情况下，在相同距离上，有挡板的吸气口的吸气速度比无挡板的大一倍。设计外部集气罩时，应尽量减少吸气范围,吸气流谱图,四周无边圆形吸气口速度分布图,四周有边圆形吸气口速度分布图,宽长比为1：2的矩形吸气口的速度分布,2.吸气口气流分布的基本特点：
4、在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随距吸气口距离的x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。吸气口气流速度衰减较快。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；吸气口结构形式不同，则其气流衰减规律不同。,三、集气罩的集气机理,二.吹出气流（射流）,1.喷嘴形式：圆形、矩形、扁矩形（长短边比大于10）2.分类：按孔口形状：圆射流、矩形射流、扁射流（条缝射流）按空间界壁对射流的约束条件：自由射流、受限射流按射流温度与周围空气温度是否相等：等温射流、非等温射流按射流产生的动力来源：机械射流、热射流,3.一般特性圆射流可向上下左右扩散；扁射流只向条缝吹出口两侧
5、方向扩散；方形吹出口及长宽接近1的矩形风口喷出的矩形射流，在距离大于10倍吹出口直径后，射流断面几乎成为圆形。由于热浮力的作用，非等温射流的轴线将产生弯曲。射流温度高于室内空气温度时，轴线向上弯曲，反之轴线向下弯曲。,等温圆射流和等温扁射流是自由射流中的常见流型 吹气口半径R0、圆射流断面半径R、极点m、扩散角、射流核心段、射流起始段长度S0、轴心速度Vm、断面流量Qx、断面平均速度Vx。用扁矩形吹气口半高度b0代替R0，上图也可表示扁射流的结构,4.等温圆射流结构示意图,三.吸入气流与吹出气流,三、吸入气流与吹出气流,吹出气流由于卷吸作用，沿射流方向流量不断增加，射流呈锥形；吸入气流的等速面
6、为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。射流轴线上的速度基本上与射程成反比；而吸气区内气流速度与距气流口的距离平方成反比。吸气口能量衰减快，其作用范围较小。吹出气流的控制能力大；吸入气流有利于接受。利用吹出气流把污染物输送到吸气口，或利用吹出气流阻挡、控制污染物的扩散,四.吹吸气流,吹吸气流的形状,以抵抗侧风和侧压能力大，动力消耗小综合评价，C图流动形式好。,在集气罩设计中，利用吹出和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,类型密闭罩排气柜外部集气罩接受式集气罩吹吸式集气罩,（一）密闭罩,密闭罩定义：将污染源的局部或整体密闭起来，在
7、罩内保持一定负压，可防止污染物的任意扩散。1.局部密闭罩特点：容积比较小，占地面与消耗材料少，操作与检修方便不宜用于进料携尘气流速度大或阵发性尘源的情况适于产尘点固定、污染气流速度较小、连续产尘且连续散发的地点。,2.整体密闭罩特点容积大、密闭性好。罩体本身基本上成为独立的整体，容易做到严密。通过罩上的观察孔可对设备进行监视，设备传动部分的维修可在罩外进行。一般适用于有振动，且气流速度较大,（一）密闭罩,（一）密闭罩,3.大容积密闭罩特点：罩内容积大，可以缓冲含尘气流，并利用罩内循环气流消除或减少局部正压。通过罩上的观察孔能监视设备的运行，维修设备可在罩内进行。适用于多点、阵发性、污染气流速度
8、大,密闭罩的特点：所需排风量最小，控制效果最好，且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。,（二）排气柜,排气柜：使产生有害烟尘的操作在柜内进行。特点：控制效果好、排放量比密闭罩大，比其他型式的集气罩小。,（二）排气柜,（二）排气柜,a 排气点设于下部的排气柜操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的可能性较小。适用于通风柜内无发热体，且产生的有害气体密度比空气大的情况。下部排风柜式罩工作口截面上的任何一点风速不宜大于平均风速的10%，且排风口应紧靠工作台面。,b 排气点设于上部的排气柜操作口上部形成较大进气流速，而下部进气流速较小，气柜内易形成涡流，可能造成有害气体外逸。适用于通风柜内有发热体，或产生
9、的有害气体密度比空气小的情况。c 上下均设排气点的排气柜（联合排气柜）当柜内既有发热体，又产生密度不等的有害气体时，应采用联合排风柜式罩。,（三）外部集气罩,通过集气罩的抽吸作用，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。,（三）外部集气罩,（三）外部集气罩,a 上部集气罩b 下部集气罩c 侧吸罩d 槽边集气罩,（四）接受式集气罩,定义：接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。,接受式排气罩a-热源上部伞形接受罩；b-砂轮机接受罩,（四）接受式集气罩,特点：罩口外的气流运动
10、不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生产本身过程产生。,（五）吹吸式集气罩,工作原理 当外部吸气罩与污染源的距离较大时，可以在外部吸气罩的对面设置一吸气口，从而形成一层空气幕阻止污染物的散逸，同时也诱导污染气流一起向排气罩流动。,（五）吹吸式集气罩,特点：采用气幕抑制污染物扩散，具有气量小，抗干扰能力强，不影响工艺操作、效果好的特点。,四、集气罩的性能参数及计算,主要技术经济指标为排放量和压力损失。（一）排放量的确定（1）排放量的测定方法集气罩排放量Q（m3/s),可以通过实测罩口上的平均吸气速度v0（m/s)和罩口面积A0（m2）确定：也可以通过实测连接集气罩直管中的平均速度v（m/s），气流动
11、压pd（Pa）或气体静压ps（Pa）及其管道断面积A（m2）：或气体密度，kg/m3;集气罩的流量系数,=(pd/ps)1/2。,在实际中，测定平均速度v或平均动压pd比较麻烦，则可测定连接直管中的中的气流静压确定排风量，一般称之为静压法。,四、集气罩的性能参数及计算,四、集气罩的性能参数及计算,（2）排风量计算方法在工程设计中常用控制速度法和流量比法来计算集气罩的排放量。控制速度法指在罩口前污染物扩散方向的任意点上均能使污染物随吸入气流流入罩内并将其捕集所必须的最小吸气速度。吸气气流有效作用范围内的最远点称为控制点。控制点距罩口的距离称为控制距离。,四、集气罩的性能参数及计算,控制速度法（续
12、)首先根据工艺设备及操作要求，确定集气罩形状及尺寸，由此可确定罩口面积A0；其次根据控制要求安排罩口与污染源相对位置，确定罩口几何中心与控制点的距离x。在工程设计中，当确定控制速度vx后即可根据不同型式集气罩罩口的气流衰减规律求得罩口上气流速度v0，在已知罩口A0时，求得集气罩排放量。,四、集气罩的性能参数及计算,控制速度法的关键在于确定控制速度vx和集气罩结构、安设位置及周围气流运动情况，一般通过现场实测确定。当污染源的污染物发生量较大时，采取该法求排放量，则在边缘控制点上的实际控制风速往往小于设计值，污染物即可能逸入室内。为了提高控制效果，工程中往往采取加大vx的近似处理方法。控制速度法一
13、般适用于污染物发生量较小的冷过程的外部集气罩设计。,四、集气罩的性能参数及计算,流量比法为了准确地计算集气罩的排放量，日本学者研究了集气罩罩口上同时有污染气流和吸气气流的气流运动规律，提出了按罩口污染气流与吸气气流的流线合成来求取排风量的流量比法。基本思路是：把集气罩的排放量Q3看作是污染气流量Q1和从罩口周围吸入室内空气量Q2之和，即Q3=Q1+Q2=Q1（1+Q2/Q1）=Q1（1+K）K称为流量比。K值越大，污染物越不易逸出罩外，但集气罩排风量Q3也随之增大。,四、集气罩的性能参数及计算,考虑到设计的合理性，把能保证污染物不溢出罩外的最小K值称为临界流量比或极限流量比，用Kv表示。Kv=
14、（Q2/Q1)limitKv值是决定集气罩控制效果的主要因素，其与污染物发生量无关，只与污染源和集气罩的相对尺寸有关。Kv都是在特定条件下通过实验求得的，使用时应注意这些公式的适用范围。,四、集气罩的性能参数及计算,（二）压力损失的确定p=pd=v2/2（Pa）由于集气罩罩口处于大气中，所以该处的全压等于零。因而集气罩的压力损失也可表示为：p=0-p=-（pd+ps）p、pd、ps集气罩连接直管中测试断面的气体全压、动压、静压，Pa；V连接直管中气流速度，m/s。,四、集气罩的性能参数及计算,只要测出连接直管中测试断面的动压和静压，便可求得集气罩的流量系数值=(pd/ps)1/2=1/(1+)
15、1/2对于结构形状一定的集气罩，和均为常数。,五、集气罩的设计方法,集气罩设计时应注意以下事项：（1）集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物扩散限制在最小范围内，以防止横向气流影响，减少排风量；（2）集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能；（3）尽量减少密闭集气罩的开口面积，以减少排风量；（4）集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩内；,五、集气罩的设计方法,（5）防止集气罩周围的紊流，应尽可能避免或减弱干扰气流、穿堂风和送风气流等对吸气气流的影响。（6）集气罩的配置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。在保证功能的前提下，应力求结构简单、造价
16、低廉，便于安装和维护管理。（7）集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。,五、集气罩的设计方法,集气罩的设计程序是，一般先确定集气罩的结构尺寸和安装位置，再确定排气量和压力损失。设计的总原则是经济、合理、方便、美观。,（一）密闭罩的设计,密闭罩布置应考虑的因素：（1）密闭罩的形式、形状与尺寸、材料关系到能否对含尘气体进行有效收集（2）密闭罩的位置应考虑到安装和生产操作及维修的方便，要以不妨碍工人的生产操作为原则进行合适的选择。（3）保持罩内均匀负压对于正点多、罩腔内气流不易流通的密闭罩，或容积大、长度又长的密闭罩，则需要设置两个或以上的吸风点。,（一）密闭罩的设计,（4）吸气罩的朝向和罩口位置
17、吸气罩的罩口应避开产尘中心和粉尘浓度高的位置，避免吸走较多的物料。罩口的平均速度按物料的种类、粗细及距扬尘点的远近来选取。（5）考虑热气流的影响处理热物料时，应考虑热压对气流的影响。密闭罩的容积适当加大，吸风点要设在罩子顶部的最高点或者在落料点的上部和下部各设一个。,（一）密闭罩的设计,设计密闭罩时应注意的问题：设置必要的观察窗、操作门和检修门。尽可能将污染源密闭，以隔断污染气流与室内气流的联系，防止污染物随室内气流扩散。罩上的观察孔和检修孔应尽量小些，并躲开气流正压较高的位置。罩内应保持一定的均衡负压，避免粉尘逸出。尽量避开扬尘中心，防止大量物料随气流带至罩口被吸走。处理热物料时，应考虑热压
18、对气流运动的影响，通常加大密闭罩容积，将吸风点设于罩顶最高点。,（一）密闭罩的设计,保证密闭罩具有良好的密闭性应采取的措施（1）封闭孔洞对密闭罩上穿过设备传动轴的孔洞，可用毛毡进行密封。对于水平面上需要经常打开的孔洞可用砂封盖压（2）柔性连接振打或往复移动的部件与固定部件之间，可用柔性材料进行封闭。一般采用挂胶的帆布或皮革、人造革等材料。当设备运转要求柔性连接有较大幅度的伸缩时，连接件可做成手风琴箱形。,（一）密闭罩的设计,密闭罩排风量的确定决定密闭罩排放量的原则是，要保证罩内各点都处于负压，保证从罩子开口及不严密隙缝处均匀地吸入一部分室内空气。适当的排风量应保证密闭罩内的负压不小于512 P
19、a。密闭罩的排放量主要由运动物料带入的诱导空气量和由开口或不严密缝隙吸入的空气量这两部分组成。,（一）密闭罩的设计,密闭罩排风量的确定理论上计算密闭罩的排风量是困难的，一般是按照经验公式或计算表格来计算密闭罩的排风量。（1）按开口或缝隙处空气的吸入速度与缝隙面积计算Q=F0v0（m3/h)（2）按经验公式或数据确定某些特定的污染设备，已根据工程实践经验总结出一些经验公式。如：砂轮机和抛光机的排风量可按下式计算：Q=KD（m3/h)K每毫米轮径的排风量，对砂轮取K=2；对毡轮取K=4，对布伦取K=6；D轮径，mm。,（二）柜式集气罩的设计,柜式集气罩的设计时的注意事项：（1）柜式集气罩的排风效果
20、与工作口截面上风速的均匀性有关，因此要求柜口风速不小于平均风速的80%。（2）柜式集气罩应安装活动推拉门，拉门不得将孔口完全关闭。（3）柜式集气罩一般设在车间或实验室内，罩口气流容易受到环境的干扰，因此通常按推荐入口速度计算排放量，再乘以1.1的安全系数。,（二）柜式集气罩的设计,（4）柜式集气罩不宜设在来往频繁的地段以及窗口或门的附近，以防止气流干扰。（5）宜单独设置排风系统，避免相互影响。当不可能设置单独的排风系统时，每个系统连接的柜式罩不应过多。,（二）柜式集气罩的设计,柜式集气罩的排放量计算Q=3600vA+VB（m3/h)v工作口截面的平均吸气速度，m/s；泄露安全系数，一般取1.0
21、51.10，若有活动设备经常拆卸时，可取1.5 2.0；A 柜式集气罩的孔口总面积，m2；VB产生的有害物容积，m3.,（三）外部集气罩的设计,设计外部集气罩时应注意的问题（1）在不妨碍工艺操作的前提下，罩口应尽可能靠近污染物发生源。以减少横向气流的干扰；（2）在罩口四周增设法兰边，以防止罩口背后的气流形成涡流，从而减少罩口有效面积；边宽应与罩口直径或边长相等。一般情况下，法兰边宽度为150200 mm；（3）集气罩的扩张角（伞形罩的顶部锥角）对罩口的速度分布及罩内压力损失有较大影响，设计时应根据要求确定；,（三）外部集气罩的设计,（4）一般伞形罩的罩口面积一般不应小于有害物扩散区的水平面积，
22、侧吸罩的罩口长度不应小于有害物扩散区的边长，当有害物扩散区很宽时，则可做成多个侧吸罩；（5）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，以保证侧吸罩吸风均匀；（6）在保证气流分布均匀和不妨碍操作的情况下，侧吸罩的罩口面积应尽量加大，以降低罩口速度和压力损失，扩大排风罩的吸气区域。,（三）外部集气罩的设计,（4）当罩口尺寸较大，难以满足上述要求时，应采取适当的措施，以便确保集气罩的集气效果。主要措施有：a.把一个大排风罩分隔成若干个小排风罩；b.在罩内设挡板；c.在罩口上设条缝口，要求条缝口处风速在10
23、 m/s以 上，而静压箱内风速不超过条缝口风速的1/2；d.在罩口设气流分布板。,（三）外部集气罩的设计,外部集气罩排放量确定目前多用控制法计算外部集气罩的排风量。工程设计中，一般先对现场操作情况和污染物散发情况的观察和测定，确定罩型、罩口尺寸和控制点至罩口的控制距离x以及控制速度vx。若已知外部集气罩罩口气流速度的衰减公式，即可计算出罩口的吸入速度v0，根据罩口面积A0可求得排风量。,（三）外部集气罩的设计,（1）圆形或矩形侧吸罩对于罩口为圆形或矩形（宽长比W/L0.2）的侧吸罩，沿罩口轴线的气流速度衰减公式为v0/vx=C(10 x2+A0)A0C与集气罩的结构形状和设置情况有关的系数。前
24、面无障碍，四周无边的侧吸罩取C=1；操作台上的侧吸罩取C=0.75；前面无障碍，有边的侧吸罩取C=0.75x控制距离，m。该式仅适用于控制距离x1.5d时，实际的速度衰减值要比计算值大。因此，一般把x/d1.5d作为侧吸罩的设计基准。,（三）外部集气罩的设计,圆形或矩形侧吸罩排风量计算公式：Q=C（10 x2+A0）vx（m3/s）,（三）外部集气罩的设计,（2）条缝罩条缝罩系指宽长比W/L0.2的矩形侧吸罩。由于其罩口形状和尺寸的特殊性，决定其罩口气流流谱与上述罩型的差别，条缝罩罩口附近等速面不是球形面，不能按点汇流公式计算，一般按实测流场所归纳的经验公式计算。v0/vx=CxL/A0 Q=
25、CxLvx（m3/s)x污染源到罩口中心的距离，即控制距离，m L条缝罩开口长度，m A0条缝罩罩口面积，m2 C与条缝罩结构形式和设置情况有关的系数。四周无边取C=3.7，四周有边取C=2.8，操作平台上的条缝罩C=2.,（三）外部集气罩的设计,（3）冷过程集气罩的设计和计算冷过程伞形罩的外部尺寸h：罩口距产尘源的距离 根据实际设备需要确定为避免横向气流干扰，要求其距离污染源高度h尽可能小于0.3倍的罩口长边尺寸L,h2：罩口边 h20.25L：罩口长 La+(20.4)hh1：由角度和L确定 圆锥夹角一般600B：罩口宽 Bb+(20.4)ha、b：产尘源的长和宽,60,（3）冷过程集气罩
26、的设计和计算,流量Q的计算（m3/s）P：罩口周长，mh：罩口至污染源距离，mVx：污染源控制速度，m/sK：考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取1.4。,（3）冷过程集气罩的设计和计算,控制速度选择原则按有害物散发条件选择控制速度按周围气流情况及有害气体的危害性选择控制速度对于某些特定作业的吸入速度按有害物危害性及排气罩形式选择控制速度因外界干扰气流影响对控制速度增加修正,（3）冷过程集气罩的设计和计算,按有害物散发条件选择控制速度,（3）冷过程集气罩的设计和计算,按周围气流情况及有害气体的危害性选择控制速度,（3）冷过程集气罩的设计和计算,（4）槽边集气罩的设计,槽边集气罩时外部集气
27、罩的一种特殊形式，专门用于各种工业槽的污染控制。槽边集气罩的常用形式有平口式和条缝式两种。平口式一般在吸气口不设法兰边，故吸气范围大，排风量亦大。但当槽靠墙布置时，如同设置了法兰边，使吸气范围减少1/3，并相应减少排风量。条缝式的结构特点是吸气管截面高度E较大。E250mm的称为高截面，E250mm的称为低截面。增大截面高度，如同在吸气口处设置了法兰边，减少了吸气范围。因此，其排风量比平口式小，且罩口气流速度分布易均匀。条缝口应保持较高的吸气速度，一般采用69m/s。,（4）槽边集气罩的设计,槽边集气罩的布置可分为单侧和双侧两种，单侧适用于槽宽B700mm时用双侧。条缝式槽边集气罩有时还可以布
28、置成周边式。条缝式槽边集气罩罩口形式有等高条缝和楔形条缝两种。采用等高条缝，条缝口上气流速度分布不易均匀，末端风速小，靠近风机一端风速大。其速度分布的均匀性和条缝口面积f与吸气管截面F之比f/F值有关，f/F愈小，速度分布愈均匀。f/F0.3时，可近似认为是均匀的，f/F0.3时，为保证条缝口速度分布均匀，可以采用楔形条缝.,（4）槽边集气罩的设计,楔形条缝的高度设计可按下表确定,注：h0-条缝口平均高度,条缝式槽边集气罩排风量计算,高截面单侧风：Q=2vxAB（B/A)0.2（m3/s)低截面单侧排风：Q=3vxAB（B/A)0.2高截面双侧排风（总风量）：Q=2vxAB（B/2A)0.2低
29、截面双侧排风（总风量）：Q=2vxAB（B/2A)0.2高截面周边环形排风：Q=1.57vxD2低截面周边环形排风：Q=2.36vxD2上述式中，A槽长，m；B槽宽，m；D-圆槽直径，m；vx控制速度，m/s,槽边局部阻力计算,P=v02/2式中：集气罩局部阻力系数，一般取2.34；污染气流的气体密度，kg/m3；v0-通过罩口的气流速度，m/s。,（四）接受式集气罩的设计,有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流，带着粉尘一起运动，例如热源上部的对流气流、炼钢电弧炉炉顶的热烟气、砂轮磨削工件时抛出的磨屑和大颗粒粉尘所诱导的气流。对于这种情况，通常把吸尘罩设置在含尘气流的上方或前方，其开口
30、正好朝着含尘气流的运动方向，,（四）接受式集气罩的设计,在热生产过程中的热设备上，悬挂伞形罩来排除热气流，是一种典型的“接受式排风罩”。热源上部的热射流主要有两种形式，一种是生产设备本身散发的热烟气，如炼钢电弧炉炉顶的热烟气；另一种是高温设备表面对流散热时形成的对流气流。对于前者，热烟气的起始流量可通过工艺计算或实测确定。下面只介绍接受热源上部对气流的接受罩排风量计算方法。根据罩口至热源上沿的距离不同，接受罩可分为高悬罩和低悬罩两种。通常把悬挂高度大于1.5A1/2 的称为高悬罩，而悬挂高度低于1.5A1/2的称为低悬罩。,1.低悬罩的设计,由于低悬罩非常接近热源，所以上升热射流与周围大气的混
31、合很少，因此可以认为上升热射流柱的直径基本上等于热源的直径。考虑到横向气流对热射流的影响，罩口尺寸要比热源稍大一些。如果横向气流不很严重，则每边比热源尺寸扩大150200mm即可。,1.低悬罩的设计,低悬罩的排风量的计算 对于圆形罩Q=162(d)2.33(t)5/12式中 d圆形罩口直径，m；t热源与周围空气温差，；,2.高悬罩的设计,Z假想点源至罩口距离，m；H热源表面至罩口的距离，m；x假想点源至热源表面的距离，m。,2.高悬罩的设计,由于高悬罩离热源较远，所以上升热射流柱的直径和流量都将随上升高度的增加而增加。因此，高悬罩的设计计算就归结于确定某一高度(即罩口高度)处上升热射流柱的直径
32、和流量。,2.高悬罩的设计,热射流直径热射流流速热射流流量 Q=900dk2vk式中 Z假想点源至罩口距离，m；F热源面积，m2；t热源与周围空气温差，；H热源表面至罩口的距离，m；x假想点源至热源表面的距离，m。,2.高悬罩的设计,为防止热射流因受横向气流影响而发生偏转，应将计算所得的dk适当加大。通常可将计算所得的dk值增加08H作为罩口直径D。,（五）吹吸式集气罩的设计,吹吸式集气罩与其它集气罩相比，具有以下优点：（1）性能好一般集气罩吸风口风速随距离减小得很快，提高污染源处的控制风速通常仅靠增加排放量来解决，其能量利用效率很低。吹吸式集气罩主要用吹出射流来提高污染源外的控制风速，速度分
33、布比较集中，因此能有效地改善这种低效能状况，使有效利用率提高。,（五）吹吸式集气罩的设计,（2）效果稳定一般的集气罩利用工艺自身产生的气流来收集污染气体，但这种气流不稳定，会受到其它气流的干扰，容易逸出罩外。吹吸式集气罩的吹出气流可以根据工艺需要进行设计，使运行保持比较稳定的效果。（3）更实用于大面积、强扩散的污染源吹吸式集气罩利用其射流射程远的特点，可以扩大控制范围，提高了控制速度。,（五）吹吸式集气罩的设计,当由于受到生产和工艺条件限制，既不能将尘源密闭，又不能在尘源旁设置外部罩，或采用接受罩后由于设置高度太高排风量很大时，可以考虑采用吹吸罩。在控制距离相同的情况下，采用吹吸罩可以节省风量
34、。吸风口至尘源越远(例如大于2m)，效果越明显。近年来，吹吸罩更广泛地应用于工业尘源中，并有进一步应用的趋势。,（五）吹吸式集气罩的设计,吹吸罩设计时需要确定吹风量、吸风量、吹风口高度、吹出气流速度、吸风口高度和吸入气流速度。要使吹吸式集气罩在经济合理的前提下获得最佳的使用效果，必须依据吹吸气流的运动规律，使两股气流有效结合，协调一致。计算吹吸罩通风量的方法有多种，每一种方法都有一定的假定条件和特定的应用范围。从吹吸罩的机理来分析，主要有两类计算方法：一类只从射流理论来考虑，如控制风速法；一类则考虑了吹吸气流的联合作用，如临界断面法、流量比法、动量比法等。,1、控制速度法,（1）确定吹气射流终
35、点平均速度v1吹气射流终点的平均速度v1与槽内的气流温度t和槽宽B有关，一般不小于0.751.0 m/s。,吹气射流的平均速度,1、控制速度法,（2）吹风口高度h1 h1与吹气射流的初速度v0和吹风量Q1有关，为了保证一定的吹风口高度h1为槽宽的0.010.015倍。,v2=2v1,v2-吹气射流终点截面内的轴心速度，m/s;紊流系数，条缝式吹、吸风口一般取0.2B槽宽，m,1、控制速度法,（3）根据吹风口的吹风量Q1确定吸风量Q2和吸风口高度h2Q1=3600*l*h1v0Q2=（1.11.25）1.2Q1(B/h1+0.41)1/2h2=Q2/(3600*l*v2)Q1吹风量；Q2吸风量；
36、h2吸风缝口高度；l罩长；v2吸风罩缝口的平均速度，m/s.,2.临界断面法,吹风射流速度是随着远离吹风口的距离而逐渐减小的，而吸入气流速度则随着靠近吸风口而急剧增加。因此，同轴吹吸气流的作用强度(单位面积上的气流作用力)必然是随着远离吹风口的距离而逐渐减弱，然后随着靠近吸风口的距离又逐渐增加。所以吹吸风口之间总能找到一个吹吸气流共同作用的某个断面，其气流作用强度为最小，这个断面称为“临界断面”。该断面上的气流强度称为“临界强度”，与其相应的速度称为“临界速度”，用L表示。,2.临界断面法,从用气流覆盖尘源、防止粉尘外逸的情况看，这个断面是最不利的。设计吹吸罩时，必须使临界强度大于上升的含尘气
37、流强度或周围干扰气流的强度，这样吹吸气流才能形成一道覆盖气幕，阻挡粉尘外逸。这种以临界断面的概念导出吹吸罩计算公式的方法称为临界断面法。,2.临界断面法,吹吸气流的临界断面一般发生在x/B=0.60.8之间。一般近似认为，在临界断面前吹出气流基本是按射流规律扩展的。在临界断面后，由于吸入气流的影响，断面逐渐收缩。因此，吸入气流的影响主要发生在临界断面之后。为防止污染物外逸，临界流速应取为12m/s或更大些，并且要大于污染物的扩散速度。为防止吹气口堵塞，吹气口宽度应大于5mm，而吸气口宽度一般应大于50mm。设计槽边吹吸罩时，为防止液面波动，吹气口速度v1应限制在10m/s以下。,2.临界断面法,根据临界断面的概念，经过数学推导，得到下列一组计算吹吸罩的公式(取吹风口紊乱系数0.2)。临界断面位置 xL=KB（m）吹气口吹风量 Q1=3600K1ABvL2/v1(m3/s)吹气口宽度 E1=K1B（vL/v1)2（m）吸风量 Q3=3600K2ABvL(m3/s)吸风口宽度 D3=K3B（m）A吹、吸风口长度，m；B吹吸风口之间的距离，m；L临界风速，一般不应小于127ms；1吹风口吹出速度，一般采用812ms；K、K1、K2、K3系数,
