第13章 集气罩.ppt

第十三章集气罩 净化系统的组成及系统设计的基本内容集气罩的集气机理集气罩的基本类型及其设计计算 第一节净化系统的组成及系统设计的基本内容 局部排气净化系统的组成 设计的基本内容捕集装置的设计 净化设备选择和设计 管道系统设计 排放烟囱的设计 第二节集气罩的集气机理 吸入气流吹出气流 射流 吸入气流1 速度分布将吸气口近似视为一个点汇 等速面是以该点为中心的球面 r1 r2 r2 速度分布 假设点汇吸风量为Q 等速面的半径为r1 r2 相应气流速度为u1 u2 由于通过每个等速面的风量相等 则有Q 4 r12u1 4 r22u2于是 u1 u2 r2 r1 2表明吸气口外气流速度衰减很快 应尽量减少罩口至污染源的距离 2 罩口的设置位置对气流分布的影响如果吸气口设在墙上 其吸气量为Q 2 r12u1 2 r22u2 1 吸气速度相同时 同一距离上Q 悬空设置的吸气口 2Q 有一面阻挡的吸气口 2 吸风量相同时 同一距离上u 有一面阻挡的吸气口 2u 悬空设置的吸气口 r1 r2 3 吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢 实际等速面为椭圆形 吹出气流 射流 按孔口形状分 圆 矩形 扁按空间约束 自由 受限按温度 等温 非等温按动力 机械流 热流 等温圆射流结构示意 吸入气流与吹出气流的区别 吹出气流流量不断增加 锥形 吸入气流流量相等 椭球面 射流轴线速度与射程成反比 吸入气流速度与距离的平方成反比 吹吸气流 容易受侧流侧压的影响 动力消耗大噪声大 较好 第三节集气罩的基本类型及其设计计算 密闭罩排气柜外部集气罩接受式集气罩吹吸式集气罩 排风量压力损失 控制速度 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 控制距离 控制速度 一 密闭罩 定义将污染源的局部或整体密闭起来 在罩内保持一定负压 可防止污染物的任意扩散 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 结构形式局部密闭罩 整体密闭罩 大容积密闭罩 局部密闭罩特点 体积小 材料消耗少 操作与检修方便 适用 产尘点固定 产尘气流速度较小且连续产尘的地点 整体密闭罩特点 容积大 密闭性好 适用 多点尘源 携气流速大或有振动的产尘设备 大容积密闭罩 特点 容积大 可缓冲产尘气流 减少局部正压 设备检修可在罩内进行 适用 多点源 阵发性 气流速度大的设备和污染源 布置要求尽可能将污染源密闭 设置必要的观察窗 操作门和检修门 但尺寸应尽量小化 罩内应保持一定的均衡负压 避免烟尘逸出 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 适当加大密闭罩容积 吸风点设于罩子顶部最高点 密闭罩排风量的确定Q Q1 Q2式中 Q1 被运动物料带入罩内的诱导空气量 Q2 由罩密闭不严处吸入的空气量 1 按开口处空气的吸入速度计算 排风量Q F0v0F0 开口或缝隙处的总面积 m3 v0 空气吸入速度 m s2 按经验公式确定排风量 二 排气柜 排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行 1 结构形式A 排气口在操作口对面操作口气流分布较均匀 有害气体外逸的可能性较小 B 排气口设在柜顶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C 在对面和顶部同时设置排气口 2 布置要求 尽量避开门窗和其它进风口 三 外部集气罩 定义 通过罩的抽吸作用 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 常见形式 顶吸罩 侧面吸罩 底吸罩 槽边吸气罩 外部集气罩 槽边吸气罩结构形式 罩口形式 由于末端风速小 靠近风机端风速大 外部集气罩的设计 1 排风量确定现场操作情况和污染物散发情况罩型 罩口尺寸 控制距离 控制速度 表13 2 13 3 气流速度衰减公式吸入速度排风量 圆形或矩形侧吸罩 宽长比B L 0 2 式中 u0 罩口气流速度 m s ux 控制点的控制速度 x 罩口到控制点的距离 m A0 罩口面积 m2 C 系数 与外部吸气罩的结构 形状和布置情况有关 C 1 C 0 75 吸风量公式 Vx 2 外部吸气罩设计的注意事项 为提高控制效果 罩口可加设法兰边 靠墙布置或周围加活动挡板 为保证吸气口速度均匀 集气罩的扩张角不应大于60 可将罩口分割或加设档板 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 中产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩 特点 罩口外的气流运动不是由于罩子的抽吸作用 而是由于生产本身过程产生 接受式集气罩 热源上部接受式集气罩的设计 1 热射流量计算a 低悬罩 罩口高度H1 5A0 5 A 热设备的水平投影面积 1 低悬罩热射流量Q0 0 381 qHA2 1 3q 0 0025 t1 25Aq 热源水平表面对流散热量 H 罩口离热源水平面的距离 A 热源水平面投影面积 t 热源水平表面与周围空气温度差 2 高悬罩热射流量Qz 8 07x10 2Z1 5q1 3Dz 0 45Z0 88vz 0 51Z 0 29q1 3Qz 断面上热射流量 Dz 断面上热射流横断面直径 vz 断面上热射流平均速率 3 热源具有一定尺寸外延法极点位于热源下2d0处Z H 2d0 2 热源上部接受式集气罩的设计1 低悬罩罩口尺寸比热设备尺寸增加150 200mm排风量Q Q0 v F 2 高悬罩罩口尺寸D Dz 0 8H排风量Q Qz v F F 罩口扩大的面积v 扩大的面积上空气的吸入速度 五 吹吸式集气罩 吹吸式排气罩的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 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 吹吸式排气罩的工作情况 吹吸式排气罩的设计计算 适用 在槽 台宽度较大 2m 的工作槽上 采用此类排气罩控制污染物的扩散 效果较佳 设计时注意事项 1 防止吹气射流产生弯曲 2 条缝口宽度和速度 3 吹气罩排气量 4 吹气口高度 临界断面法 临界断面 吹吸气口之间存在的一个射流和汇流控制能力皆最弱的断面 通常为 x H 0 6 0 8之间 计算公式 临界断面位置 x KH吹气口