新型涡旋排风罩捕集污染物的数值研究

王宏宇 曹智翔、2* 王怡、2

1 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院

2 西部绿色建筑国家重点实验室

0 引言

局部排风罩是局部通风系统用以捕集室内局部释放污染物、维护室内环境的重要末端装置。传统的局部排风罩的排风过程类似于“点汇”，排风速度随着与排风罩口距离的增加而快速衰减[1]。因此排风罩口应尽量设置在污染源附近。但在实际操作过程中经常存在生产和工艺的限制，导致排风罩口设置在与污染源有一定距离的位置，这时即使加大排风量也很难保证污染物的捕集效果，反而会导致通风能耗增大。同时，除吸入污染物之外，排风系统还同时从罩口四周吸入大量的洁净空气，因此盲目增大排风量会导致风机、管道、后处理装置规模的增大，大幅提高了初投资和运行费用。因此，有必要不断提高局部排风罩对污染物的捕集控制效果，实现局部排风系统的高效运行。

龙卷风、尘卷风等柱状空气涡旋具有控制距离长、卷吸能力强等特点，可以将地面附近的物体卷吸到高空中。因此如果能将柱状空气涡旋原理应用到局部排风系统中，可以很大程度地高局部排风系统对污染物的捕集效果。对这类柱状空气涡旋发生机理的研究表明[2-4]，其生成需要满足3 个条件：底部平面，下部角动量气流和上升气流。对于局部排风系统来说，所要控制的污染源平面作为底部平面，污染源上方排风罩的排风气流流场作为上升气流。……