實驗室通風(fēng)柜變風(fēng)量控制的技術(shù)分析

1、引言

? ?伴隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)化進程的發(fā)展，科學(xué)實驗必不可少，各個領(lǐng)域?qū)嶒炇医ㄔO(shè)已展開?？蒲性盒?、工礦企所、大專業(yè)都普遍要設(shè)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(chǎn)生，對試驗人員的健康造成了嚴(yán)重的損壞。

? ?通風(fēng)柜是實驗室中主要的安全設(shè)備，大部分實驗在通風(fēng)柜中完成，通風(fēng)柜是密閉罩的一種特殊形式，實驗設(shè)備通風(fēng)柜，產(chǎn)生有害物的操作進程完全在罩內(nèi)進行。通風(fēng)柜一般設(shè)有可開閉的操作孔和觀察孔，通過對通風(fēng)柜進行抽風(fēng)，使柜內(nèi)形成負(fù)壓，以防止通風(fēng)柜內(nèi)機械設(shè)備的擾動、化學(xué)反應(yīng)或熱源的熱壓，以及室內(nèi)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(jù)有害氣體密度與空氣密度大小的不同，通風(fēng)柜的形式有很多，不同的地方應(yīng)用不同形式的通風(fēng)柜。通風(fēng)柜主要形式包含：上部排風(fēng)的通風(fēng)柜，下部排風(fēng)的通風(fēng)柜，上下聯(lián)合排風(fēng)的通風(fēng)柜。同時，還有節(jié)能型的供氣式通風(fēng)柜。

? ?通風(fēng)柜的罩面風(fēng)速是衡量排風(fēng)柜性能的主要技術(shù)指標(biāo)，它是指排風(fēng)柜開口拉門處的平均入口風(fēng)速，通風(fēng)柜罩面風(fēng)速的選定準(zhǔn)則是：既要使有害氣體不能從柜內(nèi)逸出，同時也要避免在通風(fēng)柜內(nèi)產(chǎn)生紊流。

? ?過高的罩面風(fēng)速可導(dǎo)至排風(fēng)柜內(nèi)工作臺上方空間內(nèi)氣流紊亂，污染物可能在柜內(nèi)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(fēng)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(fēng)柜操作口罩面風(fēng)速一般取0.4~0.5m/s。通風(fēng)柜的排風(fēng)量根據(jù)公式（1）計算[1]：

? ?對于一般試驗室通風(fēng)柜，當(dāng)考慮房間內(nèi)的干擾氣流和通風(fēng)柜操作口上吸速度的不均勻性，開啟面積應(yīng)取操作口量大的開啟面積。

? ?由以上公式可以看出，對于傳統(tǒng)的沒有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通風(fēng)柜，當(dāng)操作門全開時，可以滿足0.4~0.5m/s的罩面風(fēng)速，實驗臺通風(fēng)柜廠家，當(dāng)操作門開啟一半或全關(guān)時，操作面罩面風(fēng)速將大于設(shè)計值，這將影響實驗操作和排風(fēng)的效果。

? ?根據(jù)某通風(fēng)柜的實際測試[2]，當(dāng)柜門完全開啟時，罩面風(fēng)速為0.47m/s，當(dāng)柜門開啟一半時，罩面風(fēng)速為0.86m/s。當(dāng)柜門接近全關(guān)時，其罩面風(fēng)速將更大，這將大大影響排風(fēng)及實驗效果。

? ?因此，實驗室專用通風(fēng)柜，如何有效地控制罩面風(fēng)速是對通風(fēng)柜有效排風(fēng)的保障。

通風(fēng)柜主要有哪些功能

通風(fēng)柜的功能中最主要的是排氣功能，在化學(xué)實驗室中，實驗操作時產(chǎn)生各種有害氣體和臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)，為了保護使用者的安全，防止實驗中的污染物質(zhì)向?qū)嶒炇覕U散，在污染源附近要使用通風(fēng)柜，以往通風(fēng)柜使用臺數(shù)較少，只在特別有害且危險的氣體及產(chǎn)生大量熱的實驗中使用。通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實驗臺的輔助功能?？紤]到改善實驗環(huán)境，在實驗臺上進行的實驗逐漸轉(zhuǎn)移到通風(fēng)柜內(nèi)，這就要求在通風(fēng)柜里要有最適于設(shè)備使用的功能。特別是大多新建的實驗室都要求有空調(diào)，因此在建筑的初步設(shè)計階段就要將通風(fēng)柜的使用臺數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計劃。由于通風(fēng)柜在生化實驗室中占有非常重要的位置，從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件，提高工作效率等方面考慮，通風(fēng)柜的使用臺數(shù)飛躍地增加。隨之而來的是通風(fēng)管道，配管、配線、排風(fēng)等都成為實驗室建設(shè)的重要課題。

? ? ? 使用通風(fēng)柜的主要目的是排出實驗中產(chǎn)生的有害氣體，保護實驗人員的健康，也就是說要有高度的安全性和優(yōu)越的操作性，這就要求通風(fēng)柜應(yīng)具有如下功能：

? ? ? （1） 釋放功能：應(yīng)具備將通風(fēng)柜內(nèi)部產(chǎn)生的有害氣體用吸收柜外氣體的方式，通風(fēng)柜，使其稀釋后排除室外的機構(gòu)。

? ? ? （2） 不倒流功能：應(yīng)具有在通風(fēng)柜內(nèi)部由排風(fēng)機產(chǎn)生的氣流將有害氣 體從通風(fēng)柜內(nèi)部不反向流進室內(nèi)的功能。為確保這一功能的實現(xiàn)，一臺通風(fēng)柜與一臺通風(fēng)機用單一管道連接是好的方法，不能用單一管道連接的，也只限于同層同一房間的可并連，通風(fēng)機盡可能安裝在管道的末端（或?qū)禹斕帲?/p>

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