工业厂房浮射流预测模型及通风系统的优化研究

发布时间：2017-05-12 12:24

  本文关键词：工业厂房浮射流预测模型及通风系统的优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前，在钢铁冶金、焦化等重工业行业中，广泛存在大量无组织排放的粉尘。这对建筑室内环境造成粉尘污染，严重危害作业工人身心健康。在热压作用下粉尘排至室外，对大气环境也会造成污染。 工艺生产过程中散发的粉尘通常受到热的作用形成含尘浮射流，是粉尘迁移的主要形式。局部排风系统是控制含尘浮射流最有效的方法，浮射流的流动规律是局部排风系统参数设计的重要依据，因此研究浮射流流场的规律特性，对提高这类含尘浮射流的捕集效率、减少固体颗粒物对室内外环境的污染有重要意义。 本文总结了国内外浮射流研究现状，结合相关实验，基于误差分析，探讨浮射流数值模拟边界条件设置的合理性，并选择合理的湍流模型，气固两相流模型和组分输运模型。分析浮射流轴心速度和断面流量的影响因素，研究发现浮射流在初始段轴心速度递增率随阿基米德数(Ar)数增大而增大，在充分发展段轴心速度随断面高度的增高而减小，并提出了浮射流轴心速度和断面流量受温度、速度及出口尺寸综合影响的计算式，从而补充浮射流上方排风罩的设计计算依据。 利用组分输运模型对机械排风作用下浮射流流场做出分析，研究存在全面通风和局部通风两种通风形式的房间热分层变化规律。研究在侧吸罩作用下浮射流速度场规律，不同捕集效率下捕集点的捕集风速变化规律。利用DPM模型对风幕作用下浮射流中粉尘粒子进行两相流数值模拟计算，得到风幕速度、排风量和风幕射流角度等因素对浮射流控制效果的影响，通过比较得出最佳风幕设置方法。最终得出的浮射流相关结论为工程设计提供参考依据。
【关键词】：浮射流 流场 热分层 捕集风速 风幕
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X962
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究意义、背景及目的9
• 1.2 课题研究现状和水平9-15
• 1.2.1 理论分析9-11
• 1.2.2 实验研究11-13
• 1.2.3 数值模拟13-14
• 1.2.4 实验和数值模拟结合14-15
• 1.3 本课题主要研究内容15-17
• 2 浮射流数值计算方法及实验验证17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 控制方程17-18
• 2.3 湍流模型18-20
• 2.4 多相流模型及计算20-21
• 2.5 浮射流流场规律的实验研究21-26
• 2.5.1 实验目的及内容21
• 2.5.2 实验原理及仪器21-24
• 2.5.3 实验工况及测点布置24
• 2.5.4 实验结果24-26
• 2.6 数值模拟方法的验证26-30
• 2.6.1 物理模型26
• 2.6.2 空气单相流数值湍流模型验证26-29
• 2.6.3 气固两相流数值验证29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 3 浮射流速度和断面流量的计算方法31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 物理模型的建立及边界条件的设置31-32
• 3.3 浮射流的轴心速度32-39
• 3.3.1 浮射流轴心速度的影响因素分析32-34
• 3.3.2 浮射流轴心速度的拟合公式34-39
• 3.4 浮射流的断面流量分布规律39-44
• 3.4.1 浮射流断面流量影响因素分析39-41
• 3.4.2 浮射流断面流量的拟合公式41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 浮射流和机械排风耦合规律研究46-59
• 4.1 引言46
• 4.2 上部排风罩作用下浮射流的热分层规律46-51
• 4.2.1 热分层的成因与表示方法47-49
• 4.2.2 排风量对房间热分层的影响49-51
• 4.2.3 热源距地高度对热分层的影响51
• 4.3 侧吸作用下的浮射流流场规律特性51-57
• 4.3.1 侧吸作用下浮射流速度场的变化规律51-54
• 4.3.2 侧吸罩捕集风速的研究54-57
• 4.4 本章小结57-59
• 5 风幕对局部通风系统的影响59-80
• 5.1 研究背景59-60
• 5.2 简化模型60-61
• 5.3 基础问题分析61-62
• 5.4 不同风幕风速对流场特性的影响62-67
• 5.5 不同排风量对浮射流流场特性的影响67-72
• 5.6 吹吸式风幕对流场特性的影响72-75
• 5.7 不同风幕角度对流场特性的影响75-78
• 5.8 本章小结78-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 主要研究结论80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-87
• 硕士研究生学习阶段发表论文87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 方俊;疏学明;袁宏永;张永明;沈兆武;;温度分层环境下火灾烟气羽流上升高度公式分析[J];安全与环境学报;2006年04期

2 富宇莹;王昕;黄晨;罗行;;羽状流作用下的非等温空调射流运动研究[J];上海理工大学学报;2008年04期

3 袁理明,周建军;二维线性浮力羽流特性的研究[J];火灾科学;1998年02期

4 王炎生;邵强;胡更新;钮式如;;热过程伞形排气罩性能的实验研究[J];通风除尘;1982年02期

5 王怡;张玺;王继宏;;浮力羽流原理分析与研究进展[J];山西建筑;2011年20期

6 刘猛;龙惟定;刘卫华;;置换通风热力分层高度的数值研究[J];暖通空调;2009年08期

7 李安桂;空气射流、浮力尾流和浮力射流的统一性[J];暖通空调;1998年05期

8 沙高原,张旭,谭良才;CO_2摸拟开敞大空间中瞬态含尘气流的实验研究[J];通风除尘;1997年01期

9 王怡;黄艳秋;刘加平;肖萍;文福;;炼铁厂高温烟气流场特性及排风罩优化[J];土木建筑与环境工程;2013年S1期

10 张人杰，袁理明;受限空间浮力羽流准稳态速度场的实验研究[J];实验力学;1996年02期

  本文关键词：工业厂房浮射流预测模型及通风系统的优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：359790