第十三章集气罩讲授2学时教学要求要求了解集气罩的集气类型，理解和掌握集气罩的集气机理掌握集气罩的设计方法。

教学重点重点集气罩的集气机理及设计方法教学难点集气罩的设计方法教学内容:§1净化系统的组成及基本内容§2 集气罩的集气机理§3集气罩的基本类型§4集气罩性能参数及计算§5集气罩设计的方法集气罩：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，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污染。

形式：（1）按罩口气流流动方式分为：吸气式和吹吸式；（2）按集气罩与污染源的相对位置及适用范围，吸气式集气罩分为：密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。

一.密闭罩定义：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。

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。

结构形式局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩局部密闭罩（见图13-3）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。

整体密闭罩（见图13-4）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产尘设备。

大容积密闭罩（见图13-5）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。

适用：多点源、阵发性、气流速度大的设备和污染源。

布置要求设置必要的观察窗、操作门和检修门；罩内应保持一定的均衡负压，避免烟尘逸出；尽量避开扬尘中心,防止大量物料随气流带至罩口被吸走；处理热物料时，应考虑热压对气流运动的影响，通常适当加大密闭罩容积，吸风点设于罩子顶部最高点。

密闭罩的排气量计算影响密闭罩排气量的因素：罩子结构、罩内气流情况、工艺设备的种类、操作情况等。

密闭罩排气量Q:Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6 m3/s（13.1）式中：Q1-被运动物料带入罩内的诱导空气量；Q2-由罩密闭不严处吸入的空气量；Q3-由化学反应，受热膨胀，水分蒸发等产生的气体量；Q4-由于设备运转而鼓入罩内的空气量；Q5-被压实的物料所排挤出的空气量；Q6-随物料排出所带走的烟气量。

理论上计算很困难，实际中常根据经验数据和有关手册来确定。

二.排气柜排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。

1. 结构形式A、排气口在操作口对面（见图13-7a）操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的可能性较小。

B、排气口设在柜顶（见图13-7b）操作口上部形成较大进气流速，而下部进气流速较小，气柜内易形成涡流，可能造成有害气体外逸C、在对面和顶部同时设置排气口2. 布置要求：尽量避开门窗和其它进风口。

排气柜的排气量计算排气柜的排气量可按下式计算：Q =u0A0β（13.3）式中：Q -排气量；u0-操作口的平均吸气速度，一般选用0.5～1.5m/s，对危害性大的烟气，取较大值；A0-操作口的面积；β-安全系数，一般情况下介于1.05～ 1.10。

三.外部吸(集、排)气罩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。

特点结构简单，制造方便；但所需排风量较大，且易受室内横向气流的干扰，捕集效率较低。

常见形式:顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽边吸气罩（见补图13-2）补图13-2 外部吸气罩a-顶吸罩；b-底吸罩；c-侧吸罩；d-槽边集气罩外部吸气罩罩口气流流动规律速度分布: 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，等速面是以该点为中心的球面（见图13-9a），假设点汇吸风量为Q，等速面的半径为r1、r2，相应气流速度为u1、u2，由于通过每个等速面的风量相等，则有Q = 4πr12u1 = 4πr22u2 (13.4) 于是： u1/u2 = (r2/r1)2 (13.4a)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。

图13-9 点状吸气口气流运动情况罩口的设置位置对气流分布的影响 如果吸气口设在墙上（见图13-9b ） ，其吸气量为 Q = 2πr 12u 1 = 2πr 22u 2 (13.5)比较式(13.4)与 (13.5) ，可见：（1）吸气速度相同时，同一距离上Q （悬空设置的吸气口）= 2 Q （有一面阻挡的吸气口）（2）吸风量相同时，同一距离上u （有一面阻挡的吸气口）= 2 u （悬空设置的吸气口）吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢，实际等速面为椭圆形。

（见图13-10、图13-11）外部吸气罩的设计计算 — 注意事项遵循吸捕原则：即通过建立吸捕气流，其流速足以克服各方向二次气流的速度而把污染物带入罩内，并按所需吸捕速度计算吸风量。

吸捕速度应大于最不利控制点的横穿或背向气流速度。

吸捕速度不能小于0.75m/s ，一般在0.25～1 m/s 之间选用。

注意事项： （详见书P322）外部吸气罩的设计计算 — 气流速度吸捕速度为克服各种背向、横向气流，使罩前任意一点的污染物均能吸入罩内的速度。

罩口速度是使被吸捕的污染物进入罩内所应具有的罩口截面速度。

空腔速度是罩腔或抽气室内的气流速度。

缝口速度指条缝罩开缝处具有的气流速度。

为使缝口速度均匀，空腔速度应小于缝口速度的1/2。

管道速度是连接管的截面风速。

运载速度是将吸进罩内的尘粒输送走的最低速度。

管道速度应大于最大尘粒的运载速度。

外部吸气罩的设计计算 —吸风量的计算罩口为圆形或矩形（宽长比B/L ≥0.2），沿罩子轴线的气流速度衰减公式为（13.6） 于是： （13.7）式中：u 0-罩口气流速度，m/s ；u x -控制点的控制速度；x -罩口到控制点的距离，m ；A 0-罩口面积，m 2；C -系数，与外部吸气罩的结构、形状和布置情况有关。

0020)10(A A x C u u x +=x u A A x C u 0020)10(+=外部吸气罩吸风量公式Q = u 0 A 0 （13.8）于是： （13.9）亦可采用下述吸风量公式Q = u x A x （13.10）式中：u x -最不利控制点的吸捕速度；吸捕速度取决于尘化情况和二次气流强弱，其选择范围见书P324表13-12。

A x -最不利控制点的等速面积；等速面积取决于罩口形式。

几种常见罩形的吸风量计算公式见书P325表13-13四.接受式排气罩定义：接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）中产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。

(见补图13-3)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产生。

类型:a.低悬罩（罩口高度<1.5A 1/2）b.高悬罩（罩口高度>1.5A 1/2）A-热设备的水平投影面积。

补图13-3 接受式排气罩a-热源上部伞形接受罩；b-砂轮机接受罩低悬罩其热射流量 = 热设备的水平投影面积上所产生的起始对流热射流量。

其计算式为： 若热射流量是由生产设备本身产出的，其起始流量主要由实验测的。

高悬罩设热设备水平投影面的直径为d ，则热射流在距热设备h 处的断面平均流速、断面直径和气流量可由经验式计算。

（详见书P327，式（13.12、 13.13、 13.14）） )10(02A x C Q +=3/12)(403.0qHA Q =设计计算—排气量计算接受罩悬挂越高，横向气流对热射流的影响越大。

因此，接受罩罩口面积需适当放大，相应地排气量应大于热射流量。

低悬罩—实际罩口尺寸计算式（见式13.15、13.16）高悬罩—实际罩口尺寸计算式（见式13.17）实际排气量计算式：Q´=Q+ u zΔA （13.18）式中： Q-罩口断面上热射流的流量；u z -罩口断面上热射流的平均流速；ΔA -罩口的扩大面积五.吹吸式排气罩及空气幕吹吸式排气罩的工作原理当外部吸气罩与污染源的距离较大时，可以在外部吸气罩的对面设置一吸气口，从而形成一层空气幕阻止污染物的散逸，同时也诱导污染气流一起向排气罩流动。

(见补图13-4)吹吸式排气罩的工作情况(见图13-15)特点：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。

补图13-4 槽子吹吸式排气罩吹吸式排气罩的设计计算适用：在槽、台宽度较大（≥2m）的工作槽上，采用此类排气罩控制污染物的扩散，效果较佳。

设计时注意事项（1）防止吹气射流产生弯曲；（2）条缝口宽度速度；（3）吹气罩排气量；（4）吹气口高度。

气幕及其应用作用：可有效地抑制污染物扩散。

应用：（1）当接受罩悬挂较高时，用吹气射流阻挡横向气流（见图13-16）（2）采用气幕控制破碎机料坑的扬尘(见图13-17)（3）采用气幕控制整个车间的污染源。

集气罩的设计方法集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。

集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能。

在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量；集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内；集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。

理论上计算很困难，实际中常根据经验数据和有关手册来确定。

说的真对。