空調(diào)潔凈工程局部排風設計

空調(diào)潔凈工程局部排風是在散發(fā)特殊物的局部地點設置排風罩捕集特殊物，并將其排至室外的通風方式，以防止特殊物與工作人員接觸或擴散到整個潔凈車間。與全面通風相比，局部排風具有排風量小、控制效果好、特殊物不進入工作區(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)，應首先考慮采用局部排風(如果采用全面通風方式，反而使特殊物在室內(nèi)擴散；當特殊物發(fā)生量大時，所需的稀釋通風量則過大，甚至難以實現(xiàn))。

局部排風系統(tǒng)是由局部排風罩、風管、凈化設備和風機等組成，被污染的空氣通過排風罩，經(jīng)風道輸送至凈化裝置，在凈化裝置內(nèi)空氣被凈化至符合排放標準的要求后，用風機通過排氣立管、風帽排入大氣當中。

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

1.柜式排風罩

柜式排風罩俗稱通風柜，實際上是密閉罩的特殊形式，應用普遍的是靠墻單面操作的臺上式通風柜，柜的一側(cè)設有可啟閉的操作孔和觀察孔，將產(chǎn)生特殊物的工藝設備完全密封，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速度，從而有效地防止特殊物逸出。

常用通風柜的形式：上部排風通風柜，用于通風柜內(nèi)產(chǎn)生的特殊氣體密度比空氣小，或者當通風柜內(nèi)有發(fā)熱體時，需注意的是，當罩內(nèi)發(fā)熱量大，采用自然排風時，其中和面高度應不低于排風柜上的工作孔上緣；下部排風通風柜，用于通風柜內(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)合排風通風柜，對于發(fā)熱不穩(wěn)定過程，可在上、下均設排風口，隨柜內(nèi)發(fā)熱量變化，調(diào)節(jié)上、下排風量比例，使工作孔速度分布均勻；送風式通風柜，若通風柜放在空調(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)排風量。

通風柜的排風量可按式計算：

L=L₁ + νFβ         （1-8）

式中：L--通風柜的排風量，m³ /s；

L₁--通風柜內(nèi)的特殊氣體發(fā)生量，m³ /s；

ν--工作孔上的控制風速，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)設備不能密閉時，可把排風罩設在特殊物源附近，利用機械排風造成負壓，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，需要研究罩口風量L、罩口至控制點的距離χ與控制風速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、設計、施工、安裝改造等配套服務。

(1)排風罩口的流場分布

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

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

式中：ν₀--罩口的風速， m/s；

ν_χ--距罩口χm處的控制風速，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χ>1.5d時，實際衰減要比計算值大。

控制風速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) 外部吸氣罩的排風量

①圓形排風罩

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罩的排風量按式（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--罩口排風量，m³/s。

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

②方形或矩形排風罩

對不同長寬比的矩形排風罩口的氣流流譜進行分析對比后發(fā)現(xiàn)，它們的速度衰減要比圓形排風罩口的小。矩形排風口的速度衰減是隨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設在工作臺上的側(cè)吸罩

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

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

④上吸式排風罩

排風罩如果設在工藝設備上方，由于設備的限制，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--風罩開口的周長，m；

ν_χ--邊緣控制點的控制風速，m/s。

(3)設計外部吸氣罩時在結(jié)構(gòu)上應注意的問題

在排風罩口四周增設法蘭邊，可使排風量減少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，工藝條件允許時應在罩口四周設固定式活動擋板。排風罩的擴張角a對罩口的速度分布及排風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，設計外部吸氣罩時，其擴張角a應小于或等于60°。當罩口尺寸較大時，可以采用的措施有：把一個大排風罩分隔成若干個小排風罩；在罩內(nèi)設擋板；在罩口上設條縫口，要求條縫口處風速在10 m/s以上；在罩口設氣流分布板。

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