空調(diào)潔凈工程局部排風(fēng)設(shè)計

空調(diào)潔凈工程局部排風(fēng)是在散發(fā)特殊物的局部地點設(shè)置排風(fēng)罩捕集特殊物，并將其排至室外的通風(fēng)方式，以防止特殊物與工作人員接觸或擴散到整個潔凈車間。與全面通風(fēng)相比，局部排風(fēng)具有排風(fēng)量小、控制效果好、特殊物不進(jìn)入工作區(qū)等優(yōu)點，因此在局部地點產(chǎn)生大量特殊物或污染源比較集中的建筑物內(nèi)，應(yīng)首先考慮采用局部排風(fēng)(如果采用全面通風(fēng)方式，反而使特殊物在室內(nèi)擴散；當(dāng)特殊物發(fā)生量大時，所需的稀釋通風(fēng)量則過大，甚至難以實現(xiàn))。

局部排風(fēng)系統(tǒng)是由局部排風(fēng)罩、風(fēng)管、凈化設(shè)備和風(fēng)機等組成，被污染的空氣通過排風(fēng)罩，經(jīng)風(fēng)道輸送至凈化裝置，在凈化裝置內(nèi)空氣被凈化至符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求后，用風(fēng)機通過排氣立管、風(fēng)帽排入大氣當(dāng)中。

局部排風(fēng)罩是用于捕集特殊物的裝置，它是局部排風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其性能對局部排風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有十分重要的影響，設(shè)計完善的排風(fēng)罩用較小的風(fēng)量即可獲得較佳的控制效果。排風(fēng)罩的種類很多，一定要根據(jù)特殊物的性質(zhì)、散發(fā)規(guī)律和工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作情況，選擇排風(fēng)罩的形式。

1.柜式排風(fēng)罩

柜式排風(fēng)罩俗稱通風(fēng)柜，實際上是密閉罩的特殊形式，應(yīng)用普遍的是靠墻單面操作的臺上式通風(fēng)柜，柜的一側(cè)設(shè)有可啟閉的操作孔和觀察孔，將產(chǎn)生特殊物的工藝設(shè)備完全密封，使特殊物被限制在一個密閉的空間里，工作人員站在柜外，通過工作口對柜內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)操作。工作口可根據(jù)需要盡量開小，這樣在敞口的斷面上造成較大排風(fēng)速度，從而有效地防止特殊物逸出。

常用通風(fēng)柜的形式：上部排風(fēng)通風(fēng)柜，用于通風(fēng)柜內(nèi)產(chǎn)生的特殊氣體密度比空氣小，或者當(dāng)通風(fēng)柜內(nèi)有發(fā)熱體時，需注意的是，當(dāng)罩內(nèi)發(fā)熱量大，采用自然排風(fēng)時，其中和面高度應(yīng)不低于排風(fēng)柜上的工作孔上緣；下部排風(fēng)通風(fēng)柜，用于通風(fēng)柜內(nèi)沒有發(fā)熱體，而且產(chǎn)生特殊氣體密度比空氣大時，該柜內(nèi)氣流下降，可有效防止特殊氣體從操作口下部逸出；上下聯(lián)合排風(fēng)通風(fēng)柜，對于發(fā)熱不穩(wěn)定過程，可在上、下均設(shè)排風(fēng)口，隨柜內(nèi)發(fā)熱量變化，調(diào)節(jié)上、下排風(fēng)量比例，使工作孔速度分布均勻；送風(fēng)式通風(fēng)柜，若通風(fēng)柜放在空調(diào)、凈化或采暖房間內(nèi)，為節(jié)約采暖、空調(diào)能耗，從工作孔上部送入取自室外或鄰室空氣，風(fēng)量為70%~75%，既可防止室內(nèi)橫向氣流干擾，又可節(jié)省室內(nèi)排風(fēng)量。

通風(fēng)柜的排風(fēng)量可按式計算：

L=L₁ + νFβ         （1-8）

式中：L--通風(fēng)柜的排風(fēng)量，m³ /s；

L₁--通風(fēng)柜內(nèi)的特殊氣體發(fā)生量，m³ /s；

ν--工作孔上的控制風(fēng)速，m/s；

F--操作口或縫隙的面積，m²；

β--安全系數(shù)，β=1.1~1.2。

2.外部吸氣罩

由于工藝條件限制生產(chǎn)設(shè)備不能密閉時，可把排風(fēng)罩設(shè)在特殊物源附近，利用機械排風(fēng)造成負(fù)壓，在特殊物發(fā)生地點(控制點)造成一定的氣流運動， 將特殊物吸入罩內(nèi)，加以捕集，這類排風(fēng)罩統(tǒng)稱為外部吸氣罩。要防止特殊物的擴散，需要研究罩口風(fēng)量L、罩口至控制點的距離χ與控制風(fēng)速ν_χ之間的關(guān)系。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈工程、潔凈廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(1)排風(fēng)罩口的流場分布

四周無邊的圓形排風(fēng)口：ν₀/ν_χ=（10χ²+F）/F         （1-9）

四周有邊的圓形排風(fēng)口：ν₀/ν_χ=0.75（10χ²+F）/F         （1-10）

式中：ν₀--罩口的風(fēng)速， m/s；

ν_χ--距罩口χm處的控制風(fēng)速，m/s；

F--罩口面積，m² ;

x--控制點至吸氣口之間的距離，m。

式（1-9） 和式（1-10）僅適于χ≤1.5d (d為罩口直徑)的場合，當(dāng)χ>1.5d時，實際衰減要比計算值大。

控制風(fēng)速ν_χ的值與工藝操作過程和室內(nèi)氣流運動情況有關(guān)，一般通過實測求得。

 (2) 外部吸氣罩的排風(fēng)量

①圓形排風(fēng)罩

根據(jù)式（1-9） 和式（1-10）知，前面無障礙四周無邊和有邊的圓形排風(fēng)罩的排風(fēng)量按式（1-11）、 式（1-12） 計算。

四周無邊：L=(10χ²+ F) ν_χ        （1-11）

四周有邊：L=0.75χ²+ F) ν_χ        （1-12）

式中： L--罩口排風(fēng)量，m³/s。

從上式可以看出，在罩口設(shè)置法蘭邊，可以阻擋四周無效氣流，在同樣條件下，其排風(fēng)量可減少25%。

②方形或矩形排風(fēng)罩

對不同長寬比的矩形排風(fēng)罩口的氣流流譜進(jìn)行分析對比后發(fā)現(xiàn)，它們的速度衰減要比圓形排風(fēng)罩口的小。矩形排風(fēng)口的速度衰減是隨b/a的增大而增大的，其中a是罩口的長邊尺寸，b是罩口的短邊尺寸。

③設(shè)在工作臺上的側(cè)吸罩

設(shè)在工作臺上的側(cè)吸罩可以看成是一個假想大排風(fēng)罩的一半，其排風(fēng)量按式（1-13）計算：

L=1/2(10χ²+ 2F) ν_χ=5χ²+ F) ν_χ        （1-13）

④上吸式排風(fēng)罩

排風(fēng)罩如果設(shè)在工藝設(shè)備上方，由于設(shè)備的限制，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)。為了避免橫向氣流的影響，要求H盡可能小于或等于0.3a (a為罩口尺寸)。

前面有障礙的罩口尺寸可按式（1-14）、式（1-15）計算：

A=A₁+0.8H        （1-14）

B=B₁+0.8H        （1-15）

式中：A、B--罩口長、短邊尺寸，m；

A₁、B₁--污染源長、短邊尺寸，m；

H--罩口至特殊物源的距離，m。

排風(fēng)量按式（1-16） 計算:

L=KPHν_χ      （1-15）

式中：K--考慮沿高度分布不均勻的安全系數(shù)，通常K=1.4；

P--風(fēng)罩開口的周長，m；

ν_χ--邊緣控制點的控制風(fēng)速，m/s。

(3)設(shè)計外部吸氣罩時在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意的問題

在排風(fēng)罩口四周增設(shè)法蘭邊，可使排風(fēng)量減少25%左右，在一般情況下，法蘭邊寬度為150~200mm。為了減少橫向氣流的影響和罩口的吸氣范圍，工藝條件允許時應(yīng)在罩口四周設(shè)固定式活動擋板。排風(fēng)罩的擴張角a對罩口的速度分布及排風(fēng)罩的壓力損失有較大影響。根據(jù)測試，罩的擴張角a=30°~60°時，壓力損失較小。綜合罩的結(jié)構(gòu)、速度分布、壓力損失三方面的因素，設(shè)計外部吸氣罩時，其擴張角a應(yīng)小于或等于60°。當(dāng)罩口尺寸較大時，可以采用的措施有：把一個大排風(fēng)罩分隔成若干個小排風(fēng)罩；在罩內(nèi)設(shè)擋板；在罩口上設(shè)條縫口，要求條縫口處風(fēng)速在10 m/s以上；在罩口設(shè)氣流分布板。

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