大型船体钢结构车间焊接烟尘浓度分布研究

发布时间：2021-08-27 18:13

　　某船体结构焊接车间焊接强度大、工位密集且车间跨度大,烟尘难以排除,造成车间内烟尘浓度超标,严重危害员工身心健康。本文通过建立焊接车间模型,基于气固两相离散粒子模型（DPM）对车间内焊接烟尘颗粒进行了数值模拟,分析了烟尘瞬态空间分布以及浓度变化,并提出一种增加开窗率和屋顶通风器的改进措施来提高车间通风率,加快烟尘排出室外。为了验证优化方法的有效性,进一步对车间内焊接工位的烟尘浓度进行了实验验证。模拟结果表明,焊接烟气消散所需的时间减少了50%,优化后焊接烟尘浓度最高值从7.2 mg/m³降至3.73 mg/m³,满足国家标准要求。实验结果与模拟结果吻合,证明了增加开窗率可以很好地改善焊接车间内工作环境,同时也说明DPM瞬态模拟方法能准确预测烟尘浓度分布,可为今后焊接车间除尘改造设计提供理论参考。 

【文章来源】：建筑科学. 2020,36(06)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

车间改造前后的几何模型和除尘优化措施

焊接车间实景

车间内气流模式如图3所示，部分气流由车顶通风设备在东西跨度排出，其他气流深入车间，并由中间跨度的通风设备排出。为研究焊接烟尘的实际扩散状态，比较改进前后车间的除尘能力，采用瞬态模拟方法交替计算连续相和离散相。改进前后呼吸区域(垂直高度1～2 m处)、典型竖直截面x=120m处、屋顶通风器出口outlet以及体平均烟尘浓度瞬态模拟结果如图4所示。在原车间，呼吸区浓度稳定时明显超过国家标准的4 mg/m3，而通风器出口也超出当地排放标准要求1 mg/m3;而改进后车间监测平均浓度均在标准要求以下。T=400 s时改进前后车间烟尘浓度累积速度基本达到动态平衡。T=900 s后，地面射流源不再释放出焊接烟尘颗粒。在1 200 s时，改进后的焊接车间烟尘浓度完全降为0 mg/m3，而原车间在1 400 s时才接近于0 mg/m3。因此，改进后车间内烟尘颗粒耗散速度较快，约比改进前原车间烟尘消散速度提高了50%，即优化的车间具有更强的烟尘排放能力。图4 原车间和优化车间焊接烟尘浓度的瞬态变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接厂房烟尘治理及其节能环保应用[J]. 王顺菊,薛盛智.  黑龙江工业学院学报(综合版). 2019(05)
[2]船舶焊接作业危害与职业健康[J]. 林骏.  船舶标准化与质量. 2018(06)

硕士论文
[1]焊接烟尘扩散过程模拟及整流罩优化研究[D]. 朱建强.哈尔滨理工大学 2018
[2]密集焊接作业电焊烟尘扩散特性与控制数值模拟[D]. 费振玲.江西理工大学 2015
[3]炼钢电炉无组织排放烟尘在车间内扩散模拟[D]. 唐炼.西南交通大学 2011



本文编号：3366847