净化系统的设计PPT文件格式下载.ppt

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二、集气罩的集气机理二、集气罩的集气机理吸入气流吸入气流吹出气流吹出气流二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理1吸入气流：

吸入气流：

速度分布速度分布:

等速面的形式确定其分布等速面的形式确定其分布规律规律理论气流分布：

理论气流分布：

无挡板：

将吸气口近似视为一个点汇，无挡板：

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，假设等速面是以该点为中心的球面，假设点汇吸风量为点汇吸风量为Q，等速面的半径为等速面的半径为r1、r2，相应气流速度为，相应气流速度为u1、u2，由于通，由于通过每个等速面的风量相等。

过每个等速面的风量相等。

则有：

Q=4r12u1=4r22u2于是：

于是：

u1/u2=（r2/r1）2二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理由上式可见：

由上式可见：

点汇流外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方点汇流外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成反比。

吸气口外气流速度衰减很快，应尽量减少罩口至污染源的成反比。

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。

距离。

有挡板：

如果吸气口设在墙上，其吸气量为如果吸气口设在墙上，其吸气量为Q=2Q=2rr1122uu11=2=2rr2222uu22比较以上两式，可见：

吸气速度相同时，同一距离上比较以上两式，可见：

吸气速度相同时，同一距离上Q（悬空设置的吸气口）（悬空设置的吸气口）=2Q（有一面阻挡的吸气口）（有一面阻挡的吸气口）吸风量相同时，同一距离上吸风量相同时，同一距离上u（有一面阻挡的吸气口）（有一面阻挡的吸气口）=2u（悬空（悬空设置的吸气口）设置的吸气口）因此，因此，在设计外部集气罩时，应尽量量减少吸气范围，以增强控制在设计外部集气罩时，应尽量量减少吸气范围，以增强控制效果。

效果。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理实际气流分布：

实际气流分布：

它的等速面不是球形而是椭球面它的等速面不是球形而是椭球面。

根据实验结果，吸气口气流速根据实验结果，吸气口气流速度分布具有以下特点：

度分布具有以下特点：

A）在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离吸气口距离XX的增大，逐渐变成椭圆面，而在的增大，逐渐变成椭圆面，而在11倍吸气口倍吸气口直径直径dd处已接近为球面处已接近为球面。

因此，当因此，当x/d1时，时，可近似当作点汇；

可近似当作点汇；

当当x/d1时，时，应根据有关气流衰减公式计算应根据有关气流衰减公式计算。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理B）吸气口气流速度衰减较快。

当）吸气口气流速度衰减较快。

当x/d=1时该点气流速时该点气流速度已大约降至吸气口流速的度已大约降至吸气口流速的7.5%。

C）对于结构一定的吸气口，不论吸气口风速大小，其等对于结构一定的吸气口，不论吸气口风速大小，其等速面形状大致相同。

而吸气口结构形式不同，其气流衰速面形状大致相同。

而吸气口结构形式不同，其气流衰减规律则不同。

减规律则不同。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理v2吹出气流吹出气流v即：

即：

空气从孔口吹出，在空间形成的气流称为吹出空气从孔口吹出，在空间形成的气流称为吹出气流或射流。

气流或射流。

v常见的射流为：

常见的射流为：

自由射流中的等温圆射流。

管口速自由射流中的等温圆射流。

管口速度假设是完全均匀的。

度假设是完全均匀的。

MM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的部分称为出口速度的部分称为射流核心射流核心，速度小于的部分些，速度小于的部分些称为称为射流主体射流主体，射流核心消失的断面，射流核心消失的断面BOEBOE称为过渡断称为过渡断面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后称称为主体段为主体段。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理其射流结构示意图如下图：

其射流结构示意图如下图：

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理v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。

v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，射流质量不断增加。

射流边界面呈圆锥面，圆锥半射流质量不断增加。

射流边界面呈圆锥面，圆锥半顶角顶角称为射流扩散角称为射流扩散角，如图所示。

射流扩散角，如图所示。

射流扩散角为为v式中式中紊流系数；

紊流系数；

v是射流管口的形状系数是射流管口的形状系数（由实验确定由实验确定）。

v圆射流：

圆射流：

=0.08=0.08，=3.4=3.4；

v扁射流扁射流（条缝射流条缝射流）：

=0.11=0.110.120.12，=2.4=2.44。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理射流核心区呈锥形不断缩小。

射流核心区呈锥形不断缩小。

核心段以后，射流速度逐渐下降。

各断面的速度值核心段以后，射流速度逐渐下降。

各断面的速度值虽然不同，但速度分布是相似的，可用下述半经验公虽然不同，但速度分布是相似的，可用下述半经验公式描述式描述式式中中射流距中心射流距中心yy处和中心处的速度；

处和中心处的速度；

RR射流断面半径。

射流断面半径。

射流中的静压与周围静止空气的压强相同。

射流各断面的动量相等。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理v3吸入流动与射流流动的差异吸入流动与射流流动的差异v吸入流动与射流的差异主要有两点：

吸入流动与射流的差异主要有两点：

v一是射流由于有卷吸作用，沿射流前进方向流量不一是射流由于有卷吸作用，沿射流前进方向流量不断增加，射流呈锥形。

吸入流动作用区内的等速面断增加，射流呈锥形。

吸入流动作用区内的等速面为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。

口的流量。

v二是射流轴线上的速度基本上与射程成反比，而吸二是射流轴线上的速度基本上与射程成反比，而吸气区内空气速度与距吸气口距离的平方成反比。

所气区内空气速度与距吸气口距离的平方成反比。

所以吸气口的能量衰减得更快，其作用范围较小。

以吸气口的能量衰减得更快，其作用范围较小。

二二集气罩的集气机理集气罩的集气机理4吹吸气流吹吸气流即：

两股气流组合而成的合成气流。

在集气罩设计中，利用吹出气流和吸入气流联合在集气罩设计中，利用吹出气流和吸入气流联合作用来提高所需作用来提高所需“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。

第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式（11）按罩口气流流动方式分为：

）按罩口气流流动方式分为：

吸气式吸气式吹吸式吹吸式（22）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分分为为：

密闭罩密闭罩排气柜排气柜外部集气罩外部集气罩接受式集气罩接受式集气罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式11、密闭罩、密闭罩定义：

将污染源的局部或整体密闭起来，在罩内保持定义：

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。

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。

气流干扰，设计中应优先选用。

结构形式：

局部密闭罩、结构形式：

局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩整体密闭罩、大容积密闭罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式1.1.密闭罩密闭罩密闭罩密闭罩

（1）局部密闭罩）局部密闭罩特点：

体积小，材料消耗少，特点：

体积小，材料消耗少，操作与检修方便；

操作与检修方便；

适用：

产尘点固定、产尘气适用：

产尘点固定、产尘气流速度较小且连续产尘的地流速度较小且连续产尘的地点。

点。

（3）大容积密闭罩）大容积密闭罩特点：

容积大，可缓冲产尘气特点：

容积大，可缓冲产尘气流，减少局部正压，设备检修流，减少局部正压，设备检修可在罩内进行。

可在罩内进行。

多点源、阵发性、气流适用：

多点源、阵发性、气流速度大的设备和污染源。

速度大的设备和污染源。

（2）整体密闭罩）整体密闭罩特点：

容积大，密闭性好。

多点尘源、携气流速适用：

多点尘源、携气流速大或有振动的产尘设备。

大或有振动的产尘设备。

第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式1.1.密闭罩密闭罩密闭罩密闭罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式2.2.排气柜排气柜排气柜排气柜第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式3.3.3.3.外部集外部集外部集外部集（吸、排吸、排吸、排吸、排）气罩气罩气罩气罩定义定义:

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。

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，且且易易受受室内横向气流的干扰，捕集效率较低。

室内横向气流的干扰，捕集效率较低。

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、槽边吸气罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式3.3.3.3.外部集外部集外部集外部集（吸、排吸、排吸、排吸、排）气罩气罩气罩气罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式4.4.4.4.接受式集气罩接受式集气罩接受式集气罩接受式集气罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式4.4.接受式集气罩接受式集气罩接受式集气罩接受式集气罩第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式第二节第二节集气罩设计集气罩设计三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式三、集气罩的基本形式5.5.5.5.吹吸式集气罩吹吸式集气罩吹吸式集气罩吹吸式集气罩

（1）吹吸式排气罩的工作原理）吹吸式排气罩的工作原理当外部吸气罩与污染源的距离当外部吸气罩与污染源的距离较大时，可以在外部吸气较大时，可以在外部吸气罩的对面设置一吸气口，从而罩的对面设置一