某施工隧道长压短抽式通风粉尘运移规律研究

发布时间：2023-04-09 23:46

　　公路隧道施工中会产生大量的粉尘,造成隧道空间内的粉尘污染,长期吸入大量粉尘对人体产生极大的危害,严重的话会患上尘肺病,目前尘肺病还是一种不可治愈的职业病。同时,高浓度的粉尘环境不仅降低了企业的生产效率还会导致各种安全生产的问题出现。长压短抽式通风方式作为一种高效的通风除尘措施被应用在隧道施工中,因此研究公路隧道施工期间在长压短抽式通风方式下粉尘的运移规律就至关重要。本文在分析了粉尘运移理论和计算流体力学的基础上,以德上高速南山公路隧道为研究对象,采用ICEM和Fluent软件建立隧道在长压短抽式通风下的模型,并进行网格划分和相关参数的设置,通过模拟得到各影响因素下隧道内流场分布和粉尘分布情况,分析研究得到压、抽风筒距工作面的相对位置以及压、抽风量比对粉尘运移的影响,最后结合相似理论以现场试验的方式验证模拟数据的准确性,得出相关结论。(1)压、抽风筒距工作面的相对位置均对隧道内的流场分布和粉尘分布有着很大的影响,对比分析南山公路隧道在长压短抽式通风条件下的数值模拟结果,得到压、抽风筒距工作面的合理相对位置:压入式风筒距工作面距离L_y=16m、抽出式风筒距工作面距离L...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 公路隧道施工通风方法
    1.3 公路隧道通风除尘研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 研究思路与技术路线
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 技术路线
第二章 粉尘特性及运移规律
    2.1 粉尘的产生及性质
        2.1.1 粉尘的产生
        2.1.2 粉尘的性质
        2.1.3 影响粉尘浓度的因素
    2.2 粉尘运移数学模型
        2.2.1 数学模型成立的假设
        2.2.2 粉尘运移数学模型
    2.3 粉尘的运移规律
        2.3.2 粉尘颗粒的受力分析
        2.3.3 粉尘在隧道内的运移和扩散
    2.4 隧道内流场分析
        2.4.1 流场特性
        2.4.2 长压短抽式通风流场特点
    2.5 本章小结
第三章 计算流体力学理论与软件介绍
    3.1 计算流体力学
        3.1.1 计算流体力学理论
        3.1.2 计算流体力学求解过程
    3.2 流体力学基本控制方程
        3.2.1 质量守恒控制方程
        3.2.2 能量守恒控制方程
        3.2.3 动量守恒控制方程
        3.2.4 组分守恒控制方程
    3.3 常用的流体模拟软件介绍
        3.3.1 前处理模块
        3.3.2 求解器
        3.3.3 后处理模块
    3.4 本章小结
第四章 数值模型的建立与模拟结果分析
    4.1 工程概况
    4.2 几何模型的建立与网格划分
        4.2.1 建立几何模型
        4.2.2 划分网格
    4.3 模型参数设置
        4.3.1 假设条件
        4.3.2 设置风流流动类型及求解方法
        4.3.3 设置离散相模型及初始条件
        4.3.4 设置边界条件
    4.4 模拟结果对比分析
        4.4.1 压入式风筒位置对粉尘分布的影响
        4.4.2 抽出式风筒位置对粉尘分布的影响
        4.4.3 压、抽风量比对粉尘分布的影响
    4.5 本章小结
第五章 现场试验结果对比研究
    5.1 相似理论概述
    5.2 隧道通风试验
        5.2.1 试验测定方法
        5.2.2 试验与数值模拟结果对比研究
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3787949