高大工業(yè)整體廠房焊接煙塵控制與置換通風數(shù)值仿真平臺和試驗研究.pdf

1、焊接是機械加工業(yè)不可缺少的技術手段。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，焊接及相關工藝日新月異。然而，隨之而來的是有毒有害物質(zhì)——焊接煙塵的大量產(chǎn)生，且常積聚在廠房上部，造成車間工作條件惡劣。
　　近年來，置換通風方式以其在熱舒適、室內(nèi)空氣品質(zhì)和節(jié)能方面的優(yōu)越性引起廣大學者和工程設計人員的關注。對這一通風方式的研究主要依靠實驗法和CFD法，隨著計算機技術的發(fā)展，CFD法在置換通風研究中已占據(jù)主要地位。然而，在實際焊接廠房中，由于空調(diào)風口結構復雜，

2、焊接點熱量散發(fā)方式和污染物散發(fā)方式難以確定，以及廠房內(nèi)障礙物形式多樣，都成為CFD技術成功應用的障礙。
　　本文針對上述焊接廠房煙塵控制和置換通風模擬中的難題提出滿足工程精度的簡化方法，以便于尋找一種適合高大空間CFD氣流組織分析的有效方法。首先，研究了不同尺寸孔板風口周圍的流場分布特點，提出了孔板類風口的簡化方法，并在此基礎上提出了圓柱形風筒的簡化方法；其次，分析了焊接熱射流的特點，提出了一種簡便的焊接熱源簡化方法；接著，提出將

3、焊接煙塵散發(fā)源簡化為一線污染源,同時，通過分析焊接煙塵粒子數(shù)量、粒子體積（質(zhì)量）累積百分數(shù)與粒子尺寸的關系，認為數(shù)值模擬中污染物粒徑的選取可在0.1～0.2μm、0.5～1μm和1～4μm三段區(qū)間分別選取一種粒徑作為該區(qū)間段粒子粒徑的代表。最后，在前述各簡化模型的基礎上對某鋁合金焊接廠房煙塵控制和置換通風進行模擬，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的置換通風系統(tǒng)的除塵、控溫和控制風速能力良好。同時，文章研究了焊接熱源強度對廠房內(nèi)煙塵分布、溫度分布和空氣速度分布的