第四章通风设施课件.ppt
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1、第四章 通风设施通风设施 本章学习目标:1了解吸入口和吹出口气流运动规律。了解吸入口和吹出口气流运动规律。2掌握掌握集气罩基本类型与工作原理。集气罩基本类型与工作原理。3掌握掌握集气罩需要风量的计算方法。集气罩需要风量的计算方法。4掌握掌握风筒种类及其连接件的相关知识。风筒种类及其连接件的相关知识。5掌掌握握地地面面建建筑筑全全面面通通风风设设施施的的相相关关知知识。识。6了解地下全面通风构筑物的相关知识。了解地下全面通风构筑物的相关知识。第四章 通风设施 第一节第一节 吸入口与吹出口气流运动规律吸入口与吹出口气流运动规律 第二节第二节 集气罩基本类型与工作原理(重点)集气罩基本类型与工作原理
2、(重点)第三节第三节 集气罩需要风量计算(重点)集气罩需要风量计算(重点)第四节第四节 风筒及其连接件(重点)风筒及其连接件(重点)第五节第五节 地面建筑全面通风设施(重点)地面建筑全面通风设施(重点)第六节第六节 地下全面通风构筑物地下全面通风构筑物一、吸入口气流一、吸入口气流运动规律运动规律 根据流体力学,位于自由空间的点汇吸气口(图根据流体力学,位于自由空间的点汇吸气口(图4-la)的吸气量)的吸气量Q的计算公式为:的计算公式为:(4-1)(4-2)如如吸吸气气口口四四周周加加上上挡挡板板,即即如如图图4-lb所所示示的的平平壁壁,吸吸气气气气流流受受到到限限制制,吸吸气气范范围围仅仅半
3、半个个等等速速球球面面,它它的吸气量计算公式为:的吸气量计算公式为:(4-3)对于四周无法兰边的圆形吸气口有:对于四周无法兰边的圆形吸气口有:(4-4)(4-5)对于四周有法兰边的圆形吸气口有:对于四周有法兰边的圆形吸气口有:根据试验结果,吸气口气流速度分布还具有以下特点:根据试验结果,吸气口气流速度分布还具有以下特点:在在吸吸气气口口附附近近的的等等速速面面近近似似与与吸吸气气口口平平行行,式式(4-4)和和式式(4-5)仅仅适适用用于于x1.5D0的的场场合合,当当xl.5D0时,实际的速度衰减要比计算值大;时,实际的速度衰减要比计算值大;吸吸气气口口气气流流速速度度衰衰减减较较快快,x/
4、D0=1处处气气流流速速度度已已约降至吸气口流速的约降至吸气口流速的7.5%;对对于于结结构构一一定定的的吸吸气气口口,其其等等速速面面形形状状大大致致相相同同,而吸气口结构形式不同,其气流衰减规律则不同。而吸气口结构形式不同,其气流衰减规律则不同。二、二、吹出口气流运动规律吹出口气流运动规律 射射流流:空空气气从从孔孔口口吹吹出出,在在空空间间形形成成的的一一股股气气流流称为吹出气流或射流。称为吹出气流或射流。射流的分类:射流的分类:按按孔孔口口及及射射流流形形状状:圆圆射射流流、矩矩形形射射流流和和扁扁射射流(条缝射流);流(条缝射流);据据空空间间界界壁壁对对射射流流的的约约束束条条件件
5、:自自由由射射流流(吹吹向无限空间)和受限射流(吹向有限空间);向无限空间)和受限射流(吹向有限空间);按按射射流流温温度度与与周周围围空空气气温温度度是是否否相相等等:等等温温射射流和非等温射流;流和非等温射流;据射流产生的动力:机械射流和热射流。据射流产生的动力:机械射流和热射流。1自由等温射流自由等温射流 自由等温射流具有如下特点:自由等温射流具有如下特点:(1)紊紊流流射射流流会会引引发发射射流流流流体体微微团团间间的的横横向向动动量量交交换换、热热量量交交换换或或质质量量交交换换,从从而而形形成成湍湍流流射射流流边边界界层,使得射流速度逐渐下降,射流断面不断扩大。层,使得射流速度逐渐
6、下降,射流断面不断扩大。(2)全全流流场场或或局局部部流流场场气气流流参参数数彼彼此此间间保保持持一一种种相相仿仿的的关关系系,边边界界层层的的外外边边界界及及其其初初始始段段上上的的内内边边界界一一般般都都是是斜斜直直线线,而而参参数数在在横横截截面面上上的的分分布布彼彼此此间间呈无因次相似。呈无因次相似。(3)与与吸吸气气口口相相比比,轴轴向向流流速速衰衰减减慢慢,流流场场中中横横向向流流速速分分布布可可被被忽忽略略。由由于于射射流流的的喷喷射射成成束束的的特特性性,流流场场中中的的轴轴向向分分速速要要比比横横向向分分速速大大得得多多,所所以以,射射流流分分析析计计算算中中,一一般般都都将
7、将流流场场中中的的横横向向分分速速忽忽略略掉掉,也即射流的轴向速度即被视为射流的总速度。也即射流的轴向速度即被视为射流的总速度。(4)射射流流各各断断面面动动量量相相等等,射射流流中中的的静静压压与与周周围围空空气的压强相等。气的压强相等。等温自由紊流圆射流轴心速度等温自由紊流圆射流轴心速度vx、射流断面直径、射流断面直径dx、射流扩张角射流扩张角的公式为:的公式为:(4-6)而等温自由紊流扁射流轴心速度而等温自由紊流扁射流轴心速度vx、射流断面宽度、射流断面宽度dx、射流扩张角射流扩张角的公式的公式(4-7)送风口紊流系数送风口紊流系数 2附壁受限射流附壁受限射流 附壁射流中,一般用无因次距
8、离来判断射流运动。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:无因次距离定义为:(4-8)第四章 通风设施 第一节第一节 吸入口与吹出口气流运动规律吸入口与吹出口气流运动规律 第二节第二节 集气罩基本类型与工作原理(重点)集气罩基本类型与工作原理(重点)第三节第三节 集气罩需要风量计算(重点)集气罩需要风量计算(重点)第四节第四节 风筒及其连接件(重点)风筒及其连接件(重点)第五节第五节 地面建筑全面通风设施(重点)地面建筑全面通风设施(重点)第六节第六节 地下全面通风构筑物地下全面通风构筑物一、全密闭罩一、全密闭罩 全全密密闭闭罩罩是是把把有有害害物物源源全全部部密密闭闭在
9、在罩罩内内,隔隔断断生生产产过过程程中中产产生生的的有有害害物物与与作作业业场场所所二二次次气气流流的的联联系系,以防止粉尘等有害物随气流传播到其他部位。以防止粉尘等有害物随气流传播到其他部位。负压负压全密闭罩的形式又较多,可分为以下三类:全密闭罩的形式又较多,可分为以下三类:(1)局部密闭罩。)局部密闭罩。(2)整体密闭罩。)整体密闭罩。(3)大容积密闭罩。)大容积密闭罩。二、半密闭罩和二、半密闭罩和柜式集气罩柜式集气罩 三、外部集气罩三、外部集气罩 四、接受式集气罩四、接受式集气罩 热射流收缩断面至热源的距离,热射流收缩断面至热源的距离,(Ap为热为热源的水平投影面积)时,热源的对流散热量
10、源的水平投影面积)时,热源的对流散热量Q的计的计算公式为:算公式为:(4-9)收缩断面上的流量:收缩断面上的流量:(4-10)在在H/B=0.97.4范围内,不同高度上热射流的流量范围内,不同高度上热射流的流量Lz为:为:Z=H+1.26B 在某一高度上热射流的断面直径在某一高度上热射流的断面直径Dz:Dz=0.36H+B(4-11)五、吹吸式集气罩五、吹吸式集气罩 第四章 通风设施 第一节第一节 吸入口与吹出口气流运动规律吸入口与吹出口气流运动规律 第二节第二节 集气罩基本类型与工作原理(重点)集气罩基本类型与工作原理(重点)第三节第三节 集气罩需要风量计算(重点)集气罩需要风量计算(重点)
11、第四节第四节 风筒及其连接件(重点)风筒及其连接件(重点)第五节第五节 地面建筑全面通风设施(重点)地面建筑全面通风设施(重点)第六节第六节 地下全面通风构筑物地下全面通风构筑物一、集气罩需要风量一、集气罩需要风量计算方法计算方法 1控制速度法控制速度法2流量比法流量比法 流流量量比比法法的的基基本本思思路路是是把把集集气气罩罩的的排排风风量量Q3看看做做是是污污染染气气流流量量Qi和和从从罩罩口口周周围围吸吸人人室室内内空空气气量量Q2之之和和,即:即:(3-8)流量比流量比二、密闭罩吸风量计算二、密闭罩吸风量计算 全全密密闭闭罩罩的的需需要要风风量量Qmb,一一般般由由两两部部分分组组成成
12、,一一部部分分是是由由运运动动物物料料带带人人罩罩内内的的诱诱导导空空气气量量(如如物物料料输输送送)或或工工艺艺设设备备供供给给的的空空气气量量(如如有有鼓鼓风风装装置置的的混混砂砂机机),另另一一部部分分是是为为消消除除内内正正压压并并保保持持一一定定负负压所需经孔口或不严密缝隙吸人的空气量,即:压所需经孔口或不严密缝隙吸人的空气量,即:(4-13)(2)按经验公式或数据确定排风量。)按经验公式或数据确定排风量。Qmb=KD(4-15)在工程中常用以下两种方法来确定排风量: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)按开口或缝隙处空气的吸入速度v0计算。计算。
13、(4-14)2半密闭罩和柜式集气罩半密闭罩和柜式集气罩(4-16)吸吸风风口口的的速速度度分分布布对对其其控控制制效效果果有有很很大大影影响响,速速度度分分布布不不均均匀匀,污污染染气气流流会会从从吸吸人人速速度度低低的的部部位位逸逸入入室室内内。吸吸风风口口上上的的吸吸人人速速度度一一般般为为0.250.75 m/s,也可按表,也可按表4 1、4-2及相关手册确定。及相关手册确定。三、外部集气罩三、外部集气罩吸风量计算吸风量计算 1圆形或准圆形侧吸式集气罩圆形或准圆形侧吸式集气罩根据公式(根据公式(4-4)及()及(4-5),圆形或宽长比大于),圆形或宽长比大于0.2的的矩形侧吸式集气罩需要
14、风量按下式计算:矩形侧吸式集气罩需要风量按下式计算:四周无边:四周无边:四周有边:四周有边:(4-17)(4-18)(4-19)对于设在工作台上的外部罩,其排风量:对于设在工作台上的外部罩,其排风量:2条缝罩条缝罩 条条缝缝罩罩是是指指宽宽长长比比小小于于0.2的的矩矩形形侧侧吸吸式式集集气气罩罩,其其需要风量按下式计算:需要风量按下式计算:(4-20)条缝开口长度条缝开口长度控制距离控制距离控制风速控制风速 3槽边吸气罩槽边吸气罩(4-21)(1)高截面单侧吸风)高截面单侧吸风(2)低截面单侧吸风)低截面单侧吸风(3)高截面双侧吸风(总风量)高截面双侧吸风(总风量)(4)低截面双侧吸风(总风
15、量)低截面双侧吸风(总风量)(5)高截面环形吸风)高截面环形吸风(6)低截面环形吸风)低截面环形吸风(4-22)(4-23)(4-24)(4-25)(4-26)四、热源上部接受罩四、热源上部接受罩吸风量计算吸风量计算 低悬罩需要风量按下式计算:低悬罩需要风量按下式计算:(4-27)高悬罩吸风罩需要风量按下式计算:高悬罩吸风罩需要风量按下式计算:(4-28)罩口断面上热射流流量罩口断面上热射流流量收缩断面上的流量收缩断面上的流量罩口的扩大面积罩口的扩大面积五、吹吸式集气罩五、吹吸式集气罩风量计算风量计算 1临界断面法临界断面法临临界界断断面面法法认认为为,吹吹吸吸气气口口之之间间必必然然在在一一
16、个个射射流流和和扩扩流流控控制制能能力力皆皆最最弱弱的的断断面面,即即临临界界断断面面,吹吹吸吸气气流的临界断面一般发生在流的临界断面一般发生在x/B=0.60.8之间。之间。(1)临界断面位置)临界断面位置(2)吹气口吹风量)吹气口吹风量(3)吹气口宽度)吹气口宽度(4)吸气口吸风量)吸气口吸风量(5)吸气口宽度)吸气口宽度 x=KB(4-29)(4-30)(4-31)(4-32)(4-33)2ACGIH法法ACGIH法法是是美美国国联联邦邦工工业业卫卫生生委委员员会会(ACGIH)推推荐荐的的计计算算方方法法,假假设设吹吹出出气气流流的的扩扩展展角角=10,条条缝缝式吸风口的高度式吸风口的
17、高度Ha按下式计算:按下式计算:(4-34)吸风量:吸风量:吹风量:吹风量:(4-35)(4-36)吹、吸风口间距吹、吸风口间距液面面积液面面积修正系数修正系数第四章 通风设施 第一节第一节 吸入口与吹出口气流运动规律吸入口与吹出口气流运动规律 第二节第二节 集气罩基本类型与工作原理(重点)集气罩基本类型与工作原理(重点)第三节第三节 集气罩需要风量计算(重点)集气罩需要风量计算(重点)第四节第四节 风筒及其连接件(重点)风筒及其连接件(重点)第五节第五节 地面建筑全面通风设施(重点)地面建筑全面通风设施(重点)第六节第六节 地下全面通风构筑物地下全面通风构筑物一、风筒一、风筒 风筒:是指用一
18、定材料制成的一定断面形状风筒:是指用一定材料制成的一定断面形状的通风风道,它也称为导风设施。对风筒的的通风风道,它也称为导风设施。对风筒的基本要求是基本要求是漏风小、风阻小、重量轻、拆装漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便简便。工业通风中使用的风筒可分为刚性和柔性两工业通风中使用的风筒可分为刚性和柔性两大类。大类。1柔性风筒柔性风筒主要有胶布风筒、塑料风筒(塑料软管)、弹簧主要有胶布风筒、塑料风筒(塑料软管)、弹簧可伸缩胶布风筒、金属软质风筒(金属软管)、可伸缩胶布风筒、金属软质风筒(金属软管)、橡胶风筒(橡胶软管)几类。橡胶风筒(橡胶软管)几类。胶布风筒不能用作抽出式通风胶布风筒不能用作抽出式通
19、风2刚性风筒(风管)刚性风筒(风管)刚刚性性风风筒筒一一般般由由硬硬质质材材料料制制成成,在在各各行行各各业业均均有有应应用用,刚刚性性风风筒筒既既可可用用于于通通风风机机的的吸吸入入段段,又又用用于于通通风风机机的的压压出出段段,地地面面工工程程一一般般称称为为通通风风管管道道,简简称称风管。风管。通通风风管管道道的的断断面面形形状状有有圆圆形形、矩矩形形、异异形形三三种种,异异形风管还包括螺旋形风管、椭圆形风管。形风管还包括螺旋形风管、椭圆形风管。二、风筒连接及二、风筒连接及附属部件附属部件 1风筒连接部件风筒连接部件风风筒筒连连接接部部件件包包括括风风筒筒接接头头、变变径径管管、三三通通
20、、四四通通、弯头及与风机的连接件等。弯头及与风机的连接件等。柔柔性性风风筒筒的的接接头头方方式式有有单单反反边边接接头头、双双反反边边接接头头、活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。单单反反边边接接头头、双双反反边边接接头头连连接接方方式式简简单单,但但漏漏风风大大,反反边边接头漏风较小,不易胀开,但局部风阻较大;接头漏风较小,不易胀开,但局部风阻较大;活活三三环环多多反反边边、螺螺圈圈接接头头漏漏风风小小、风风阻阻小小,但但易易胀胀开开,拆拆装比较麻烦,常在长距离通风时采用。装比较麻烦,常在长距离通风时采用。刚刚性性风风筒筒(风风管管)一一般般采采用用法
21、法兰兰盘盘连连接接。为为保保证证法法兰兰连连接接的的密密封封性性,法法兰兰间间应应加加衬衬垫垫,衬衬垫垫厚厚度度为为35 mm,垫片应与法兰齐平,不得凸入管内。,垫片应与法兰齐平,不得凸入管内。衬垫材料随输送气体性质和温度而不同:衬垫材料随输送气体性质和温度而不同:输输送送气气体体温温度度不不超超过过70的的风风管管,采采用用浸浸过过干干性性油油的的厚厚纸垫或浸过铅油的麻辫;纸垫或浸过铅油的麻辫;除尘风管应采用橡胶垫或石棉绳;除尘风管应采用橡胶垫或石棉绳;输输送送气气体体温温度度超超70的的风风管管,必必须须采采用用石石棉棉厚厚纸纸垫垫或或石石棉绳。棉绳。风管与风机连接时的注意事项如下:风管与
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- 第四 通风 设施 课件
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