5.1 排气罩口气体流动规律
外部吸气罩是通过罩口的抽吸作用在距离吸气口最远的有害物散发点（即控制点）上造成适当的空气流动，从而把有害物吸入罩内。控制点的空气运动速度为控制风速（也称吸入速度）。罩口要控制扩散的有害物，需要造成必需的控制风速Vx，为此要研究罩口风量L、罩口至控制点的距离X与控制风速Vx之间的变化规律。
5.1.1 点汇吸气口
根据流体力学，位于自由空间的点汇吸气口（图5.12）的排风量为：
式中：v1，v2——点1和点2的空气流速，m/s；
r1，r2——点1和点2至吸气口的距离，m。
图5.12 点汇吸气口
吸气口在平壁上，吸气气流受到限制，吸气范围仅半个球面，它的排风量为：
由公式（5-5）可以看出，吸气口处某一点的空气流速与该点至吸气口距离的平方成反比，而且它是随吸气口吸气范围的减小而增大的，因此设计时罩口应尽量靠近有害物源，并设法减小其吸气范围。
5.1.2 圆形或矩形吸气口
工程上应用的吸气口都有一定的几何形状、一定的尺寸，它们的吸气口外气流运动规律和点汇吸气口有所不同。目前还很难从理论上准确解释出各种吸气口的流速分布，一般借助实验测的各种吸气口的流速分布图，而后借助此图推出所需排风量的计算公式。图5.13和图5.14就是通过实验求得四周无法兰边和四周有法兰边的圆形吸气口的速度分布图。两图的实验结果可用式（5-7）和式（5-8）表示。
图5.13 四周无边圆形吸气口的速度分布图
图5.14 四周有边圆形吸气口的速度分布图
对于无边的圆形或矩形（宽长比不小于1∶3）吸气口有：
对于有边的圆形或矩形（宽长比不小于1∶3）吸气口有：
式中：v0——吸气口的平均流速，m/s；
vx——控制点的吸入速度，m/s；
x——控制点至吸气口的距离，m；
F——吸气口面积，m2。
式（5-7）和式（5-8）仅适用于≤1.5的场合，当＞1.5时，实际的速度衰减要比计算值大。
5.2.1 控制风速的确定
控制风速值与工艺过程和室内气流运动情况有关，一般通过实例求得。若缺乏现场实测的数据，设计时可参考表5.4和表5.5确定。
表5.4 控制点的控制风速
表5.5 控制风速范围
5.2.2 排风量的确定
（1）圆形或矩形的吸气口
圆形无边：
四周有边：
（2）工作台侧吸罩
四周无边：
四周有边：
式中：F——实际排风罩的罩口面积，m2。
公式（5-11）和式（5-12）适用于X＜2.4的场合。
（3）宽长比（b/1）＜1/3的条缝形吸气口，其排风量按下式计算
自由悬挂无法兰边时：
自由悬挂有法兰边或无法兰边设在工作台上时：
有法兰边设在工作台上时：
式中：L——条缝口长度，m。
5.3 前面有障碍排风罩风量计算
排风罩如果设在工艺设备上方，由于设备的限制，气流只能从侧面流入罩内。上吸式排风罩的尺寸及安装位置按图5.15确定。为了避免横向气流的影响，要求H尽可能小于或等于0.3（罩口长边尺寸）。
图5.15 冷过程的上吸气式排风罩
前面有障碍的罩口尺寸可按下列确定：
式中：A，B——罩口长、短边尺寸，m/s；
A1，B2——污染源长、短边尺寸，m；
H——罩口距污染源的距离，m。
其排风量可按下式计算：
式中：P——排风罩口敞开面的周长，m；
vx——边缘控制点的控制风速，m/s；
K——安全系数，通常K = 1.4。
以上确定外部吸气罩排风量的计算方法称为控制风速法。这种方法仅适用于冷过程。(www.xing528.com)
【例5.1】 有一浸漆槽槽面尺寸为0.5×0.8 m。为排除有机溶剂蒸气，在其上方设排风罩，罩口至槽口面H = 0.4 m，罩的一个长边设有固定挡板，计算排风罩排风量。
解：根据表4.4、4.5取vx = 0.25 m/s，则罩口尺寸
长边 A = 0.8 + 0.8×0.4 = 1.12 m
短边 B = 0.5 + 0.8×0.4 = 0.82 m
罩口敞开面周长 P=1.12+0.82×2=2.76 m
根据公式（5-18）有
5.4 条缝式槽边排风罩风量计算
条缝式槽边，专门用于各种工艺槽，如电镀槽、酸洗槽等。它是为了不影响工人操作而在槽边上设置的条缝形吸气口。常用的槽边排风罩的形式有：平口式、条缝式。平口式槽边排风罩因吸气口上不设法兰边，吸气范围大。但是当槽靠墙布置时，如同设置了法兰边一样，吸气范围由3减少为/2，见图5.16，减少吸气范围排风量会相应减少。
图5.16 槽的布置形式
槽边B≤700 mm需用单侧排风，B ＞ 700 mm 时采用双侧，B ＞ 1 200 mm 时宜采用吹吸式排风罩。条缝式槽边排风罩的布置除单侧和双侧可按图5.17的形式布置，它们称为周边式槽边排风罩。
图5.17 周边型槽边排风罩
条缝式槽边排风罩的特点是截面高度E较大，E≥250 mm 的称为高截面，E ＜ 250 mm的称为低截面。增大截面高度如同设置了法兰边一样，可以减少吸气范围。因此，它的排风量小，它的缺点是站用空间大，对于手工操作有一定影响。
条缝式槽边排风罩的条缝口有等高条缝，如图5.18（a）所示和楔形条缝，如图5.18（b）所示两种。
式中：L——排风罩排风量，m3/h；
l——条缝口长度，m；
v0——条缝口的吸入速度，m/s，v0= 7～10 m/s，排风量大时可适当提高。
图5.18 条缝口
采用等高条缝，条缝口上速度上速度分布不易均匀，末端风速小，靠近风机的一端风速大。条缝口的速度分布与条缝口面积 f与罩子断面面积F1之比（f / F1 ）有关，f / F1越小，速度分布缺均匀。f / F1≤0.3时，为了均匀排风可以采用楔形条缝，楔形条缝的高度可按表5.6确定。如槽长大于1 500 mm 时可沿槽长度方向分设两个或三个排风罩，如图5.19所示，对分开后的排风罩来说一般f / F1≤0.3，这样仍可采用等高条缝。条缝高度不宜超过50 mm。
表5.6 楔形条缝口的确定
图5.19 多风口布置
条缝式槽边排风罩的排风量可按下列公式计算。
（1）高截面单侧排风
（2）低截面单侧排风
（3）高截面双侧排风
（4）低截面双侧排风（总风量）
（5）高截面周边型排风
（6）低截面周边型排风
式中：A——槽长，m；
B——槽宽，m；
D——圆槽直径，m。
vx——边缘控制点的控制风速，m/s。可按表5.4，5.5确定。
条缝式槽边排风罩的局部阻力用下式计算：
式中：ξ——局部阻力系数，ξ = 2.34；
v0——条缝口上空气流速，m/s；
ρ——周边空气密度，kg/m3。
平口式槽边吸气罩的排风量可根据相应的条缝式低截面槽边吸气的排风量乘以修正系数K，单侧吸气K为1.15，双侧吸气K为1.20。
【例5.2】 长1 m，宽 0.8 m 的酸性镀铜槽，槽内溶液温度等于室温。控制风速 vx= 0.3 m/s。设计该槽上的槽边排风罩。
解：因 B＞700 mm，采用双侧。选用高截面E×F=250×250 mm（国家标准设计共有250×250、250×200、200×200 mm 三种断面尺寸）。
总排风量：
每一侧排风量：
取条缝口风速：
（1）采用等高条缝
条缝口面积：
条缝口高度：
为保证条缝口速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根排气立管。
（2）若采用楔形条缝，查表5.6，得：
每侧设一个罩子，共设一个排气管。
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