施工隧道负离子净化技术可行性及主要设计参数研究

发布时间：2020-03-28 22:35

【摘要】：空气净化是隧道施工重要一环,传统机械式通风由于隧道过长、通风布置不合理、风压不足以及施工企业追求利润等原因,隧道内粉尘净化速率过慢,施工人员经常超标进场作业,严重影响施工进度以及施工人员身体健康,而引入负离子净化技术可以很好的解决传统通风净化时出现的以上缺陷。负离子净化技术是一种新型隧道空气净化方法,目前,国内外尚没有将负离子净化技术引入施工隧道内的先例,对其在施工隧道中实际应用的可行性以及应用时的安装参数设计也是鲜有研究,本文主要对此进行研究。首先,基于隧道现场状况,结合紊流传质理论、电离区放电理论、粉尘沉降荷电理论等,推导出了负离子浓度分布算式、稳态粉尘消除率算式、瞬时粉尘浓度分布算式,并借助推导的算式,研究了输出电压、风速、安装长度对粉尘净化效率的影响,分析得出输出电压越高、安装长度越长、风速越小,负离子系统粉尘净化效果越好的结论;其次,分析相关资料,推荐了负离子浓度最小限定值500个/cm~3,研究了输出电压、风速、负离子浓度标准对预留长度的影响,即输出电压越低、风速越大、负离子浓度标准越高,则所需安装的预留长度越长,并绘制了不同风速与输出电压下预留长度值表格;再次,结合室内试验以及推导算式,得出隧道试验安装方案为输出电压60kV、安装高度3m、安装长度300m;最后,进行隧道现场试验,由测试数据得出,在负离子系统区间内,负离子浓度在横断面上呈U字型对称分布,在与隧道中线平行的同一纵断面上负离子浓度数量级基本相同,负离子浓度分布算式与实际测试结果基本相符;一个施工周期内试验段在使用和未使用负离子系统时,粉尘消除率分别为51%、20%,超过规范最高容许浓度8mg/m~3的时间分别为1小时、12小时,这与瞬时粉尘浓度分布算式计算结果基本一致;经现场测试数据可知,钻眼稳态施工段粉尘净化率为74%,利用稳态粉尘净化率算式计算结果为82%,考虑现场复杂性影响,认为两者基本相符。结果表明,施工隧道应用负离子净化系统可以高效的消除粉尘,加快施工进度,保障施工人员身体健康,负离子净化技术可以应用到施工隧道中;算式计算值与测试值基本一致,算式可初步为施工隧道应用负离子净化系统时参数设计所借鉴。
【图文】：

区域图,电极尖端,电晕放电,负电压

负离子净化系统区域时，粉尘颗粒物被强制荷的作用向正极运动，最终降落至正极，从而完离、颗粒荷电、分离运动、沉积净化[57]。情况下空气在受到宇宙射线、紫外线以及其他因电子数量较少还不足击穿空气、形成电流，压的环境中，电极处的电压升高至临界值时，足够的能量，并加速到很高的速度。当高速运后，气体分子的最外层轨道上的电子会被撞击由电子，当电子在高电压环境中又被加速后，，会子和自由电子。这个连锁反应的发展过程极快程中快速形成大量自由电子的过程被称为电子象，这种现象也就是常说的电晕放电现象。

浓度分布,电离区,负离子,净化系统

道净化区域内粉尘净化效果以及空气清洁度、舒适度相关，在负离子净化系统安装参数设计时，负离子浓章结合紊流传质理论、电离区放电理论、高斯定律离子浓度分布，推导出适合负离子净化系统参数设导算式分析，提出负离子系统进风端需设置预留长度；推荐了负离子浓度最小限定值，并绘制了不同输浓度分布理论研究隧道内，负离子净化系统电晕放电产生负离子，负离作用下进行运动。由第二章可知，负离子运动空间，本节就电离区、迁移区两个区域分别对负离子浓
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U453.83

【参考文献】