第一章-气体净化系统的设计课件.ppt

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1、第一章 气体净化系统的设计扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院主要内容主要内容l净化系统的组成及系统设计的基本内容净化系统的组成及系统设计的基本内容l集气罩的集气机理集气罩的集气机理l集气罩的基本类型集气罩的基本类型l集气罩性能参数及计算集气罩性能参数及计算l集气罩设计的方法集气罩设计的方法l废气净化系统设计废气净化系统设计扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院一、局部排气净化系统一、局部排气净化系统的组成的组成 局部排气净化系统示意图局部排气净化系统示意图 1、集气罩；、集气罩；2、排风管；、排风管；3、净化设备；、净化设备；4、风机；、风机；5、烟囱；、烟囱；

2、31.1净化系统的组成及系统设计的基本内容净化系统的组成及系统设计的基本内容扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院l(1)集气罩集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的，其集气罩是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统性能对净化系统 的技术经济指标有直接的影的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。同、集气罩的形式是多种多样的。l(2)(2)风管风管:在净化系统中用以输送气流的管道称在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整

3、体。个整体。l(3)(3)净化设备净化设备:为了防止大气污染为了防止大气污染 ，当排气中，当排气中污染物含量超过排放标准时，必须采用净化设污染物含量超过排放标准时，必须采用净化设备进行处理，达到排放标准后备进行处理，达到排放标准后 ，才能排人大，才能排人大气。气。4扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院l(4)(4)通风机通风机 :通风机是系统中气体流动的动力。通风机是系统中气体流动的动力。为了防止通风机为了防止通风机 的磨损和腐蚀的磨损和腐蚀 ，通常把风机，通常把风机设在净化装备的后面。设在净化装备的后面。l(5)(5)烟烟 囱囱:烟囱是净化系统的排气装置。由于烟囱是净化系统的

4、排气装置。由于净化后净化后 的烟气的烟气 中仍含有一定量的污染物。这中仍含有一定量的污染物。这些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到地面。地面。5扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院局部排气净化系统设计的基本内容1、捕集装置设计（结构、安装、性能）、捕集装置设计（结构、安装、性能）2、净化系统的选择或设计、净化系统的选择或设计(1)选择依据选择依据污污染染物物的的种种类类与与性性质质；处处理理量量；净净化化效效率率；净化系统的环境、经济及社会效益。净化系统的环境、经济及社会效益。(2)一般程序一般程序a.工程调查；工程调查；b.确定净化

5、程度；确定净化程度；6扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院局部排气净化系统设计的基本内容c.选择合理的净化工艺；选择合理的净化工艺；d.选择适当的净化装置，确定合理的净选择适当的净化装置，确定合理的净化系统配置；化系统配置；e.确定净化系统运行参数和技术经济指确定净化系统运行参数和技术经济指标。标。3.管道系统的设计管道系统的设计4.排放烟囱设计排放烟囱设计7扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院1.2 集气罩的集气机理l集气罩气流流动的基本理论集气罩气流流动的基本理论 集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集集 ，因此要对集气罩

6、合理设计，必须要了解，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。吸气罩罩口的气流流动规律。集气罩口气流流动方式有两种集气罩口气流流动方式有两种 :一种是吸一种是吸气口气流的吸入流动，一种是吹气口气流的吹气口气流的吸入流动，一种是吹气口气流的吹出流动。出流动。8扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院图图13-2点汇气流流动情况点汇气流流动情况1.1.外部吸气罩罩口气流流动规律外部吸气罩罩口气流流动规律a.a.速度分布速度分布:等速面的形式确定其分布规律等速面的形式确定其分布规律 将吸气口近似视为一个点汇，等速面是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

7、以该点为中心的球面（见图（见图a a），假设点汇，假设点汇吸风量为吸风量为Q Q，等速面的半径为等速面的半径为r r1 1、r r2 2，相应气流速度为，相应气流速度为u u1 1、u u2 2，由于通过每个等速面的风量相等，则有，由于通过每个等速面的风量相等，则有 Q=4rQ=4r1 12 2u u1 1=4r=4r2 22 2u u2 2 (1)(1)于是：于是：u u1 1/u/u2 2=(r=(r2 2/r/r1 1)2 2 (2)(2)表明吸气口外气流速度衰减很快，应尽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。量减少罩口至污染源的距离。集气罩的集气机理一、吸入气一、

8、吸入气一、吸入气一、吸入气流流流流9扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院2.2.罩口的设置位置对气流分布的影响罩口的设置位置对气流分布的影响 如果吸气口设在墙上，如图如果吸气口设在墙上，如图b b所示所示,吸气范围减少吸气范围减少一半一半,其等速面为半球面其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为则吸气口的吸气量为 Q=2rQ=2r1 12 2u u1 1=2r=2r2 22 2u u2 2 (3)(3)比较式比较式(13-1)(13-3)(13-1)(13-3)，可见：，可见：（1 1）吸吸气气速速度度相相同同时时，同同一一距距离离上上Q Q（悬悬空空设设置的吸气口）置的吸气口）=

9、2 Q=2 Q（有一面阻挡的吸气口）（有一面阻挡的吸气口）（2 2）吸吸风风量量相相同同时时，同同一一距距离离上上 u u（有有一一面面阻阻挡的吸气口）挡的吸气口）=2 u=2 u（悬空设置的吸气口）（悬空设置的吸气口）吸入气流吸入气流集气罩的集气机理扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院3.3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有有边边的的吸吸风风口口比比无无边边的的吸吸风风口口流流速速衰衰减减慢，实际等速面为椭圆形。慢，实际等速面为椭圆形。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院二、吹出气二、吹出气流流集气罩的集气机理12l空气从管

10、口喷出，在空间形成的一股气流空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射流称为空气射流.l(1)(1)空气射流的一般特性。如图所示，这是空气射流的一般特性。如图所示，这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。全均匀的。M M 为射流极点，射流中保持原为射流极点，射流中保持原出口速度出口速度 v v。的部分称为射流核心，速度。的部分称为射流核心，速度小于小于v v。的部分称为射流主体，射流核心消。的部分称为射流主体，射流核心消失的断面失的断面 BOEBOE称为过渡断面，出口断面至称为过渡断面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后称为主过渡面称为起

11、始段，过渡断面以后称为主体段。体段。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院等温自由圆射流的一般特性为等温自由圆射流的一般特性为:射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主要是由于射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主要是由于紊流动量交换引起的。紊流动量交换引起的。由于射流边缘的卷吸作用，射流断面不断扩大，由于射流边缘的卷吸作用，射流断面不断扩大，射流量随射流长度增加而增大。射流量随射流长度增加而增大。射流核心段呈锥形不断缩小。射流核心段呈锥形不断缩小。核心段以后，射流速度逐渐下降。核心段以后，射流速度逐渐下降。射流中的静压与周围静止空气的压

12、强相同。射流中的静压与周围静止空气的压强相同。射流各断面动量相等。射流各断面动量相等。吹出气流吹出气流集气罩的集气机理14扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院等温圆射流和扁射流主体参数计算公式等温圆射流和扁射流主体参数计算公式等温圆射流和扁射流主体参数计算公式等温圆射流和扁射流主体参数计算公式集气罩的集气机理15扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院三、吸入气流与吹出气流三、吸入气流与吹出气流三、吸入气流与吹出气流三、吸入气流与吹出气流集气罩的集气机理16扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院（1）吹出气流由于卷吸作用）吹出气流由于卷吸作用,沿射流方

13、向流沿射流方向流量不断增加量不断增加,射流呈锥形；射流呈锥形；吸入气流的吸入气流的等速面为椭球面等速面为椭球面,通过各等速面的流量相等通过各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。并等于吸入口的流量。（2）射流线上的速度基本上与射程成反比）射流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吸气口的距离的而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。所以平方成反比。所以,吸气口能量衰减很快吸气口能量衰减很快,其作用范围较小。其作用范围较小。集气罩的集气机理17扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院18集气罩的集气机理 四、四、吹吸气流吹吸气流 吹吸气流是两股气流组合而成的合成

14、吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流。气流。在在集气罩设计中集气罩设计中，利用吹出气流与，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需吸入气流联合作用来提高所需“控制风速控制风速”的形成，称为吹吸式的形成，称为吹吸式集气罩集气罩。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院 集气罩：是烟气净化系统污染源的收集集气罩：是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体污染源导入净化系统，装置，可将粉尘及气体污染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污染。染。形式：形式：（1 1）按按罩罩口口气

15、气流流流流动动方方式式分分为为：吸吸气气式式和和吹吹吸式吸式；（2 2）按按集集气气罩罩与与污污染染源源的的相相对对位位置置及及适适用用范范围围，可可将将吸吸气气式式集集气气罩罩分分为为：密密闭闭罩罩、排排气气柜柜、外部集气罩外部集气罩、接受式集气罩接受式集气罩等。等。1.3 集气罩的基本类型20扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院集气罩的基本类型一、密闭罩一、密闭罩定义：定义：将污染源的局部或整体密闭起来，将污染源的局部或整体密闭起来，在罩内保持一定负压，可防止污染物的任在罩内保持一定负压，可防止污染物的任意扩散。意扩散。特点：特点：所需排风量最小，控制效果最好，所需排风量最

16、小，控制效果最好，且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院集气罩的基本类型结构形式结构形式：局部密闭罩、局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩整体密闭罩、大容积密闭罩 1.1.局部密闭罩局部密闭罩 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。适用：产尘点固定、产尘气流速度较小且连续产尘的地点。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院局部密闭罩局部密闭罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院整体密

17、闭罩整体密闭罩242.2.整体密闭罩整体密闭罩 特点：容积大，密闭性好。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适用：多点尘源、携气流速大或有振动的产尘设备。产尘设备。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院大容积密闭罩大容积密闭罩253.3.大容积密闭罩大容积密闭罩 特点：容积大，可缓冲产尘气流，减少局特点：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。部正压，设备检修可在罩内进行。适用：多点源、阵发性、气流速度大的设适用：多点源、阵发性、气流速度大的设备和备和污染源染源。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院4.4.布置要求布置要

18、求a.a.设置必要的观察窗、操作门和检修门；设置必要的观察窗、操作门和检修门；b.b.罩内应保持一定的均衡负压，避免烟尘逸出；罩内应保持一定的均衡负压，避免烟尘逸出；c.c.尽尽量量避避开开扬扬尘尘中中心心,防防止止大大量量物物料料随随气气流流带带至至罩口被吸走；罩口被吸走；d.d.处处理理热热物物料料时时，应应考考虑虑热热压压对对气气流流运运动动的的影影响响，通通常常适适当当加加大大密密闭闭罩罩容容积积，吸吸风风点点设设于于罩子顶部最高点。罩子顶部最高点。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院1.结构形式结构形式a、排气口在操作口对面、排气口在操作口对面操作口气流分布较均匀，有

19、害气体外逸的可能操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的可能性较小。性较小。b、排气口设在柜顶、排气口设在柜顶操作口上部形成较大进气流速，而下部进气流操作口上部形成较大进气流速，而下部进气流速较小，速较小，气柜内易形成涡流，可能造成有害气气柜内易形成涡流，可能造成有害气体外逸体外逸c、在对面和顶部同时设置排气口、在对面和顶部同时设置排气口排气柜排气柜箱式集气罩箱式集气罩排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院28排气柜排气柜箱式集气罩箱式集气罩排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。排气柜可使产生有害烟尘的

20、操作在柜内进行。特点：控制效果好，排风量比密闭罩大，特点：控制效果好，排风量比密闭罩大，而小于其他型式集气罩而小于其他型式集气罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院29排气柜排气点位置排气柜排气点位置扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院30三、三、外部吸外部吸(集、排集、排)气罩气罩定义定义: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。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。特特点点:结结构构简简单单，制制造造方方便便；但但所所需需排排风风量量较较大大，且且易易受受室室内内横横向向气气流流的的干干扰，捕集效率较低。扰，捕集效率

21、较低。常见形式常见形式:顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽边吸气罩顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽边吸气罩 外部吸气罩外部吸气罩 a-顶吸罩；b-底吸罩；c-侧吸罩；d-槽边集气罩 扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院上部集气罩上部集气罩下部集气罩下部集气罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院侧吸罩侧吸罩槽边集气罩槽边集气罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院四、接受式排气罩四、接受式排气罩1.定义定义：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。2.特点：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

22、产生。3.类型类型:a.低悬罩（罩口高度1.5A1/2）A-热设备的水平投影面积。33扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院五、吹吸式排气罩及空气幕五、吹吸式排气罩及空气幕1.吹吸式排气罩的工作原理吹吸式排气罩的工作原理当当外外部部吸吸气气罩罩与与污污染染源源的的距距离离较较大大时时，可可以以在在外外部部吸吸气气罩罩的的对对面面设设置置一一吹吹气气口口，从从而而形形成成一一层层空空气气幕幕阻阻止止污污染染物物的的散散逸逸，同时也诱导污染气流一起向排气罩流动。同时也诱导污染气流一起向排气罩流动。35扬州大学环境科学与工程学院扬州大

23、学环境科学与工程学院吹吸式集气罩吹吸式集气罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院372.特点：特点：采用气幕抑制污染物扩散，具有气量小，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。抗干扰能力强，不影响工艺操作、效果好的特点。3.吹吸式排气罩的设计计算吹吸式排气罩的设计计算a.适用：在槽、台宽度较大（适用：在槽、台宽度较大（2m）的工作槽上，采用此）的工作槽上，采用此类排气罩控制污染物的扩散，效果较佳。类排气罩控制污染物的扩散，效果较佳。b.设计时注意事项设计时注意事项（1）防止吹气射流产生弯曲；）防止吹气射流产生弯曲；（2）条缝口宽度速度；）

24、条缝口宽度速度；（3）吹气罩排气量；）吹气罩排气量；（4）吹气口高度。）吹气口高度。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院4.气幕及其应用气幕及其应用a.作用：可有效地抑制污染物扩散。作用：可有效地抑制污染物扩散。b.应用：应用：（1）当接受罩悬挂较高时，用吹气射流阻挡）当接受罩悬挂较高时，用吹气射流阻挡横向气流横向气流（2）采用气幕控制破碎机料坑的扬尘）采用气幕控制破碎机料坑的扬尘（3）采用气幕控制整个车间的污染源。）采用气幕控制整个车间的污染源。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院391.4集气罩性能参数及计算一、排风量的确定1.排风量的测定方法集气罩排风量Q

25、(m3/S)，可以通过实测罩口的平均吸气速度0(m/S)和罩口面积S0（m2）确定。Q=0S0(m3/S)扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院40也可以通过实测连接罩口上的平均吸气速度(m/S)，气流动压Pd(Pa)或静压PS(Pa)及其管道断面积S（m2）按下式确定。Q=S=S(2/)Pd1/2(m3/S)Q=S(2/)PS1/2(m3/S)式中:气体密度,kg/m3-集气罩的流量系数扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院流量系数测定流量系数测定扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院42集气罩性能参数及计算2.排风量的计算方法排风量的计算方法（1）

26、控制速度法）控制速度法指在罩口前污染物扩散方向的任意指在罩口前污染物扩散方向的任意点上均能使污染物吸入气流流入罩内并点上均能使污染物吸入气流流入罩内并将其捕集所必须的最小吸气速度。将其捕集所必须的最小吸气速度。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院46（2）流量比法）流量比法把集气罩排风量把集气罩排风量Q看作是污染气流量看作是污染气流量Q1和从罩口和从罩口周围吸入室内空气量周围吸入室内空气量Q2之和之和,即即 Q=Q1+Q2=

27、Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+K)Km=(Q2/Q1)minKm-为流量比为流量比Km通过实验研究求出通过实验研究求出,与污染物发生量无关与污染物发生量无关,只与只与污染源和集气罩的相对尺寸有关污染源和集气罩的相对尺寸有关.2.排风量的计算排风量的计算扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院上部伞形上部伞形Km值的确定值的确定扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院Km=1.4(H/E)1.5+0.30.4(F3/E)-3.4+0.1(E/L1+1)扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院侧吸罩侧吸罩K

28、m值的确定值的确定扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院Km=1.5(F3/E)-1.4+2.5(E/L1)1.7+0.2 (H/E)1.5+0.20.3(U/E)2.0+1.0扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院当污染气流与周围空气有一定温差时，当污染气流与周围空气有一定温差时，Km值会相应增大，当值会相应增大，当t 1.5d时，实际速度衰减值要时，实际速度衰减值要比计算值大。比计算值大。b.操作台上的侧吸罩操作台上的侧吸罩c.前面无障碍有边的侧前面无障碍有边的侧吸罩吸罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院例例1-2 有一圆形的外部集气罩，罩口直

29、径有一圆形的外部集气罩，罩口直径D=25cm，要在罩口轴线距离为，要在罩口轴线距离为0.2m处造处造成成0.5m/s的吸气速度，试计算该集气罩的的吸气速度，试计算该集气罩的排风量。排风量。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院（2）条缝罩（宽长比条缝罩（宽长比W/L0.2的矩形侧吸罩）的矩形侧吸罩）条缝罩罩口附近等速面不是球形面，不能按点条缝罩罩口附近等速面不是球形面，不能按点汇流计算汇流计算a.四周无四周无边条缝罩边条缝罩b.四周有四周有边条缝罩边条缝罩c.操作台上操作台上的条缝罩的条缝罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院 L条缝罩开口长度，条缝罩开口长度，m

30、；C与条缝罩结构形式和设置情况有关的系数与条缝罩结构形式和设置情况有关的系数四周无边，四周无边，C=3.7；四周有边，；四周有边，C=2.8；操作台上，；操作台上，C=2 条缝罩沿罩口轴线处气流速度衰减公式和排条缝罩沿罩口轴线处气流速度衰减公式和排风量计算公式如下：风量计算公式如下：扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院（3）冷过程上部集气罩冷过程上部集气罩 在污染设备上方设置集气罩，由于设备的限制，在污染设备上方设置集气罩，由于设备的限制，气流只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干气流只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，要求扰，要求H尽可能尽可能0.3L（罩口长边尺寸）（罩口

31、长边尺寸）扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院P罩口敞开面周长；罩口敞开面周长；H罩口至污染源距离，罩口至污染源距离，m；K考虑沿高度速度分布不均匀的安全系考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取数，通常取K=1.4排风量排风量m3/s：扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院2、外部集气罩设计应注意的问题、外部集气罩设计应注意的问题（1）为提高集气罩的控制效果，减少无效气）为提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口应加设法兰边。上部集气罩流的吸入，罩口应加设法兰边。上部集气罩的吸入气流易受横向气流的影响，最好靠墙的吸入气流易受横向气流的影响，最好靠墙布置，

32、或在罩口四周加设活动挡板。布置，或在罩口四周加设活动挡板。有活动挡板的伞形罩有活动挡板的伞形罩扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院（2）为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩）为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角张角不应大于不应大于60度。当污染源的平面尺寸较度。当污染源的平面尺寸较大时，为降低罩高度，可以将罩分割成几个小大时，为降低罩高度，可以将罩分割成几个小罩子（图罩子（图a），还可在罩口加设挡板或气流分），还可在罩口加设挡板或气流分布板，以保证罩口气流速度分布均匀（图布板，以保证罩口气流速度分布均匀（图b）a扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科

33、学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院三、热源上部接受式集气罩的设计特点：直接接受生产过程产生或诱导出特点：直接接受生产过程产生或诱导出来的污染气流，其排风量取决于接受的来的污染气流，其排风量取决于接受的污染气流量。污染气流量。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院热源上部接受罩热源上部接受罩右图表示设置在热源右图表示设置在热源上部的接受罩及罩下上部的接受罩及罩下热设备加热周围空气热设备加热周围空气而产生的热射流的一而产生的热射流的一般形态。热射流在上般形态。热射流在上升过程中，由于不断升过程中，由于不断混入周围空气，其流混入周围空气，其流量和横断面积会不断量和横断面积会不断增大

34、。增大。1、热射流流量计算、热射流流量计算扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院1)1)热射流上升高度热射流上升高度 （或或 )-)-“低悬罩低悬罩”近似认为热射流的流量和横断面积基本不变近似认为热射流的流量和横断面积基本不变热射流起始流量：热射流起始流量：q热源水平表面对流散热量，热源水平表面对流散热量，Kw，q=0.0025t1.25A(Kw)t热源水平表面与周围空气温度差，热源水平表面与周围空气温度差，KA热源水平投影面积热源水平投影面积H热源水平面到罩口距离，热源水平面到罩口距离，m特点：排风量小特点：排风量小扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院l例1-3

35、 某热源水平表面直径为0.7，热源表面与周围空气温度差为130k，拟在其上部0.5m处装设接受罩，试求射流上部H=0.5m处的流量。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院2)2)热射流上升高度热射流上升高度 “高悬罩高悬罩”流量和横断面积会不断增大流量和横断面积会不断增大不同上升高度不同上升高度Z Z上的流量为：上的流量为：流速：流速：横断面直径：横断面直径：，Z Z由外延法求得的热射流极点至计算断面的有效距由外延法求得的热射流极点至计算断面的有效距离离 热源的当量直径，热源的当量直径，m mH H热源至计算断面的距离，热源至计算断面的距离，m m特点：排风量大特点：排风量大扬州

36、大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院l例例1-4，热源条件同例，热源条件同例1-3，只是欲将罩，只是欲将罩高高H升到升到1.4m处，试求罩口处热射流处，试求罩口处热射流流量，横断面直径及平均流速。流量，横断面直径及平均流速。扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院2 2、热源上部接受罩的设计、热源上部接受罩的设计设计时，接受罩的断面尺寸应大于罩口断面上热射流设计时，接受罩的断面尺寸应大于罩口断面上热射流的尺寸，接受罩的排风量应大于罩口断面上的热射的尺寸，接受罩的排风量应大于罩口断面上的热射流流量。流流量。1)1)低悬罩低悬罩 罩口每边尺寸应比热设备尺寸增加罩口每边尺寸应

37、比热设备尺寸增加150150200mm200mm排风量：排风量：罩口扩大面积上空气的吸入速度，罩口扩大面积上空气的吸入速度，0.5-0.7m/s0.5-0.7m/s 罩口扩大面积罩口扩大面积,即罩口面积减去热射流的断面即罩口面积减去热射流的断面积积,m,m2 2扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院2)2)高悬罩高悬罩罩口尺寸：罩口尺寸：（m m）排风量：排风量：（m m3 3/s/s）例：某金属熔化炉例：某金属熔化炉,其平面尺寸为其平面尺寸为600mm600mm600mm600mm，炉内温度为，炉内温度为600,600,室内温度为室内温度为2020，拟在炉，拟在炉口上方口上方800mm800mm处设接受式集气罩处设接受式集气罩,罩口扩大面积罩口扩大面积上空气的吸入速度为上空气的吸入速度为0.5m/s,0.5m/s,试确定该集气罩口试确定该集气罩口尺寸及其排风量？尺寸及其排风量？