設(shè)計原理

集氣罩的形式，根據(jù)產(chǎn)生廢氣源的設(shè)備、工作環(huán)境的要求不同，可以是多種多樣的，但無論是哪種形式的集氣罩在設(shè)計時都應(yīng)該遵循“通、近、順、封、便”的原則。
通：就是廢氣能暢通地被吸走。通常物料從高處落地時，會向四面散發(fā)，此時，廢氣的散發(fā)速度稱為飛揚速度。物料落點處的廢氣飛揚速度最大。隨著廢氣散發(fā)距離的增加，達到一定距離后，其散發(fā)速度為零。當廢氣散發(fā)速度較大時，不容易被捕集。而散發(fā)速度達到零時，廢氣被捕集就容易得多了。速度達到零點的那一點稱為控制點，控制點到集氣罩口的距離為x，廢氣源至集氣罩口的距離為D，如下圖所示。

在實際工作中，為有效捕集廢氣，應(yīng)根據(jù)廢氣源周圍空氣運動的速度、廢氣的有害程度，使集氣罩在該處造成一個吸收速度(稱為控制風(fēng)速)。要在廢氣源點造成一定的控制風(fēng)速，必須有相應(yīng)的罩口風(fēng)速(罩口面風(fēng)速)。對一定形式的集氣罩，風(fēng)量愈大，罩口風(fēng)速愈大，控制風(fēng)速也愈大，廢氣就容易被捕集。
近：就是集氣罩要盡量靠近廢氣源。
順：在生產(chǎn)中，必須在順著廢氣飛濺的方向設(shè)置罩口正面對著含塵氣流的集氣罩，使集氣罩充分利用含塵氣流的動能，以提高捕集效果。
封：就是在不影響操作和生產(chǎn)的前提下，集氣罩應(yīng)盡可能將廢氣源包圍起來。這樣有利于用較少的抽風(fēng)量達到收塵效果。
便：就是集氣罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)便于操作，便于檢修。
通、近、順、封、便這五個方面是一個整體，不可分割，但也常常發(fā)生矛盾，尤其是近、順、封與便更是常發(fā)生矛盾。當集氣罩和廢氣源設(shè)置太近時，操作往往不方便。所以，設(shè)計過程也是正確處理這些矛盾的過程。
本篇主要講述VOCs廢氣集氣罩的風(fēng)量設(shè)計。

密閉罩及通風(fēng)柜的風(fēng)量按式(1)計算。
?? = ?? × ?? × ??× 3600  （1）
式中：
??——密閉罩及通風(fēng)柜的計算風(fēng)量，m3/h；
??——操作口平均風(fēng)速，m/s?？扇?.4~0.6，根據(jù)內(nèi)部有害物質(zhì)的危險性調(diào)節(jié)；越危險風(fēng)速越高；
??——操作口面積，m2；
??——安全系數(shù)，一般取1.05~1.1。
外部吸罩風(fēng)量計算
外部吸罩一般分為：頂吸罩、側(cè)吸罩、底吸罩。外部吸罩的控制點為距離距罩口最遠處的散逸點，控制點風(fēng)速取0.3~0.5m/s。

頂吸罩宜與有害物散發(fā)源形狀相似，并完全覆蓋散發(fā)源。頂吸罩應(yīng)設(shè)裙邊，當邊長較長時，可分段設(shè)置。頂吸罩的風(fēng)量按式(2)計算。
??1  = ??0 × ?? × 3600          （2）
式中：
L1 ——頂吸罩的計算風(fēng)量，m3/h；
??0 ——罩口平均風(fēng)速，m/s。可取0.5~1.25，應(yīng)根據(jù)控制點風(fēng)速調(diào)節(jié)；

F——罩口面積，m2；裙邊高度c=0.25√F。
矩形頂吸罩 ?? = ?? ×  ??
圓形頂吸罩 F=πD2/4
??、??——矩形頂吸罩兩邊，m；
??、??——有害物散發(fā)矩形平面兩邊，m；
??——圓形頂吸罩直徑，m；
??——有害物散發(fā)圓形平面直徑，m；
?? = ?? + 0.4 × ?
?? = ?? + 0.4 × ?
?? = ?? + 0.4 × ?
?——罩口與有害物面的高度，m。

整體收集風(fēng)量計算

整體排風(fēng)宜與事故通風(fēng)系統(tǒng)兼用，換氣次數(shù)不宜小于12次/h。
整體收集時，應(yīng)考慮以下情況：
1）有人員在密閉空間作業(yè)時，廢氣收集系統(tǒng)風(fēng)量，應(yīng)同時滿足員工職業(yè)衛(wèi)生接觸限值和斷面風(fēng)速的要求，按照式4、式5同時計算，并取最大值。
2）無人員在密閉空間作業(yè)時，僅需要滿足斷面風(fēng)速的要求，按照式5計算。
3）如整體收集計算得到的風(fēng)量，造成進風(fēng)面風(fēng)速超過0.6m/s或外窗外門風(fēng)速超過1.5m/s，密閉空間內(nèi)應(yīng)設(shè)補風(fēng)系統(tǒng)。宜考慮作業(yè)人員的崗位送風(fēng)，并滿足GBZ1的相關(guān)要求。
按照VOCs主要成分濃度計算的風(fēng)量，總風(fēng)量為各成分計算風(fēng)量之和，各成分的計算風(fēng)量按式3計算，總風(fēng)量按式4計算。

式中：
L0——總風(fēng)量，m3/h；

L2——各成分的計算風(fēng)量，m3/h；
G——密閉空間內(nèi)該成分的散發(fā)量，mg/h；
C1——密閉空間內(nèi)部該成分的作業(yè)接觸限值，mg/m3。取值應(yīng)符合GBZ 2.1的規(guī)定；
C2——進風(fēng)、補風(fēng)的該成分的濃度，mg/m3。

按照密閉空間開口斷面的計算風(fēng)量，進風(fēng)面包括員工進出口、物料進出口、補風(fēng)口等，按式(5)計算。
??3  = ?? × ?? × 3600  （5）
式中：
L3——按照密閉空間開口斷面的計算風(fēng)量，m3/h；
v——控制風(fēng)速，m/s，采用車間整體密閉，開啟的外門、外窗取1.2~1.5m/s；其他進風(fēng)面，取0.4~0.6m/s；
F——進風(fēng)面的面積，m2。