通風(fēng)柜的工作原理并非簡單的“抽油煙”，而是基于流體力學(xué)和工程控制原理，精心設(shè)計的一套動態(tài)氣流控制系統(tǒng)。其核心可以概括為：通過定向的氣流控制，將有害污染物捕獲并排出，同時防止其擴(kuò)散到實驗室環(huán)境中。 這一過程主要依賴于以下三個關(guān)鍵要素：

 1. 定向氣流的產(chǎn)生（吸入作用）

a.通風(fēng)柜工作的動力來源于安裝在系統(tǒng)末端的排風(fēng)機(jī)（或稱離心風(fēng)機(jī)）。風(fēng)機(jī)啟動后，會持續(xù)不斷地將通風(fēng)柜腔室及排風(fēng)管道內(nèi)的空氣抽走，從而在柜內(nèi)形成負(fù)壓（即柜內(nèi)氣壓低于實驗室氣壓）。

b.根據(jù)空氣總是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)的原理，實驗室內(nèi)的空氣會通過通風(fēng)柜前部的操作開口被源源不斷地“吸入”柜內(nèi)。這種持續(xù)的、向內(nèi)的氣流是捕獲污染物的第一道關(guān)卡。操作人員在進(jìn)行實驗時，產(chǎn)生的有害物質(zhì)會立即被這股吸入的氣流裹挾，從而避免從其正面逸出。

2. 污染物的有效捕獲與 containment（約束）

僅僅有吸入氣流還不夠，關(guān)鍵是要確保氣流能有效覆蓋整個操作開口區(qū)域，并將污染物直接導(dǎo)向排風(fēng)口，而不是在柜內(nèi)盤旋或逸出。這主要通過以下設(shè)計實現(xiàn)：（1）面風(fēng)速（Face Velocity）：這是衡量氣流吸入速度的關(guān)鍵指標(biāo)，指空氣通過操作開口整個面的平均速度。通常，國際公認(rèn)的安全面風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)范圍是 0.3 m/s 到 0.5 m/s。

 a.速度過低：無法有效捕獲高揮發(fā)性或快速產(chǎn)生的污染物，可能導(dǎo)致逸散。

 b.速度過高：會在開口處產(chǎn)生湍流（Turbulence），可能將柜內(nèi)的污染物卷吸出來，同時也造成能源的極大浪費。

（2）導(dǎo)流板（Baffles）：位于通風(fēng)柜內(nèi)部后壁的可調(diào)節(jié)隔板。它們并非簡單的實心板，其巧妙的設(shè)計可以調(diào)節(jié)氣流在柜內(nèi)上下部分的分配，確保即使在操作開口不同高度（如全開、半開）時，也能形成均勻的氣流分布，消除死角，使污染物被高效地推向排風(fēng)口。

（3）光滑的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)：通風(fēng)柜內(nèi)部通常設(shè)計為無阻礙、圓滑的流線型結(jié)構(gòu)，目的是減少空氣流動的阻力，避免產(chǎn)生渦流，讓氣流能平穩(wěn)地將污染物帶離。

 3. 污染物的安全排放與處理

被捕獲的污染物隨氣流通過排風(fēng)管道，最終被風(fēng)機(jī)排出建筑物。根據(jù)污染物的性質(zhì)，排放系統(tǒng)分為兩類：

（1）管道式排放（Ducted）：這是最常見的形式。污染物通過管道系統(tǒng)被送到建筑物的屋頂或指定排放點，經(jīng)過高空稀釋擴(kuò)散或經(jīng)過凈化處理（如使用洗滌塔、過濾器）后再排入大氣。這種方式能徹底將污染物移出建筑。

（2） 無管道式排放（Ductless）：主要依靠內(nèi)置的高效過濾器（如活性炭過濾器、HEPA過濾器）來吸附或過濾特定化學(xué)品，然后將凈化后的空氣循環(huán)回實驗室。這種方式靈活性高，但適用范圍有限，需根據(jù)特定化學(xué)品配置特定過濾器，且需定期更換，否則有失效風(fēng)險。

4. 通風(fēng)柜的附加安全設(shè)計

現(xiàn)代通風(fēng)柜還集成了多項增強(qiáng)安全的功能：

（1）視窗（Sash）：不僅是透明的觀察窗，更是一道重要的物理屏障。除保護(hù)使用者外，調(diào)節(jié)視窗高度還能改變開口大小，從而維持合適的面風(fēng)速。“工作時視窗盡可能拉低”是最重要的安全準(zhǔn)則之一。

（2）空氣擾流板（Air Foil）：位于操作開口的上下邊緣，通常為流線型設(shè)計。它能引導(dǎo)氣流平穩(wěn)地進(jìn)入通風(fēng)柜，減少在開口邊緣產(chǎn)生的渦流，防止污染物逸出。

（3）報警系統(tǒng)：監(jiān)控面風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速低于或高于安全閾值時，會發(fā)出聲光警報，提示用戶存在風(fēng)險。

 總結(jié)

總而言之，通風(fēng)柜的工作原理是一個協(xié)同工作的系統(tǒng)工程：排風(fēng)機(jī)創(chuàng)造負(fù)壓和定向氣流；精心設(shè)計的柜體結(jié)構(gòu)（導(dǎo)流板、擾流板） 確保氣流均勻穩(wěn)定，高效捕獲污染物；合適的面風(fēng)速是平衡安全與效率的關(guān)鍵；最后通過排放系統(tǒng)將污染物安全處理。正是這些要素的精密配合，才使得通風(fēng)柜成為守護(hù)實驗室人員健康與安全的“隱形盾牌”。正確使用并定期維護(hù)通風(fēng)柜，是發(fā)揮其最大防護(hù)效能的根本前提。