基于CFD仿真方法的大桥锚室除湿方案研究

锚室是悬索桥的重要构成部分,常位于地下或半地下空间,进入锚室内部的雨水与地下水蒸发到空气中,若锚室除湿风系统布置不善,将使局部空气相对湿度大于40%,加大锚室内部裸露主缆钢丝的锈蚀程度,直接缩短整座大桥的使用寿命。探究了锚室除湿风系统送风口送风角度的改变与锚室内部空气速度场及绝对湿度的关系。首先根据流场运动控制与输运方程描述了锚室内部空间空气与水蒸汽的运动与分布规律,分析了在风量不变的情况下锚室内部的流速场、绝对湿度场,通过不同送风角度的比对分析原方案的情况,对不足之处加以改进。其次,在获得最佳送风角度且不改变总风量的情况下,通过改变顶部与底部送风的风量分配,探究风量分配对锚室绝对湿度的影响。研究表明,当采用顶部与底部送风结合的方式,顶部送风方向与缆束轴线方向平行且顶部送风风量为600 m³/h,底部送风风量为1 800 m³/h时除湿效果佳。     

盾构隧道安全疏散通道加压送风计算分析

为防止盾构隧道行车道发生火灾时烟气侵入人员疏散通道,可通过在盾构隧道疏散通道内设置独立机械加压送风系统保证疏散通道内正压状态进行防烟,提高人员疏散安全性。分别利用风速法和压差法对某隧道工程疏散通道加压送风系统送风量进行试算,并采用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件对疏散前室送风、疏散通道单侧送风及疏散通道双侧送风3种加压送风方式进行模拟分析,对比不同加压送风方式下各疏散口风速、温度、能见度的情况。结果表明,通过风速法计算得到的加压送风量要大于压差法。采用前室加压送风会造成较强的气流扰动,导致疏散口附近风速及温度剧烈波动,部分烟气进入前室,不利于人员疏散。采用疏散通道加压送风时,疏散口处风速稳定。但采用单侧加压送风时,火源下游疏散口处会有部分烟气积聚,影响人员疏散。采用双侧加压送风时烟气积聚少,疏散口附近温度、能见度等安全指标均在临界范围内,防烟效果良好,可以保证人员疏散安全。因此,建议采用纵向疏散通道加压送风,送风量建议采用风速法计算,当采用纵向疏散通道双侧加压送风时,建议在风速法得出的送风量基础上增加10%作为安全值。     

地铁区间隧道竖井送风有效风量研究*

为得到地铁区间隧道竖井送风有效风量的无量纲计算模型,通过推导地铁区间隧道竖井送风有效风量的无量纲公式,并采用数值模拟方法明确竖井送风有效风量与火源功率、火源距离、阻塞比和竖井送风量之间的量化关系。结果表明:火源功率、火源距离与竖井送风有效风量之间不存在函数关系;阻塞比对竖井送风有效风量影响显著,随着阻塞比的增大,有效风量逐渐减小,单侧列车停靠时,无量纲有效风量Qe*与阻塞比β呈-1.08次方减小关系,两侧列车停靠时,无量纲有效风量Qe*与阻塞比β呈-0.22次方减小关系;有效风量随竖井送风风量的增大逐渐增大,且有效风量增大比例高于送风风量,单侧列车停靠时,无量纲有效风量与无量纲送风风量呈1.11次方增大关系,两侧列车停靠时,无量纲有效风量与无量纲送风风量呈1.07次方增大关系。     

超长距离盾构隧道疏散通道加压送风系统研究

为确保隧道火灾时人行疏散通道安全性,通过在人行疏散通道两端设置独立机械加压送风系统,使疏散通道保持正压状态,防止烟气侵入。利用风速法计算疏散通道加压送风量,利用FDS软件模拟计算单侧及双侧2种送风方式下隧道内烟气蔓延范围、疏散口及疏散通道气流速率分布情况。结果表明:对疏散通道加压送风时,应重点分析火源附近150 m范围内疏散口气流速率是否符合规范要求;当开启疏散口数量≤10时,采用单侧或双侧送风方式对疏散通道加压送风,疏散口稳定时气流速率均符合规范要求;采用双侧送风方式疏散口气流速率分布规律较优,确保加压送风系统适用性。     

基于正交分析的防烟缓冲区参数设置研究

为了研究典型长廊型高层建筑中走廊-前室缓冲区不同参数设置对烟气控制的影响,利用FDS软件建立长廊型高建筑火灾烟气运动模型。利用空气幕配合正压送风在前室门前形成防烟缓冲区,运用正交设计的方法分析流量比、空气幕射流速度以及空气幕射流角度对缓冲区防烟能力的影响,得出防烟缓冲区最佳模式为空气幕送风量与前室加压送风量之比为2∶1,空气幕射流速度为8 m/s,空气幕射流角度为30°。与传统正压送风防烟模式相比,防烟缓冲区最佳模式下,前室的平均CO浓度降低了99.99%,平均温度降低了98.47%,防烟缓冲最佳模式使前室加压送风量减少了1/3,楼梯间加压风量减少22.56%,节约了送竖井的地面积,减少了进入走廊和火场区的送风量,使排烟效率提高了8.76%。     

不同补风形式对某火车站中庭火灾安全的影响

通过数值模拟计算,对某火车站中庭火灾补风采用下送风和侧送风时的排烟效果进行了分析研究。研究结果表明,相同火源热释放速率的情况下,无论采用何种补风形式,均有"补风量越大,模拟区域能见度越高、平均温度越低"的规律。当补风量较小时,侧送风条件下模拟区域内的平均温度低于下送风条件下模拟区域内的平均温度;而补风量越大,侧送风和下送风条件下的平均温度趋于一致。另外,侧送风条件下的能见度高于下送风条件下的能见度。对于所选用的火车站模型,最佳补风量应为排烟量的90%。在进行建筑工程设计时,应合理采用火灾性能化设计确定合理的补风方式以及补风量。     

张皋过江通道工程主缆监测数据的试验探究

悬索桥的主缆是悬索桥的“生命线”,主缆的防腐事关悬索桥的运行安全与寿命。主缆防腐有主动防腐与被动防腐两种,目前主动防腐是主缆防腐的主要方法。主动防腐的原理就是利用外部制备的干燥空气（相对湿度<45%RH）送入主缆内将主缆内残留的水分清除,同时主缆内保留微正压,使外部潮湿空气与水分无法再进入主缆,为主缆内部控制湿度提供一种有效的方法。试验以张皋过江通道大桥工程为背景,模拟一个送风单元的气流状况,由于主缆内部是微孔流,目前对微孔流内部的气流组织无有效方法监测,通过设计新的试验方法,通过监测含湿量的方式,监测到气流在主缆内部流动状态。     

电除尘器喇叭口气流分布仿真分析

根据N-S方程建立电除尘器工作时喇叭口空腔内气体分布的简化模型,将求解的速度结果转化为标准偏差值.通过计算流体动力学(CFD)方法对除尘器运作时喇叭口断面的气流分布状态进行数值计算.结果表明,对安置双层分布板的电除尘器模型,在不同喇叭口长度(0.26 m、0.24 m)与不同分布板间距(0.1 m、0.11 m)条件下,简化模型与CFD数值计算结果吻合.研究表明,气流分布简化模型为除尘器的设计提供了简易、可行方法.     

高层建筑安全核区域防排烟技术探讨

本文在某高层安全核区域设计了一系列现场实验,通过送风系统和机械排烟的不同开启、关闭组合方式,定性判断送风与排烟的相互作用。结果显示：在送风量略大于排烟量的前提下,烟气层能够稳定在一定的高度,对人员的安全疏散是最有利的。因此,本文提出在满足楼梯间及其前室足够正压值的前提下,改造现有的送风系统,利用多余的正压值进行补气,以优化高层建筑内的防排烟效果。     

气流速度对地板送风房间颗粒污染物分布的影响

对于地板送风系统,空气从架空地板下直接送入人员呼吸区,送风气流卷吸地板附近颗粒物对室内颗粒污染物浓度有重要影响.为了研究气流速度对颗粒浓度的影响特性,建立了模拟空气流动和颗粒运动轨迹的模型,并且在4种不同气流速度下在一间全尺寸小室内进行试验,测试了不同粒径颗粒浓度的衰减.试验结果表明,随送风气流速度增大,室内较大颗粒浓度衰减比较小颗粒更快;另一方面,计算结果也表明,气流速度对不同尺寸颗粒的分布影响不同,特别是大于3 μm的颗粒随着气流速度增加,其悬浮寿命衰减比1μm以下的颗粒显著得多.计算与试验结果的趋势非常一致.结果对室内颗粒污染物的治理研究有一定意义.     

柴油机车司机用送风口罩的研制

本文介绍一种适于柴油机车司机用的送风口罩.该口罩固定在柴油机车上,由口罩、软管、电机、风机、滤毒罐、固定支架等组成.其系统阻力为746Pa,送风量为60L/min.能过滤柴油机排气中的黑烟、氮氧化物、醛类等有害物质.     

深埋施工隧道非稳态传热与风流热工参数反演

为改善深埋施工隧道热环境,掌握风流流经隧道过程中的热湿变化规律,采取现场实测与理论推导的方法,构建风流-围岩非稳态传热模型,依托现场实测数据对模型进行验证;基于上述理论模型,数值反演通风参数,量化通风时长、断面风速、送风温湿度对隧道环境温湿度和综合换热系数(CHTC)的影响规律,得到有效通风降温临界时间和断面临界风速。研究结果表明：当通风时长τ大于900 h时,CHTC不随通风时长的变化而变化,在该通风时域内通风不能达到降温效果;当断面风速u小于0.22 m/s时,等温线和等相对湿度线密集,在此流速区间内,气流温度梯度和湿度梯度变化显著,温差和浓度差引起的热湿传递较强,此时增大送风量,有利于降低隧道环境温湿度。     

大断面硬岩掘进隧道除尘系统风量比研究

基于徐工XTR6/260型大断面硬岩悬臂掘进机的施工工况,以通风系统风量比为切入点,建立大断面通风系统风尘离散相模型,以Ls-dyna硬岩截割模型计算结果为粉尘初始条件,进行CFD求解,通过对比分析不同风量比条件下除尘系统的除尘效果,得到大断面硬岩掘进隧道除尘系统的最优风量比为0.8。     

空调机组电机超载问题的分析与解决办法

某工厂空调送风系统的两台机组运行时发生超载、电流过大现象.本文经现场调查和测试分析,发现原因是机组选型不合理,造成风机的送风量过大,电机过流.通过更换皮带轮、改变电机转速,解决了电机超载问题;并对如何防止发生类似问题提出了建议.     

垂直层流清净室新送风方式

分析了在空气净化中利用吊顶上方空间作静压室的送风方式的不合理之处，提出了1种管道送风方式。     

几个国家的氩弧焊接、等离子焊接防护技术措施介绍(续)

第二类:局部机械送风: 局部机械送风,是利用风机的作用,将新鲜空气按照既定的方向送到工作地点,供给工作人员以新鲜空气。 一、移动型送风装置: (一)注入式供气装置一型: 在密闭容器或某些结构内部进行焊接时,应用这种装置试验效果良好。这种装置的特点是向作业人员呼吸地带送进适量的新鲜空气。 装置的组成(如图6): 1.风机:送风量为 10米3/小时,风压为 250毫米。它可以从外面,必要时也可以从容器内部,把空气吸到净化过滤器内,除去有害物质,以供作业人员呼吸用. 2.净化过滤器:它是一种特殊设计的净化装置,包括除尘滤布和使有害气体中和的材…     

地下铀矿山留矿法采场受限空间内氡迁移的数值模拟

为研究铀矿山留矿法采场氡迁移规律,依据留矿法采场的构造和物理几何尺寸,建立了受限空间内颗粒堆积型射气介质气体流动的数学模型和氡迁移方程,以10 m和20 m高爆破矿堆为对象,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了不同通风条件下采场中氡的迁移规律。结果表明:1)采场下行通风方式降低矿堆上部作业空间氡浓度的效果优于上行通风方式,但对采场运输巷道氡浓度的效果相反;采场排风氡浓度与采场通风风量成反比,氡析出份额与通风风量成正比;2)在相同通风风量下,10 m高爆破矿堆与20 m高爆破矿堆氡析出份额之差随通风风流量增长而逐渐缩小;3)均压通风对渗透率高(k=1×10-8m2)的采场排风氡浓度、矿堆氡析出份额有明显影响。     

不同竖井送排风方式下半横向通风隧道火灾特性与烟气发展规律研究

通过三维数值模拟方法,用连续方程、动量方程和能量方程描述隧道内火灾发生时气流的流动状态.采用Reynold时均方程法的k-ξluent软件,模拟研究3种工况下,竖井送、排风方式对某越江公路隧道火灾中热烟气排出状况的影响.即开启下游竖井内轴流风机和射流风机,分别采取上游竖井送风、上游竖井风机关闭和上游竖井排风3种方案.分析隧道行车道和排烟道内热烟气的速度场和温度场.结果表明,前两种方案阻碍火源处热烟气自顶部风口进入排烟道,风口横向排烟不具备及时、有效的特点,从而使整个隧道内温度较高;上下游竖井同时排风时,气流以较快速度进入排烟道,且隧道内几乎未留下热烟气,因此共同排烟是合理方案.通过本文研究可较全面地了解半横向通风隧道火灾的特性和烟气发展规律,从而为火灾烟气的控制提供优化通风方案.     

火炬燃烧器蒸汽引射结构优化研究

高压蒸汽携带空气的能力对火炬燃烧器的无烟高效燃烧至关重要。对火炬燃烧器蒸汽引射结构进行建模,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值计算方法对引射结构的喷嘴与引射管间距、混合室直径、吸入室长度、混合室直径和混合室长度等参数进行仿真优化,得出最优引射系数为16.48,能够有效提升火炬燃烧器无烟燃烧能力。同时搭建激光相位-多普勒粒子分析装置,采用压缩空气对引射结构的流场进行实验测试。实验结果与CFD仿真结果吻合良好,证明了CFD模型与优化结果的准确性。     

避灾硐室气刀型空气幕数值模拟研究

结合避灾硐室阻隔有害气体的需要,对气刀型空气幕进行模拟研究,从气刀的工作原理、风速分布、阻隔效果的角度出发,分别建立物理模型及划分网格,得到了气刀工作时其周围压力的分布变化规律,不同送风方式下气刀风速分布规律以及单侧送风条件下CO,浓度分布规律,证明了气刀具备增大了气流的输出,阻隔有害气体的作用。由风速统计规律得出,气刀在单侧送风15m／s或者双侧送风10m／s条件下,气刀的有效覆盖率大于85％,又根据数值模拟得出,在有效覆盖率大于85％的条件下,CO2阻隔效果明显,有害气体无法通过气刀形成的空气幕。