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高大空间变动尘源气流组织模拟

叶晓江  
【摘要】: 根据国家行业标准(JBJ10-96)规定,具有变动尘源的厂房要采用全面通风进行通 风除尘。但是,对于有变动尘源的高大厂房而言,采用全面通风不但运行费用高、耗能大, 而且不能满足环保节能的要求。空调设计在解决高大厂房空调节能问题时利用了分层空调 原理,本文首次提出采用类似方法,在厂房中部利用射流气流进行隔断,对厂房内的污染 物分层分区处理。 宝鸡桥梁厂钢结构车间喷丸打磨厂房是典型的高大厂房建筑,其工序是对桥梁钢型 结构件表面进行喷丸打磨、抛光除锈。在打磨过程中,会产生大量的粉尘,降低厂房内的 能见度,影响工人操作,严重危害周围人员健康和污染环境。本文以宝鸡桥梁厂钢结构车 间的喷丸打磨厂房为工程背景,探讨运用等温水平射流进行空间隔断,合理组织室内气流, 尝试解决具有高大空间、变动尘源特点的高大厂房通风除尘问题。 本文采用标准湍流K~ε模型,应用交错网格和有限容积法离散方程求解。使用 PHOENICS软件,对多种工况下高大厂房大空间分层气流组织进行三维紊流模拟。主要 研究了高大厂房内的水平隔断气流,分析送风喷口类型、送排风口位置、障碍物高度、地 面干扰气流等因素对隔断气流的影响。在经济性和实用性上得到最优化的结果,为大空间 变动尘源复杂气流的优化组织研究提供了参考。另外,对通风除尘气流组织评价,首次创 造性地提出了粉尘年龄的概念,以期能更好地评价模拟结果,并为通风除尘领域提出了一 个新的评价指标。


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