發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 12:29

　　 2007年,新版國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》開始實(shí)施,其中規(guī)定:對(duì)于含10%~50%游離態(tài)二氧化硅的粉塵,其時(shí)間加權(quán)平均容許濃度為1mg/m3,短時(shí)間接觸容許濃度為2mg/m3。2017年,《鑄造行業(yè)大氣污染物排放限值》開始實(shí)施,其中規(guī)定:針對(duì)工業(yè)區(qū)鑄造設(shè)備產(chǎn)生的粉塵的排放限值為15mg/m3,任何1h無組織大氣污染平均濃度排放限值為5mg/m3。2018年,《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》開始實(shí)施,其中規(guī)定:直接向大氣環(huán)境中排放粉塵的企業(yè)事業(yè)單位,將按每4千克污染當(dāng)量值繳納1.2元至12元的稅額。這一系列新標(biāo)準(zhǔn)及稅法的實(shí)施說明目前我國環(huán)境污染問題較為嚴(yán)重,證明了政府對(duì)改善環(huán)境刻不容緩的堅(jiān)定決心。工業(yè)鑄造車間打磨工位的除塵隔塵一直以來都是改善車間內(nèi)部空氣環(huán)境和工人工作環(huán)境的重點(diǎn)。目前國內(nèi)大部分車間對(duì)打磨工位采取的除塵隔塵措施基本都是采用打磨室加個(gè)體防護(hù)的形式,然而這樣對(duì)于改善車間內(nèi)部空氣環(huán)境和工人工作環(huán)境的效果有限。本文在打磨室的基礎(chǔ)上加裝空氣幕,利用CFD技術(shù)對(duì)其進(jìn)行物理模型建模,在驗(yàn)證模型計(jì)算結(jié)果的正確性后,通過數(shù)值計(jì)算結(jié)合理論計(jì)算的方法,分析不同工況下打磨室內(nèi)工人的崗位通風(fēng)情況和空氣幕對(duì)粉塵的隔塵效果。不同工況包括不同排風(fēng)量和不同排風(fēng)罩口尺寸。以某砂鑄造車間為例,結(jié)合該車間打磨工位實(shí)際情況和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,將排風(fēng)量選定為8000m3/h、10000m3/h和12000m3/h三檔,排風(fēng)罩口選取尺寸為0.6m×0.6m、0.9m×0.9m、1.2m×1.2m和1.5m×1.5m四種型號(hào)的方形排風(fēng)罩口。打磨室尺寸為長4.5m×寬3.6m×高3.6m,計(jì)劃在打磨室開口面頂部設(shè)置空氣幕,相對(duì)的另一面設(shè)置外連除塵器風(fēng)機(jī)的排風(fēng)罩。通過對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析比較得出結(jié)論:不同排風(fēng)量對(duì)于打磨室內(nèi)的空氣速度場和粉塵濃度場均有較大影響,而不同排風(fēng)罩口尺寸僅對(duì)粉塵濃度場有影響,對(duì)空氣速度場的影響可忽略不計(jì)。通過對(duì)比篩選出最佳工況為排風(fēng)量10000m3/h、排風(fēng)罩口尺寸0.9m×0.9m。將打磨時(shí)粉塵的產(chǎn)塵形式分為兩種,則在最佳工況下,空氣幕對(duì)于第二種塵的隔塵效率接近100%,對(duì)于第一種塵的隔塵效率達(dá)到61.5%。為了進(jìn)一步提高隔塵效率,在經(jīng)過理論計(jì)算后,可在打磨室門口底部加裝高度為1m的擋板,擋板不會(huì)影響空氣幕對(duì)打磨室內(nèi)氣流組織的作用。
【學(xué)位單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X962;TG28
【部分圖文】：

圖 1-1.老廠房打磨工位磨操作時(shí)，砂輪打磨鑄件時(shí)產(chǎn)生粉塵的形式主要有兩種，切線方向以一個(gè)較高的初速度做平拋運(yùn)動(dòng)的粉塵，簡稱“輪與鑄件接觸處產(chǎn)生的類似煙霧狀的粉塵，簡稱“第二種，在打磨過程中，與鑄件接觸處的溫度會(huì)短暫升高，從而升擴(kuò)散�，F(xiàn)場實(shí)際打磨操作情況較為復(fù)雜，雖然打磨操作但通常操作工人會(huì)根據(jù)鑄件所需的打磨部位不同而不斷調(diào)算，在進(jìn)行粉塵濃度場模擬的時(shí)候，將打磨臺(tái)的整個(gè)工作產(chǎn)塵形式即為第二種。而對(duì)于第一種塵，討論其最不利情磨室開口方向，產(chǎn)生的粉塵從打磨臺(tái)邊緣出發(fā)，沿砂輪轉(zhuǎn)高的初速度朝向打磨室開口方向做平拋運(yùn)動(dòng)。操作時(shí)粉塵的平拋運(yùn)動(dòng)分析

(a) (b) (c) (d)圖 2-1.不同送風(fēng)形式的空氣幕（(a)上送式、(b)下送式、(c)雙側(cè)式、(d)單側(cè)式）結(jié)合打磨室實(shí)際情況，選用上送式空氣幕。在衛(wèi)生環(huán)境要求較高的場合，為了得到較好的氣流組織，一般還會(huì)設(shè)置回風(fēng)口，打磨室的排風(fēng)罩口即作為上送式空氣幕的回風(fēng)口。在工業(yè)鑄造車間加裝空氣幕時(shí)，必須注意送風(fēng)氣流不會(huì)造成二次揚(yáng)塵污染，則空氣幕的送風(fēng)風(fēng)速應(yīng)以理論計(jì)算為依據(jù)，結(jié)合打磨室的實(shí)際情況確定。2.3.1 二次揚(yáng)塵風(fēng)速限值計(jì)算假定打磨室內(nèi)溫度變化可忽略不計(jì)，由于空氣幕的送風(fēng)氣流可能造成二次揚(yáng)塵污染，因此要確保到達(dá)地面時(shí)的風(fēng)速小于打磨室產(chǎn)生的粉塵對(duì)應(yīng)的二次揚(yáng)塵風(fēng)速，以此來避免產(chǎn)生二次揚(yáng)塵污染。有研究表明，揚(yáng)塵風(fēng)速與粉塵粒徑的平方根成正比[28]，如表 2-1 所示。

（a）Standard k-ε 模擬結(jié)果 （b）RNG k-ε 模擬結(jié)果圖 3-1.兩種模擬方法的迭代結(jié)果對(duì)比從上圖可得，對(duì)本文研究對(duì)象來說，兩種模擬方法均呈現(xiàn)出了較好的收斂性，但 RNG k-ε 模擬方法在迭代 400 步以后收斂性要差于 Standard k-ε 模擬方法，尤其是 fenchen 項(xiàng)（即粉塵項(xiàng)）的收斂性明顯變差，所以決定采用 Standard k-ε 的方程模式來模擬結(jié)果。Standard k-ε 為積分到壁面的不可壓縮/可壓縮湍流的兩方程渦粘性模式，其渦粘性定義為湍動(dòng)能 k 和湍流耗散率 ε 的函數(shù)，表達(dá)式[64]如下： = 2 （3-8）式中 代表渦粘性， 代表一個(gè)輸運(yùn)常數(shù)（一般取 0.09）， 代表流體密度， 代表近壁面衰減函數(shù)， = exp3.4（1 0.02 ）2。

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本文編號(hào)：2819854