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汽车制造厂焊接车间置换通风气流组织优化数值研究

贾玲  
【摘要】: 近年来,汽车制造工业飞速发展,并已成为我国国民经济的支柱产业之一。铝合金在汽车制造中被广泛应用,其焊接技术是现代汽车制造工艺中最关键的环节之一。MIG焊是实现铝合金加工的一种重要方法,但其焊接过程伴随着大量铝合金焊接烟尘的产生,其主要成分为Al2O3,会对人体的健康产生严重危害。因此需要在铝合金焊接车间设置通风空调系统,对车间内烟尘的浓度加以控制,以改善焊工的劳动作业环境,提高生产效率。 现代汽车制造厂铝合金焊接车间跨度大、高度高,车间内焊点处热与污染同时发生,这些特点使得焊接车间很适合采用置换通风方式进行通风,这样一来,车间内下部活动区空气清新,上部非活动区空气污染较严重,存在着热力分层。 但是,置换通风空调房间的气流组织方案会对其通风效果产生很大的影响。在相同的设计参数下,不同的方案将会在室内形成不同的温度、速度、相对湿度及污染物浓度分布,而影响到通风空调系统的运行效果。合理的气流组织方案是有效控制铝合金焊接车间内焊接烟尘浓度、保证车间内部达到焊接生产工艺所要求的温度、湿度、气流速度的先决条件。 因此,本文针对某汽车制造厂铝合金焊接车间,结合车间内焊点的空间布局,确定了A、B两种置换通风气流组织方案。方案A为在焊接车间跨的一侧和跨中部的安全通道处各设置一排送风口,方案B则仅在焊接车间跨的一侧设置一排送风口,两种方案的回风口均设置在车间顶部。采用FLUENT软件对A、B两种方案在夏季工况下车间内的污染物浓度、气流速度、温度、压力场进行了数值模拟。结果分析表明,采用方案A车间内的通风气流组织效果优于方案B。接着,针对方案A,在送、回风口尺寸不变、送风温度及湿度参数不变的情况下,对不同通风换气次数下的通风效果进行了数值模拟,通过结果的比较分析,提出了方案A的最佳通风换气次数为2次/h。


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