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實(shí)驗(yàn)室專用通風(fēng)柜的工作原理
發(fā)布日期:2022/8/30 18:31:51
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中不可缺少的一個(gè)組成部分。為了使實(shí)驗(yàn)室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)體、實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)有良好的通風(fēng)。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒(煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體)的吸收,污染物質(zhì)須用通風(fēng)柜、通風(fēng)罩或局部通風(fēng)的方法除去。通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備,種類繁多,由于其結(jié)構(gòu)不同,使用的條件不同,其排風(fēng)效果也不相同。通風(fēng)柜的性能好壞,主要取決于通過(guò)通風(fēng)柜空氣移動(dòng)的速度。
通風(fēng)柜的功能中最主要的是排氣功能,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì),為了保護(hù)使用者的安全,防止實(shí)驗(yàn)中的污染物質(zhì)向?qū)嶒?yàn)室擴(kuò)散,在污染源附近要使用通風(fēng)柜,以往通風(fēng)柜使用臺(tái)數(shù)較少,只在特別有害且危險(xiǎn)的氣體及產(chǎn)生大量熱的實(shí)驗(yàn)中使用。通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輔助功能??紤]到改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境,在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室都要求有空調(diào),因此在建筑的初步設(shè)計(jì)階段就要將通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)劃。由于通風(fēng)柜在生化實(shí)驗(yàn)室中占有非常重要的位置,從改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件,提高工作效率等方面考慮,通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)飛躍地增加。隨之而來(lái)的是通風(fēng)管道,配管、配線、排風(fēng)等都成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要課題。
可以理解為一個(gè)鐵柜和一臺(tái)風(fēng)機(jī)。進(jìn)入鐵柜的氣體被風(fēng)機(jī)排出并且安全的釋放到大氣中,以便接觸這些氣體的工作者和學(xué)生都可以得到保護(hù)。這樣,復(fù)雜的通風(fēng)柜操作就變的簡(jiǎn)單易懂了。
正如我們所知道的,許多突變的氣體容易分解,變?nèi)?,有毒的氣體需要處理以后才能放到大氣里,首先,要有合適的空氣推力,被稱作“氣體在通風(fēng)柜里朝某一方向移動(dòng)的速度”(簡(jiǎn)稱風(fēng)速).被認(rèn)為較合理的風(fēng)速一般為0.5米/秒。為了保持一定的風(fēng)速,空氣的數(shù)量或排氣管的容量是有要求的。
排氣管的容量是用每小時(shí)多少立方米來(lái)衡量的。風(fēng)速和排氣管的容量受到通風(fēng)柜類型,的實(shí)驗(yàn)室的擺放位置,以及房間氣體動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)的影響。
通風(fēng)柜玻璃視窗的位置也影響氣體風(fēng)速。對(duì)于通風(fēng)柜玻璃視窗而言,它是一個(gè)透明的位置,以阻隔氣體外溢,從而使通風(fēng)柜的使用者與危險(xiǎn)的化學(xué)劑和氣體隔離。
進(jìn)入通風(fēng)柜的空氣的流通模式受到空氣導(dǎo)流裝置的影響。置于通風(fēng)柜玻璃視窗之下,空氣的導(dǎo)流裝置增強(qiáng)了進(jìn)入通風(fēng)柜的空氣流勢(shì),從而提高了通風(fēng)柜的工作效率。
使用通風(fēng)柜的最大目的是排出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害氣體,保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員的健康,也就是說(shuō)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,使其稀釋后排除室外的機(jī)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(jī)產(chǎn)生的氣流將有害氣 體從通風(fēng)柜內(nèi)部不反向流進(jìn)室內(nèi)的功能。為確保這一功能的實(shí)現(xiàn),一臺(tái)通風(fēng)柜與一臺(tái)通風(fēng)機(jī)用單一管道連接是最好的方法,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(jī)盡可能安裝在管道的末端(或?qū)禹斕?。
(3) 隔離功能:在通風(fēng)柜前面應(yīng)俱用不滑動(dòng)的玻璃視窗將通風(fēng)柜內(nèi)外進(jìn)行分隔。
(4) 補(bǔ)充功能:應(yīng)具有在排出有害氣體時(shí),從通風(fēng)柜外吸入空氣的通道或替代裝置。
(5) 控制風(fēng)速功能:為防止通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體逸出,需要有一定的吸入速度。決定通風(fēng)柜進(jìn)風(fēng)的吸入速度的要素有:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關(guān)系。其中主要的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和有害物的性質(zhì)。通常規(guī)定,一般無(wú)毒的污染物為0.25―0.38m/s ,有毒或有危險(xiǎn)的有害物為0.4―0.5 m/s ,劇毒或有少量放射性為0.5―0.6m/s ,氣狀物為0.5m/s ,粒狀物為1m/s 。為了確保這樣的風(fēng)速,排風(fēng)機(jī)應(yīng)有必要的靜壓,即空氣通過(guò)通風(fēng)管道時(shí)的摩擦阻力。確定風(fēng)速時(shí)還必須注意噪音問(wèn)題,通過(guò)空氣在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)以7―10m為限,超過(guò)10m將產(chǎn)生噪音,通常實(shí)驗(yàn)室的(室內(nèi)背景噪聲級(jí))噪聲限制值為70dBA,增加管道裁面積會(huì)降低風(fēng)速,也就降低噪音,考慮到管道的經(jīng)費(fèi)和施工問(wèn)題,必須慎重選擇管道及排風(fēng)機(jī)的功率。

(6) 耐熱及耐酸堿腐蝕功能:通風(fēng)柜內(nèi)有的要安置電爐,有的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生大量酸堿等有毒有害氣體具有極強(qiáng)的腐蝕性。通風(fēng)柜的臺(tái)面,襯板、側(cè)板及選用的水咀、氣咀等都應(yīng)具有防腐功能。在半導(dǎo)體行業(yè)或腐蝕性實(shí)驗(yàn)中使用硫酸、硝酸、氫氟酸等強(qiáng)酸的場(chǎng)合還要求通風(fēng)柜的整體材料必須防酸堿,須采用不銹鋼或PVC材料制造。

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