打磨车间粉尘控制技术数值模拟

在金属制品打磨过程中会产生大量金属粉尘，不仅危害工人健康，还严重威胁安全生产。为了改善金属打磨作业过程中粉尘质量浓度超标的问题，提出了3种通风除尘方案，并采用数值模拟方法对打磨作业场所气流组织及粉尘扩散规律进行了模拟，对3种方案的除尘效果进行了分析。数值模拟结果表明，3种方案均有效降低了工作场所的粉尘质量浓度，其中风幕和排风罩配合使用的方案不但除尘效果较好，而且对生产工序影响较小，还能提高工人的舒适度，是较优的通风除尘方案，可在实际生产中推广使用。     

冲压车间打磨区粉尘分布规律数值模拟与实测

为了预防打磨作业粉尘浓度超标而引起的职业危害和粉尘爆炸事故,依据气固两相流理论,建立打磨粉尘在抛射、扩散及沉降过程中的运动模型;以某公司冲压车间打磨区为例,运用Fluent软件进行粉尘浓度分布数值模拟,并与现场实测数据对比分析。研究结果表明:模拟结果与实测数据基本吻合;打磨区内风流紊乱,存在涡流区和无风区,不利于净化除尘;打磨台上方呼吸带高度粉尘浓度较高,最高达到9.12 mg/m~3,应采取个体防尘措施;在2打磨台之间的走廊通道区域,粉尘浓度急剧下降,最低达到5.32 mg/m~3;根据模拟结果中粉尘云出现的频繁程度和持续时间,将打磨作业区划分为20区,备料区划分为21区。     

打磨车间细颗粒物空间分布规律研究

为探求打磨车间自然通风条件下的细颗粒扩散分布规律,以打磨车间为研究对象,根据气固两相流理论,基于fluent软件,利用数值模拟方法模拟自然通风方式下打磨车间1～10 m的钢尘颗粒的空间分布规律。研究结果表明：模拟结果与实际数据相对比,偏差为5.54%～7.76%,吻合度高;在自然通风条件下,作业人员长时间停留处呼吸带高度的粉尘质量浓度高达10.69～14.91 mg/m³;钢尘自打磨面脱离后随风流向车间上部运移,粉尘在接触车间顶部后发生偏移部分粉尘被储物区的涡流、回流流场捕获;相邻打磨台之间存在流场叠加效应;细颗粒粉尘因车间内风流与外界交换效率低而长时间滞留在车间。该研究可为控制打磨作业粉尘浓度、避免因粉尘浓度过高而引起职业病危害,并为设计最优的除尘方案提供基础数据。     

皮带输煤暗道通风排尘改造方案优化研究

为了解决皮带输煤暗道运输过程中粉尘污染严重及冬季供暖不足问题,对暗道通风供热系统进行了优化改造研究。以中煤平朔安家岭264输煤暗道为例,基于气固两相流理论,利用CFD模拟方法,对暗道内由风速对悬浮粉尘浓度分布的影响规律进行数值仿真。模拟结果显示:当输煤暗道排尘风速由0.25 m/s升至0.35 m/s时,粉尘浓度降为3.2 mg/m3,暗道最大通风阻力为245.94 Pa,最低换热量747.68 kW。基于数值模拟结果,从3种优化方案中选定一压一抽联合式通风除尘方案进行改造,现场实测除尘效果良好,表明所提出的输煤暗道通风除尘方案具有实践指导意义。     

通风除尘系统在家具企业职业危害防治中的应用

为减少木粉尘对家具企业作业人员的职业危害,以四川彭州市某家具厂为例,对该厂木工车间通风除尘系统进行改造,在开料、钻孔、打磨等作业点分别增设吸尘口,将粉尘统一收集至双桶布袋吸尘器处理。通过改造前后车间内木粉尘浓度测试数据对比,发现改造后车间内粉尘浓度均未超标。改造车间通风除尘系统,对减少木粉尘导致的职业危害有现实意义。     

隧道掌子面微尘气固耦合动态演化模拟与机理分析

为研究肺泡区高沉积呼吸性粉尘动态疏散演化特性与机理，解决该类粉尘难以测定的问题，以贵州省内2座在建高速铁路施工隧道为研究对象，对风筒不同位置布局条件下隧道施工作业区内粉尘质量浓度的时空动态演化特征进行现场检测。根据隧道实际工况参数建立数值模型，利用有限元ANSYS-Fluent软件离散模式对粉尘质量浓度场和气流场进行求解计算。结果显示：模拟与实测结果之间相对误差满足工程计算精度要求；通风作业时，Ⅰ号隧道内粉尘疏散出现附壁运动效应，疏散运动的活塞效应较Ⅱ号隧道更为明显，试验中后期Ⅰ号隧道的总尘疏散效率高于Ⅱ号隧道；通风95 min后，Ⅰ号隧道内高沉积呼吸性粉尘出现大范围疏散，而Ⅱ号隧道在通风110 min后滞留粉尘颗粒数量逐渐降低。造成2座隧道内总尘与高沉积呼吸性粉尘疏散效率相背离的主要机理为：较大粒径的浮尘在螺旋状偏向卷积运动作用下更容易穿越台车进行疏散，而小粒径粉尘悬浮效应严重且长距离的随流运动使其疏散时间随之延长。对隧体微尘进行气固耦合动态演化模拟与机理分析，可为通风除尘系统的优化设计提供数据支撑和理论依据，对进一步改善施工环境、保护作业人员身心健康具有重大指导意义。     

精陶坯件干法修磨的防尘

精陶是日用陶瓷中的一种,在对坯件表面进行修整磨光操作时,会产生大量粉尘。工人呼吸带粉尘浓度高达23.4～267.6毫克/米3。 去年我们重新设计了通风除尘系统,使该车间粉尘浓度大幅度下降。经测定,粉尘浓度最高点仅为0.67毫克/米3。 我们具体采用了以下几项防尘技术措施 一、通风系统的设计 将18台修坯辘轳车集中到一个新车间分成三组,等距离安装,每组6台,设计成一个有6只吸尘罩口的独立的通风除尘系统。 1.管道的布置。原来主管道均为空间布置,现改为地面布置,见下图。改进后的优点为:(1)主管道短,支管左右对称,阻力平衡容易,总阻力小。(2)…     

综掘工作面风幕控尘除尘系统数值模拟及试验研究

针对综掘工作面掘进过程中粉尘污染问题,设计了一种新型高效的风幕控尘除尘系统,利用风幕风速衰减试验分析了风幕风速与距出口距离衰减的关系,当风幕末端风速达到2 m/s以上就能够有效控制呼吸性粉尘逃逸,另外,利用数值模拟的方法,对风幕控尘除尘系统工作原理进行了模拟,当风幕初速度为15 m/s、除尘风筒负压为-250 Pa时,风流到达巷道壁时的风速均达到了3m/s以上,风幕控尘除尘系统起到了很好的控尘和除尘作用.并对压入式通风+湿式除尘机除尘的方式进行了数值模拟,压入式通风的风流大部分被除尘风筒吸入,掘进头和压入式风筒与除尘风筒重叠段形成了无风区,大部分粉尘颗粒和瓦斯不能够及时排出,给生产带来了极大的安全隐患.     

热喷涂粉尘质量浓度分布规律数值模拟及实验研究

基于气固两相流理论,采用仿真软件Fluent对热喷涂粉尘的扩散过程进行了数值模拟,分析了热喷涂车间气流速度对粉尘质量浓度分布的影响规律,并通过实验测定了车间呼吸层风速与粉尘质量浓度沿程分布,通过与模拟结果作对比分析,验证了数值模型的可行性。结果表明:粉尘颗粒自尘源处沿径向周围扩散,高质量浓度区域集中在尘源附近;车间气流速度越大,高质量浓度粉尘区域越小,车间粉尘质量浓度越低;当车间出风口风速为12 m/s时,除尘源区域外,呼吸层粉尘质量浓度已明显低于标准限值;通过对比分析,实测数据与数值模拟结果基本吻合,表明采用数值模拟方法研究热喷涂粉尘扩散规律是一种行之有效的方法。     

某通风除尘系统运行的数值分析

通过对某通风除尘系统的动态模拟分析 ,得到了该系统的真实风量 ,为排风量调节提供参考依据     

综掘工作面气水联动除尘装置影响因素及应用效果分析

为掌握气水联动除尘装置影响因素及现场除尘效果,以便更好应用于现场实际。基于煤矿综掘工作面长压短抽通风控除尘系统,利用数值仿真和正交实验设计分析方法,系统研究除尘装置叶片参数、进风量和进风口位置等因素对除尘效果的影响规律。研究结果表明：叶片安装角为40°,扭转角为4°时,除尘器入口处负压值和进风量最大,而吸风口距工作面5 m、吸风量≥300 m³/min时的除尘效果较好。控除尘系统采用气水联动除尘装置后,各测点全尘除尘效率提高了40.8%～55.4%,呼吸性粉尘除尘效率提高了31.4%～41.3%,应用效果良好。     

Dust Emission and Efficiency of Local Exhaust Ventilation During Cast Iron Grinding

A method of determining dust emission and efficiency of its removal by means of local exhaust ventilation from machinery has been described. It complies with Standard No. EN 1093-3:1996 (European Committee for Standardization, 1996) and consists in determining air pollution concentra-tions in the measurement duct used for air removal from the chamber incorporating devices to be tested. The air volume stream that is pumped is measured at the same time.

Test results are presented for dust emission and the efficiency of local exhaust ventilation for cast iron grinding by means of manual power tools and a bench-sander. It has been found that application of local exhaust ventilation contributes to a significant reduction of dust emission with efficiency greater than 90%.     

协同通风影响全断面隧道掘进机工作面岩尘分布规律研究

针对全断面掘进机施工过程中,产生大量岩尘影响施工人员工作环境的问题,采用理论分析、数值模拟与现场测定相结合的方法,以青岛地铁2号线全断面隧道掘进机工作面为对象,对协同通风影响全断面隧道掘进机工作面风流运移与岩尘污染分布规律进行研究。结果表明:在复合式通风模式和一定条件下,在隧道中段会形成由主通风与回风主导的耦合风场;当协同通风量(Qcv)从6 m3/s增大至12 m3/s时,产生的岩尘可控制在距掌子面77.2 m的范围内;当Qcv=8 m3/s时,岩尘最小扩散距离为44.7 m,工作区周围岩尘浓度约为30.1 mg/m3。     

矿山溜井口粉尘分布特征及治理技术研究*

为解决矿山溜井卸矿过程中粉尘浓度高、现有粉尘治理效果不佳的难题,以某金属矿溜井为研究对象,采用现场实测、理论分析等手段,分析溜井卸矿时粉尘的产生机理、粉尘浓度及粒径分布特征。基于溜井口产尘现状,研发新型复合除尘净化系统,并在该矿山溜井口开展现场试验研究。结果表明:该系统运行后对溜井粉尘除尘效果显著,进化后气流的粉尘浓度控制在2 mg/m3以内,可作为井下通风系统的进风风流,有效地提高了矿井通风系统风流利用率,在矿山生产系统具有广泛的应用前景。     

掘进巷道热环境与通风效率数值模拟研究

井下工作面必须应用通风系统。采用数值模拟技术分析了两种通风方式下,不同风口布置的掘进巷道内空气龄、空气流速和热舒适性指标PMV值的分布情况。根据模拟结果对掘进巷道通风模式的选择提出了建议。结果表明,长距离送风和短距离抽风方式是最有效率的通风模式。压入式通风方式的风口应布置在距掘进头10 m附近,抽出式通风方式抽风口应布置在距掘进头2m范围内。在相同的送风条件下,可增大短距离抽风方式下的送风温度,以提高掘进巷道内热舒适性和降低能耗。     

基于空气幕与排烟系统的隧道火灾烟气控制研究*

为研究隧道火灾时空气幕与排烟系统复合模式下的烟气蔓延规律,优化选择防排烟方式,以某越江隧道为研究对象,运用FDS数值模拟方法探究射流速度、排烟量和空气幕与排烟口间距对防排烟效果的影响。结果表明:空气幕与排烟口间距对射流特性与烟气蔓延有较强影响,间距为30 m的控烟效果最佳;空气幕与机械排烟复合作用的控烟效果远优于每个独立系统,可实现可靠挡烟和有效排烟;当火源功率20 MW时,随空气幕射流速度的增加挡烟效果有所增加,但射流速度不宜过大,取20~30 m/s;机械排烟对温度与可见度影响比空气幕作用效果显著,一定程度上增加排烟量可降低所需气幕射流速度;综合考虑防排烟的有效性和经济性,取射流速度为20 m/s、排烟量为100 m3/s为最优防排烟组合方式。     

自然通风对学生宿舍室内苯污染影响的数值模拟

为降低健康风险,采用计算流体力学数值模拟方法,研究了4种不同通风工况对学生宿舍室内苯污染的影响,讨论了室内苯浓度、气流速度矢量与空气龄分布。结果表明：自然通风对于室内苯污染的去除效果明显,进出风口的位置与大小会影响室内气流分布,良好的气流组织更有利于室内污染物的及时排出;出风口对于室内污染物的排出影响较大,增大出风口的面积有利于苯的排出,能更加有效地降低室内苯污染;进风口对室内空气龄影响明显,增大进风口面积能有效提高室内空气的新鲜程度,有利于室内苯污染的稀释,提高学生宿舍室内空气品质。     

敞开式TBM施工隧道粉尘扩散及除尘系统研究

TBM掘进过程中产生大量粉尘，为了掌握粉尘的分布规律并优化除尘系统，以敞开式TBM为例，采用数值计算方法研究不同除尘风管位置，不同除尘风速和不同掘进面产尘量下的洞内粉尘浓度分布规律。研究结果表明:敞开式TBM隧道施工过程中，掘进面至除尘风管区域质量粉尘浓度较高，在除尘风管口后方区域下降到 2 mg/m3以下；除尘风管布置在距掘进面30 m位置处时，洞内沿程粉尘含量相对较大，除尘风管布置在距掘进面20 m位置处时洞内沿程及TBM支护区域粉尘含量相对较小；排风风速为15 m/s时，敞开式TBM支护区域粉尘质量浓度最小，排风风速为30 m/s时，该区域粉尘质量浓度最大；掘进面产尘量越大，洞内沿程及敞开式TBM支护区域粉尘质量浓度越大，不同产尘量下洞内粉尘浓度均在除尘风管后方达到规范限值以下。     

掘进面出风口风流与风幕调控下的粉尘分布响应曲面优化研究*

为了解决煤矿掘进面风筒出风口参数不能动态变化,而传统风幕全断面控尘效果不理想引起的粉尘浓度高等问题,通过分析风幕和出风口参数对粉尘分布规律的影响,以此得到合理的出风口风流与风幕综合调控方案,降低粉尘浓度。以陕西神木柠条塔煤矿N1212巷道为研究对象,利用Fluent软件建立出风口风流与风幕综合调控的粉尘场有限元模型,设计出风口风流及风幕综合调控响应曲面实验,得到最佳综合调控方案为:风幕射流出口宽度为0.16 m,风幕射流出口速度为6 m/s,出风口口径为0.9 m,出风口右偏角度为3°。搭建相似模拟实验平台来验证最佳综合调控方案,研究结果表明:调控后回风侧行人呼吸处和司机位置处粉尘平均浓度分别降低89%和81%,有效改善掘进面作业环境。