郭海豐 張沛文

沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院（110168）

通風是控制工作場所污染物的最有效果的辦法。通過有效的通風，有害氣體、灰塵或蒸汽的濃度可以不超過被允許的最大濃度。我們的方案目的是在低能耗的情況下提高捕獲效率，達到更好的控制效果。

常規(guī)的排風罩[1]只控制吸入氣流。封閉的排風罩與半封閉的排風罩都限制工藝流程，排氣效率很低。長距離排氣要增大排氣量，相應的設備投資和能耗也要增加，而根據工藝流程的要求，短距離排氣是無法完成的。為了提高吸氣流動的控制能力，已有學者對帶法蘭的引擎蓋進行了研究[2]，但效果并不理想。因此，人們會想起將射流與吸氣流相結合，形成一種新的控制氣流，可以有效地將空氣污染物轉移到操作者的呼吸區(qū)域，并在一定距離內控制污染物的擴散。因此，隨著不同的氣流控制，需要一些新的排風罩，如旋風幕排風罩[3-5]、吹吸式排風罩[6-7]和 Aaberg 排風罩[8]。

旋風幕排風罩：采用人工旋風排風及除塵。人造龍卷風在空中形成連續(xù)的旋轉氣流。該排風罩具有可在遠距離收集粉塵和有害氣體的優(yōu)點，并有很強的抗橫向氣流干擾能力。缺點是結構復雜，送風柱的出現(xiàn)對工藝的操作存在限制。

吹吸式排風罩：吹吸式排風罩的外部氣流是在吹吸作用下形成的，氣流方向相同。吹入空氣輸送能力強，衰減速度慢，隔離能力強，而吸入空氣恰恰相反。該排風罩具有遠距離控制污染氣體、排放少、能耗低的特點。

Aaberg排風罩：在吸入口增加一個噴嘴。將射流與吸氣流結合，形成射流作用下的吸氣流。這種氣流控制方法是由丹麥制造商c·p·Aaberg[8]首先提出的。在這種新型的可控氣流中，射流的作用與吹吸式排風罩不同。射流垂直于吸氣流，甚至作用于吸氣流的相反方向。整個控制氣流以吸氣流為主。一方面射流起到屏蔽作用，使吸氣流控制在一定的空間內；另一方面，射流的夾帶作用在吸氣區(qū)產生射流誘導流動，并與吸嘴處的吸氣流結合形成Aaberg氣流。我們研究的排風罩是一種新型的，它改變了Aaberg排風罩的射流方向，改為由上到下。射流與吸氣流的結合形成了風幕，也可以防止污染物向外擴散。

文章主要研究了橫向氣流、條縫寬度和從吸塵口到污染源的距離對吸塵流速度場和上吹上吸排風罩捕集效率的影響。研究內容包括以下部分：射流作用下橫向氣流對吸氣流動影響的數(shù)值模擬研究；射流作用下條縫寬度對吸氣流影響的數(shù)值模擬研究；吸氣風口到污染源的距離對射流作用下吸氣流動影響的數(shù)值模擬研究；對射流作用下橫向氣流、條縫寬度、吸入口到灶臺的距離對吸氣流動的影響進行了數(shù)值模擬研究。

這些新的排風罩克服了傳統(tǒng)排風罩的缺點，與傳統(tǒng)排風罩也具有相似的特性。但細分析，吹吸式排風罩具有相對豐富的國內外研究成果和實際應用，但也存在一些不足，空氣與吹吸氣流復合很容易被摧毀，不能達到理想的控制效果。Aaberg排風罩具有獨特的特點，加強了吸氣流與徑向射流，雖然抽吸能力有一定程度的提高，但需要較大的供氣量，控制能力不理想。當粉塵逸出速度或有害氣體懸浮速度較大時，吸力效率會大大降低。國內外對二維條縫Aaberg型排風罩有充分的研究，理論和試驗都揭示了二維條縫型Aaberg排風罩的氣流規(guī)律，可以準確地描述氣流。國外提出了一種實用的三維槽型Aaberg排風罩的設計方法，與二維條縫型Aaberg型排風罩相比，上吹上吸式排風罩的研究較少。上吹上吸式排風罩結合了吹吸式吸風罩和Aaberg排風罩的優(yōu)點，克服了它們的缺點。上吹上吸式排風罩氣流控制的理論和試驗研究仍處于初級階段，其設計和運行條件也處于積累階段。需要更準確地描述它并有效地應用它。

在設備設計、環(huán)境保護、自然資源的使用中，舒適和節(jié)能稱為基本主題，減少能源負載，成為未來建筑設計的方向。如何應用新技術，提高設計水平成為建筑、暖通空調專業(yè)人員所面臨的一個重要問題。目前，對于我國眾多開放型企業(yè)來說，為了適應日益激烈的市場競爭，有必要將新技術和設備引入到企業(yè)的生產改造中，以降低能耗，提高產品的科技含量。在除塵通風部分，有必要對原有的傳統(tǒng)局部排風罩進行改造。引進和利用根據Aaberg效果原理設計的新型上吹上吸式排風罩無疑是理想的選擇。

近年來，隨著我國經濟和綜合實力的快速提高，人們的生活水平有了明顯的提高，更加重視生活質量和室內空氣質量。廚房環(huán)境已經成為一個非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響著廚房內操作者的健康?，F(xiàn)代廚房在整體通風的同時更應加強局部通風的措施。廚房的局部通風在污染源(近廚房口)中盡量控制油煙等有害氣體的擴散，直接將其及時封閉消除。

因此，有必要加快對新型上吹上吸排風罩的研究，盡快將其應用于實際。研究環(huán)境因素對上吹上吸式排風罩吹吸流量的影響具有科學價值，研究結果可為今后奠定基礎，具有廣闊的應用前景。