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排 烟 系 统

 

排烟系统是无烟烧烤的心脏,如果排烟不畅(多数)会造成室内余烟大,客人用餐之后,身上会有串(烤肉)味,更有甚之根本烟排不出去。还有一种就是风量太大,炉子的木炭几分钟就燃烧完,造成成本加大,最主要的是排烟管道的大小,它的走向等因素会造成几个月或一年后,烟道堵塞、烟道油烟着火等严重危险后果。所以在开店前必须设计好烟道的流量、流速、走向等问题。

 

    本单位工程师从事排烟系统工作数十年,摸索了一套针对无烟烤串、自助烤串、无烟烤肉一系列的排烟方式,与进风系统装置,可用于串店、烤肉店、火锅店等场所。现概述一下排烟(进风)系统的原理

一 、排风(进风)机理

     排风(进风)管口气流运动方式有两种: 一种是吸气口气流的吸入流动;一种是吹气口气流的吹出流动。排烟管道多数情况是吸气口吸入气流。

1、  吸入口气流:一个敞开的管口是最简单的吸气口,当吸气口吸气时,在吸气口附近形成负压,周围空气从四面八方流向吸气口,形成吸入气流会汇流,当吸气口面积较小时,可视为点汇,形成以吸气口为中心的径向线,和以吸气口为球心的等速球面。如图1-2a)所示。

由于通过每个等速面的吸气量相等,假定点汇的吸气量为Q,等速面的半径分别为r1r2,相应的气流速度为u1u2,则有  Q=4πr1u1 =  4πr1u2   式中Q为气体流量,m3/s; r1u2为球面1和球面2上的气流速度,m/sr1r2为球面12的半径,m

u1/u2=r2 / r12

由式(1-2)可见,点汇外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成反比。因此设计排烟管道时,应尽量减少管道口到污染源的距离,以提高捕集的效率。

若在吸气口的四周加上挡板,如图1-2(b)所示,吸气范围减少一半,其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为   Q=2πr1u1 =  2πr1u2

式中符号同前。

比较式(1-1)和式(1-3)可以看出,在同样距离上造成同样的吸气速度时,吸气口不设挡板的吸气量比加挡板是大1倍。因此在设计外部集气罩时,应尽量减少吸气范围,以便增强控制效果。

实际上,吸气口有一定的大小,气体流动也有阻力。形成吸气区气体流动等速面不是球面而是椭球面。根据试验数据,绘制了吸气区内气流流线和速度分布,直观的表示了吸气速度和相对距离的关系,如图1-3~图1-5所示。图1-3、图1-4中横坐标是x/d  x为某点距吸气口的距离,d为吸气口直径),等速面的速度值是以吸气口流速u0的百分数表示的。图1-5绘出了侧边比为1:2的矩形吸气口吸入气流的等速线,途中数值表示中心轴离吸气口的距离以及在该点气流速度与吸气口流速u0百分比。

根据试验结果,吸气口气流速度分布具有以下特点。

(1)       在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行,随离吸气口距离x的增大,逐渐变成椭圆面,而在1倍吸气口直径d处以接近为球面。因此,当x/d>1时可近似当坐点汇,吸气量Q可按式(1-1)、式(1-2)计算。

                   x/d=1时,该点气流速度已大约降至吸气口流速的7.5%。如图1-3所示,当x/d<1时,根据气流衰减公式计算。

(2)       对于结构一定的吸气口。不论吸气口风速大小如何,其等速面形状大致相同。而吸气口结构形式不同,其气流衰减规律则不同。

2、  吹出气流运动规律

空气从孔吹出,在空间形成一股气流称为吹出气流或射流,据空间界壁对射流的约束条件,射流可分为自由射流(吹向无限空间)和受限制射流(吹向有限空间);按射流内部温度的变化情况可分为等温射流和非等温射流;在设计热设备上方集气吸尘罩和吹吸式急气吸尘罩时,均要应用空气射流的基本理论。

等温园射流是自由射流中的常见流型。其结构如图1-6所示,圆锥的顶点称为极点,圆锥的半顶角a称为射流的扩散角,射流内的轴线速度保持不变并等于吹出速度u0的一段,称为射流核心段(图1-6AOD椎体)。由吹气口至核心被冲散的这一段称为射流起始段。以起始段的端点O为顶点,吹气口为底边的椎体中,射流的基本性质(速度、温度、浓度等)均保持其原有特性。射流核心消失的断面BOE称为过渡面。过渡断面以后称为射流基本段,射流起始段是比较短的,在工程设计中实际意义不大。

点汇气流流动情况

四周无边圆形吸气口的速度分布

四周有边圆形吸气口的速度分布

气口的速度公布

等温圆射流结构示意

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