面粉车间的粉尘浓度分布及其控制措施研究

发布时间：2017-09-09 18:28

  本文关键词：面粉车间的粉尘浓度分布及其控制措施研究

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【摘要】：随着面粉企业的不断发展,面粉车间的粉尘的危害性越来越凸显出来。面粉粉尘不仅影响着工作人员的身体健康,甚至还会引起粉尘爆炸从而造成极其严重的后果。而目前,关于工作现场的粉尘的研究很多是针对水泥车间或者煤矿井下,对于面粉车间的粉尘浓度分布及其控制措施还少有研究,因此,研究分析面粉车间内的粉尘浓度分布情况具有重要的意义。本文以皖北某小型面粉厂的制粉车间为研究对象,采用实测与数值模拟相结合的方法。现场测定得到车间内的风速以及粉尘浓度数值,建立了车间的物理模型,运用ANSYS里的Fluent模拟软件,对车间内的风流速度场和粉尘浓度分布场进行了模拟。根据得到的模拟结果,对比现场实测数据,发现数值模拟的结果与现场实测结果趋势一致,数值大小比较接近,可以作为分析研究的参考。分析风流速度场可知,车间内存在着一些风流“死角”处,如大门口的左侧墙壁处、排气扇下靠近地面处等处,在“死角”处粉尘形成了集聚。分析粉尘浓度场可知,车间内的粉尘浓度存在着大部分区域较低、小部分区域较高的现象,且部分浓度较高的区域已经高于甚至远高于国家关于面粉厂的卫生规范。所以,车间粉尘的浓度需要得到有效的控制。本文通过数值模拟,得到排气扇在提高风速后,车间内的风流速度场分布和粉尘浓度分布,发现提高了风速对于粉尘浓度具有一定的降低作用,但不是非常明显,同时提高风速也没有有效地改善风流“死角”问题,并且过高的风速对于车间内的工作人员还会造成不舒适感。本文模拟了降低排气扇位置后的车间粉尘浓度分布的情况,结果表明,降低了排气扇位置的确可以有效地降低车间内的粉尘浓度,而且还在一定程度上缩小了风流的“死角”范围,同时车间内部的风速也不至过高,如果不考虑重新设置排气扇开口的工程改建费用,降低排气扇位置是个行之有效的措施。除了排气扇的优化问题,结合国家规定,本文对于面粉车间也提出了几条其他方面的控制措施。
【关键词】：面粉车间 粉尘 数值模拟 控制措施
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X964;TS211.8
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 研究意义16-17
• 第二章 工作车间的粉尘与气固两相流理论17-29
• 2.1 粉尘的分类17-18
• 2.2 粉尘的基本性质18-20
• 2.3 粉尘的危害20-23
• 2.4 粉尘的运动和扩散23-25
• 2.4.1 粉尘的受力情况23-24
• 2.4.2 粉尘的运动情况24-25
• 2.5 气固两相流理论25-29
• 第三章 面粉车间的粉尘浓度测定29-43
• 3.1 面粉厂车间基本情况29-30
• 3.2 粉尘浓度的测定概况30-38
• 3.2.1 测定对象30
• 3.2.2 测定方法30-36
• 3.2.3 实验仪器36-38
• 3.3 粉尘浓度的测定过程38-43
• 3.3.1 尘源处的粉尘浓度及风速测定38-40
• 3.3.2 尘源周围空间的粉尘浓度测定40
• 3.3.3 通风口风速的测定40-43
• 第四章 车间粉尘浓度分布的数值模拟43-61
• 4.1 Fluent软件概述43
• 4.2 Fluent建模的基本模型控制方程43-47
• 4.2.1 流体力学的连续性方程44
• 4.2.2 流体力学的动量方程44-45
• 4.2.3 流体力学的能量方程45
• 4.2.4 粉尘流动的控制方程45-47
• 4.3 几何模型的建立以及网格划分47-49
• 4.4 Fluent数值模拟及后处理49-58
• 4.4.1 Fluent基本参数设置49-50
• 4.4.2 车间风流分布的数值模拟50-54
• 4.4.3 车间粉尘浓度分布的数值模拟54-58
• 4.5 数值模拟和现场实测的对比58-61
• 第五章 面粉车间的粉尘浓度控制措施61-69
• 5.1 优化排气扇的风速61-64
• 5.2 降低排气扇位置64-67
• 5.3 其他控制措施67-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 作者简介及读研期间主要科研成果77

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