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通風柜技術分析

通風柜是實驗室中主要的安全設備,為了控制有害物質的外溢和保證實驗正常進行,必須有效地控制罩面風速。在實驗過程中,隨著柜門的操作,通風柜開口面積發生變化,罩面風速變化較大,通風系統達不到設計要求,影響實驗和抽風效果。通過對通風系統中管路和風機性能分析,設計及采用控制系統對通風柜通風系統進行變風量控制,系統罩面風速基本穩定不變,該系統值得推廣應用。

    關鍵詞:實驗室;通風系統;變風量控制;通風柜

    中圖分類號:TP文獻標識碼:A

    1、引言

    伴隨著科學技術和工業化進程的發展,科學實驗必不可少,各個領域實驗室建設已全面展開??蒲性盒?、工礦企所、大專業都普遍要設置供試驗研究用的實驗室。

    實驗室在試驗過程中,伴隨著大量有害物如氣體、蒸氣、粉塵和懸浮顆粒等的產生,對試驗人員的健康造成了嚴重的損壞。

    通風柜是實驗室中主要的安全設備,大部分實驗在通風柜中完成,通風柜是密閉罩的一種特殊形式,產生有害物的操作進程完全在罩內進行。通風柜一般設有可開閉的操作孔和觀察孔,通過對通風柜進行抽風,使柜內形成負壓,以防止通風柜內機械設備的擾動、化學反應或熱源的熱壓,以及室內橫向氣流的干擾等原因引起有害物的逸出。

    2、問題的提出

    根據有害氣體密度與空氣密度大小的不同,通風柜的形式有很多,不同的地方應用不同形式的通風柜。通風柜主要形式包含:上部排風的通風柜,下部排風的通風柜,上下聯合排風的通風柜。同時,還有節能型的供氣式通風柜。

    通風柜的罩面風速是衡量排風柜性能的主要技術指標,它是指排風柜開口拉門處的平均入口風速,通風柜罩面風速的選定準則是:既要使有害氣體不能從柜內逸出,同時也要避免在通風柜內產生紊流。

    過高的罩面風速可導至排風柜內工作臺上方空間內氣流紊亂,污染物可能在柜內某個角落積聚,還有可能吹熄火焰,破壞正在進行的試驗,過低的罩面風速勢必造成污染物的逃逸,危害試驗人員的安全。

    對于有毒或有危險的有害物,其通風柜操作口罩面風速一般取0.4~0.5m/s。通風柜的排風量根據公式(1)計算[1]: 

    對于一般試驗室通風柜,當考慮房間內的干擾氣流和通風柜操作口上吸速度的不均勻性,開啟面積應取操作口量大的開啟面積。

    由以上公式可以看出,對于傳統的沒有調節系統的通風柜,當操作門全開時,可以滿足0.4~0.5m/s的罩面風速,當操作門開啟一半或全關時,操作面罩面風速將大于設計值,這將影響實驗操作和排風的效果。

    根據某通風柜的實際測試[2],當柜門完全開啟時,罩面風速為0.47m/s,當柜門開啟一半時,罩面風速為0.86m/s。當柜門接近全關時,其罩面風速將更大,這將大大影響排風及實驗效果。

    因此,如何有效地控制罩面風速是對通風柜有效排風的保障。

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