设计原理

集气罩的形式，根据产生废气源的设备、工作环境的要求不同，可以是多种多样的，但无论是哪种形式的集气罩在设计时都应该遵循“通、近、顺、封、便”的原则。
通：就是废气能畅通地被吸走。通常物料从高处落地时，会向四面散发，此时，废气的散发速度称为飞扬速度。物料落点处的废气飞扬速度最大。随着废气散发距离的增加，达到一定距离后，其散发速度为零。当废气散发速度较大时，不容易被捕集。而散发速度达到零时，废气被捕集就容易得多了。速度达到零点的那一点称为控制点，控制点到集气罩口的距离为x，废气源至集气罩口的距离为D，如下图所示。

在实际工作中，为有效捕集废气，应根据废气源周围空气运动的速度、废气的有害程度，使集气罩在该处造成一个吸收速度(称为控制风速)。要在废气源点造成一定的控制风速，必须有相应的罩口风速(罩口面风速)。对一定形式的集气罩，风量愈大，罩口风速愈大，控制风速也愈大，废气就容易被捕集。
近：就是集气罩要尽量靠近废气源。
顺：在生产中，必须在顺着废气飞溅的方向设置罩口正面对着含尘气流的集气罩，使集气罩充分利用含尘气流的动能，以提高捕集效果。
封：就是在不影响操作和生产的前提下，集气罩应尽可能将废气源包围起来。这样有利于用较少的抽风量达到收尘效果。
便：就是集气罩的结构设计应便于操作，便于检修。
通、近、顺、封、便这五个方面是一个整体，不可分割，但也常常发生矛盾，尤其是近、顺、封与便更是常发生矛盾。当集气罩和废气源设置太近时，操作往往不方便。所以，设计过程也是正确处理这些矛盾的过程。
本篇主要讲述VOCs废气集气罩的风量设计。

密闭罩及通风柜的风量按式(1)计算。
𝐿 = 𝑣 × 𝐹 × 𝛽× 3600  （1）
式中：
𝐿——密闭罩及通风柜的计算风量，m3/h；
𝑣——操作口平均风速，m/s。可取0.4~0.6，根据内部有害物质的危险性调节；越危险风速越高；
𝐹——操作口面积，m2；
𝛽——安全系数，一般取1.05~1.1。
外部吸罩风量计算
外部吸罩一般分为：顶吸罩、侧吸罩、底吸罩。外部吸罩的控制点为距离距罩口最远处的散逸点，控制点风速取0.3~0.5m/s。

顶吸罩宜与有害物散发源形状相似，并完全覆盖散发源。顶吸罩应设裙边，当边长较长时，可分段设置。顶吸罩的风量按式(2)计算。
𝐿1  = 𝑣0 × 𝐹 × 3600          （2）
式中：
L1 ——顶吸罩的计算风量，m3/h；
𝑣0 ——罩口平均风速，m/s。可取0.5~1.25，应根据控制点风速调节；

F——罩口面积，m2；裙边高度c=0.25√F。
矩形顶吸罩 𝐹 = 𝐴 ×  𝐵
圆形顶吸罩 F=πD2/4
𝐴、𝐵——矩形顶吸罩两边，m；
𝑎、𝑏——有害物散发矩形平面两边，m；
𝐷——圆形顶吸罩直径，m；
𝑑——有害物散发圆形平面直径，m；
𝐴 = 𝑎 + 0.4 × ℎ
𝐵 = 𝑏 + 0.4 × ℎ
𝐷 = 𝑑 + 0.4 × ℎ
ℎ——罩口与有害物面的高度，m。

整体收集风量计算

整体排风宜与事故通风系统兼用，换气次数不宜小于12次/h。
整体收集时，应考虑以下情况：
1）有人员在密闭空间作业时，废气收集系统风量，应同时满足员工职业卫生接触限值和断面风速的要求，按照式4、式5同时计算，并取最大值。
2）无人员在密闭空间作业时，仅需要满足断面风速的要求，按照式5计算。
3）如整体收集计算得到的风量，造成进风面风速超过0.6m/s或外窗外门风速超过1.5m/s，密闭空间内应设补风系统。宜考虑作业人员的岗位送风，并满足GBZ1的相关要求。
按照VOCs主要成分浓度计算的风量，总风量为各成分计算风量之和，各成分的计算风量按式3计算，总风量按式4计算。

式中：
L0——总风量，m3/h；

L2——各成分的计算风量，m3/h；
G——密闭空间内该成分的散发量，mg/h；
C1——密闭空间内部该成分的作业接触限值，mg/m3。取值应符合GBZ 2.1的规定；
C2——进风、补风的该成分的浓度，mg/m3。

按照密闭空间开口断面的计算风量，进风面包括员工进出口、物料进出口、补风口等，按式(5)计算。
𝐿3  = 𝑣 × 𝐹 × 3600  （5）
式中：
L3——按照密闭空间开口断面的计算风量，m3/h；
v——控制风速，m/s，采用车间整体密闭，开启的外门、外窗取1.2~1.5m/s；其他进风面，取0.4~0.6m/s；
F——进风面的面积，m2。