設計原理

集氣罩的形式，根據產生廢氣源的設備、工作環境的要求不同，可以是多種多樣的，但無論是哪種形式的集氣罩在設計時都應該遵循“通、近、順、封、便”的原則。
通：就是廢氣能暢通地被吸走。通常物料從高處落地時，會向四面散發，此時，廢氣的散發速度稱為飛揚速度。物料落點處的廢氣飛揚速度最大。隨著廢氣散發距離的增加，達到一定距離后，其散發速度為零。當廢氣散發速度較大時，不容易被捕集。而散發速度達到零時，廢氣被捕集就容易得多了。速度達到零點的那一點稱為控制點，控制點到集氣罩口的距離為x，廢氣源至集氣罩口的距離為D，如下圖所示。

在實際工作中，為有效捕集廢氣，應根據廢氣源周圍空氣運動的速度、廢氣的有害程度，使集氣罩在該處造成一個吸收速度(稱為控制風速)。要在廢氣源點造成一定的控制風速，必須有相應的罩口風速(罩口面風速)。對一定形式的集氣罩，風量愈大，罩口風速愈大，控制風速也愈大，廢氣就容易被捕集。
近：就是集氣罩要盡量靠近廢氣源。
順：在生產中，必須在順著廢氣飛濺的方向設置罩口正面對著含塵氣流的集氣罩，使集氣罩充分利用含塵氣流的動能，以提高捕集效果。
封：就是在不影響操作和生產的前提下，集氣罩應盡可能將廢氣源包圍起來。這樣有利于用較少的抽風量達到收塵效果。
便：就是集氣罩的結構設計應便于操作，便于檢修。
通、近、順、封、便這五個方面是一個整體，不可分割，但也常常發生矛盾，尤其是近、順、封與便更是常發生矛盾。當集氣罩和廢氣源設置太近時，操作往往不方便。所以，設計過程也是正確處理這些矛盾的過程。
本篇主要講述VOCs廢氣集氣罩的風量設計。

密閉罩及通風柜的風量按式(1)計算。
?? = ?? × ?? × ??× 3600  （1）
式中：
??——密閉罩及通風柜的計算風量，m3/h；
??——操作口平均風速，m/s。可取0.4~0.6，根據內部有害物質的危險性調節；越危險風速越高；
??——操作口面積，m2；
??——安全系數，一般取1.05~1.1。
外部吸罩風量計算
外部吸罩一般分為：頂吸罩、側吸罩、底吸罩。外部吸罩的控制點為距離距罩口最遠處的散逸點，控制點風速取0.3~0.5m/s。

頂吸罩宜與有害物散發源形狀相似，并完全覆蓋散發源。頂吸罩應設裙邊，當邊長較長時，可分段設置。頂吸罩的風量按式(2)計算。
??1  = ??0 × ?? × 3600          （2）
式中：
L1 ——頂吸罩的計算風量，m3/h；
??0 ——罩口平均風速，m/s。可取0.5~1.25，應根據控制點風速調節；

F——罩口面積，m2；裙邊高度c=0.25√F。
矩形頂吸罩 ?? = ?? ×  ??
圓形頂吸罩 F=πD2/4
??、??——矩形頂吸罩兩邊，m；
??、??——有害物散發矩形平面兩邊，m；
??——圓形頂吸罩直徑，m；
??——有害物散發圓形平面直徑，m；
?? = ?? + 0.4 × ?
?? = ?? + 0.4 × ?
?? = ?? + 0.4 × ?
?——罩口與有害物面的高度，m。

整體收集風量計算

整體排風宜與事故通風系統兼用，換氣次數不宜小于12次/h。
整體收集時，應考慮以下情況：
1）有人員在密閉空間作業時，廢氣收集系統風量，應同時滿足員工職業衛生接觸限值和斷面風速的要求，按照式4、式5同時計算，并取最大值。
2）無人員在密閉空間作業時，僅需要滿足斷面風速的要求，按照式5計算。
3）如整體收集計算得到的風量，造成進風面風速超過0.6m/s或外窗外門風速超過1.5m/s，密閉空間內應設補風系統。宜考慮作業人員的崗位送風，并滿足GBZ1的相關要求。
按照VOCs主要成分濃度計算的風量，總風量為各成分計算風量之和，各成分的計算風量按式3計算，總風量按式4計算。

式中：
L0——總風量，m3/h；

L2——各成分的計算風量，m3/h；
G——密閉空間內該成分的散發量，mg/h；
C1——密閉空間內部該成分的作業接觸限值，mg/m3。取值應符合GBZ 2.1的規定；
C2——進風、補風的該成分的濃度，mg/m3。

按照密閉空間開口斷面的計算風量，進風面包括員工進出口、物料進出口、補風口等，按式(5)計算。
??3  = ?? × ?? × 3600  （5）
式中：
L3——按照密閉空間開口斷面的計算風量，m3/h；
v——控制風速，m/s，采用車間整體密閉，開啟的外門、外窗取1.2~1.5m/s；其他進風面，取0.4~0.6m/s；
F——進風面的面積，m2。