集气罩与管道系统的设计

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1、大气污染控制工程集气罩与废气净化系统设计主要内容净化系统的组成及系统设计的基本内容集气罩的集气机理集气罩的基本类型集气罩性能参数及计算集气罩设计的方法废气净化系统设计集气罩与管道系统的设计2净化系统的组成及系统设计的基本内容局部排气净化系统的组成局部排气净化系统示意图1、集气罩；2、排风管；3、净化设备；4、风机；5、烟囱；3(1)集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统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同、集气罩的形式是多种多样的。(2)风管: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

2、成一个整体。(3)净化设备:为了防止大气污染，当排气中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，才能排人大气。(4)通风机:通风机是系统中气体流动的动力。为了防止通风机的磨损和腐蚀，通常把风机设在净化装备的后面。(5)烟囱:烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后的烟气中仍含有一定量的污染物。这些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到地面。净化系统的组成及系统设计的基本内容4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）2、净化系统的选择或设计(1)选择依据a.污染物的种类与性质；b.处理量；c.净化效率；d.净

3、化系统的环境、经济及社会效益。(2)一般程序a.工程调查；b.确定净化程度；5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；d.选择适当的净化装置，确定合理的净化系统配置；e.确定净化系统运行参数和技术经济指标。(3)除尘系统与装置的选择(4)吸收系统与装置的选择(5)吸附系统与吸附装置的选择(6)净化装置的费用设备投资费、运行费用、总费用3.管道系统的设计4.排放烟囱设计6集气罩的集气机理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，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。集气罩口气流流动方式有两种:一种是

4、吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。7图13-2点汇气流流动情况1.外部吸气罩罩口气流流动规律a.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13-2a），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--1)于是：u1/u2=(r2/r1)2(13--2)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。集气罩的集气机理吸入气流82.罩口的设置位置对气流分布的影响如果吸气口设在墙上

5、，如图13—2b所示,吸气范围减少一半,其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为Q=2πr12u1=2πr22u2(13--3)比较式(13-1)(13-3)，可见：（1）吸气速度相同时，同一距离上Q（悬空设置的吸气口）=2Q（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）=2u（悬空设置的吸气口）3.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。吸入气流集气罩的集气机理9空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射流.(1)空气射流的一般特性。如图13一6所示，这是等温圆射流的示意图

6、。管口速度假设是完全均匀的。M为射流极点，射流中保持原出口速度v。的部分称为射流核心，速度小于v。的部分称为射流主体，射流核心消失的断面BOE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体段。吹出气流集气罩的集气机理10等温自由圆射流的一般特性为:①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。②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。③射流核心段呈锥形不断缩小。④核心段以后，射流速度逐渐下降。⑤射流中的静压与周围静止空气的压强相同。⑥射流各断面动量相等。吹出气流集气罩的集气机理11等温圆射流

7、和扁射流主体参数计算公式集气罩的集气机理12吸入气流与吹出气流（1）吹出气流由于卷吸作用,沿射流方向流量不断增加,射流呈锥形；吸入气流的等速面为椭球面,通过各等速面的流量相等,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,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,吸气口能量衰减很快,其作用范围较小。集气罩的集气机理1314集气罩的集气机理吹吸气流吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流。在集气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需“控制风速”的形成，称为吹吸式集气罩。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

8、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