基于湍流布朗效应的焊接气溶胶运动特征数值模拟研究

为了探究手工电弧焊接气溶胶颗粒的运动轨迹和扩散分布规律,根据气溶胶动力学、等离子体流动力学和计算流体力学原理,结合湍流流动和颗粒物布朗效应,建立了等离子体热空气颗粒物动量、能量耦合的焊接气溶胶颗粒扩散数学模型,并通过数值模拟探究了焊条夹角及颗粒物粒径对焊接气溶胶运动状态及水平、竖直分布特征的影响。研究结果表明:焊条夹角对于焊接颗粒物的初始位置分布及运动轨迹具有重要的影响,颗粒物产生的区域将向着背离焊条倾斜方向偏移,这一偏移将随着焊条与平面夹角的减小而增大;在焊接亚微米气溶胶颗粒的自由扩散过程中,颗粒的扩散分布与粒径密切相关,对于小粒径颗粒物,特别是0.1μm的超细颗粒物,在布朗力的作用下,颗粒物的水平距离原点矩D>75 mm,而对于粒径在0.5μm以上的较大颗粒物,其D<15 mm。说明粒径较小的颗粒物扩散性更强,分布更为广泛,由于分子滑移的作用,气流对超细颗粒物的拖曳效应下降,小粒径颗粒物的运动轨迹更易与气流方向发生偏离。

大中尺度大气污染物扩散数值模拟研究进展

应用大气污染物扩散模型模拟大中尺度下大气污染物的扩散和输送特征,为空气质量预报和健康风险评估等工作提供了科学依据。总结了目前广泛应用于模拟大气污染物的模型,以放射性核素为例,详细比较了高斯模式、拉格朗日模式和欧拉模式中应用较广泛的模型对模拟放射性核素的干湿沉降、输送和扩散的性能,展望了未来提高数值模拟精确度的方法和发展趋势,通过人工智能算法提高气象数据的质量以及贝叶斯反演方法提高排放源清单的分辨率,对未来提高模拟精确度具有重要的意义。

受限空间焊接烟尘通风净化研究进展

简要介绍了焊接烟尘的性质及危害,并分析了国内外科研工作者们对焊接烟尘的通风净化已有研究。焊接烟尘的机械通风净化方法主要有局部排风除尘、全面通风和置换通风3种。置换通风是一种新型的稀释通风形式,适用于高大焊接厂房的通风,故着重分析了置换通风在受限空间烟尘控制方面的研究与应用情况,总结和讨论了目前焊接烟尘通风净化研究中存在的问题及未来的发展方向。

核岛安全壳焊接气溶胶扩散规律数值模拟与通风气流组织研究

基于现场焊接气溶胶浓度测量结果及CFD数值模拟方法,研究了核岛安全壳内无机械通风条件下的焊接气溶胶浓度分布规律,同时对气流在安全壳20 m平台以上空间里的竖直运动规律进行了讨论。结果表明,在自然状况下,室内焊接烟尘浓度将会持续上升,超过国家标准限定的4 mg/m^(3),并由焊接区域向非焊接区域扩散。此外,数值模拟结果显示在安全壳高度为32~42 m之间将产生气流低速涡旋区,此空间将是气溶胶悬浮的主要区域,同时也为集中排尘系统设置的参考高度。结合现场实际情况,对核岛施工过程中的通风净化系统进行了设计和应用,对降低室内焊接烟尘浓度、改善施工作业环境发挥了重要的作用。

室内空气颗粒物成分及来源分析

应用扫描电镜-X射线能谱对株洲市某办公建筑内空气颗粒污染物进行定性分析,在室内颗粒物中一共发现C、O、Si、Al等13种元素,绝大部分样本中含有K、Ca等元素推断其中含有铝硅酸盐。C、O、Si、Al含量高说明室内空气颗粒物以煤炭燃烧后形成的烟尘聚合物、煤灰颗粒以及土壤细小微粒为主。颗粒物表面呈不规则形状且互相吸附,聚合成较大的微粒团。

基于CFD模拟的厨房简易顶板辐射空调模型的研究

针对中国厨房炊事余热大,室内热环境不舒适的现状,提出一种简易的新型厨房顶板辐射空调模型。在厨房的天花板上安装了一个简单的辐射散热面板装置,并加装辅助排风管。基于计算流体动力学CFD方法,对厨房内双眼灶单开和双开时的室内及顶板温度分布进行了数值模拟,并通过在长沙多层公寓楼的家用厨房的实验测量验证。结果表明,炉灶双开时气流温度略高于单开3～4 K,烹饪时厨房温度约为301 K(27.85℃),低于客厅温度302 K(28.85℃),从而达到更舒适的热环境。天花板上的辐射冷却被证明是厨房冷却的重要因素。

风量罩测量球形喷口的模型优化与数值模拟研究

为了探究球形喷口风量测量的精确度,建立了风量罩测量球形喷口的物理模型,采用CFD(computational fluid dynamics)方法对模型仿真,结合罩内的速度分布、压力分布以及相对误差指标对风量测量的精确度进行分析与评价,并通过正交试验的方法对风量罩结构进行优化设计以提高测量球形喷口风量的精确度。结果表明采用现有风量罩测量φ250球形喷口风量的相对误差为58%左右,测量误差主要源于现有罩体结构与测量风口不匹配,气流在测量位置上分布不均匀;通过正交试验对罩体结构优化,优化后的风量罩测量相对误差为0.12%,罩体结构对球形喷口风量测量的影响已基本消除。

地下车库氡迁移的数值模拟研究

目的研究地下车库氡浓度分布,提出改善地下车库氡控制的建议。方法计算地下车库壁面的氡析出率,建立地下车库的几何模型,采用CFD数值模拟的方法研究室内温度、换气次数以及气流组织形式对室内氡浓度分布的影响。结果平均氡浓度水平在室内温度为5℃时均处于最低值,在温度为35℃时均处在最高值,反映出温度的升高将削弱通风排氡的效果。当换气次数为1 AC/h时,室内氡浓度已经符合规范上的要求,因此对于采用机械通风的情形,当室内换气次数超过1 AC/h时,基本可以认为已经具备足够的排氡的能力。结论提高换气次数可以显著降低室内氡的浓度,除此之外,采用合理的气流组织形式,让气流充分穿越工作区也是提高排氡效率的可行方法。

焊接气溶胶形成机理与焊接发尘量影响因素研究进展

焊接过程中产生的气溶胶影响作业环境和工作人员身体健康。总结了熔化极气体保护焊中焊接气溶胶的形成机理以及影响焊接发尘量的因素,并对每一种影响因素的研究现状和研究结论进行归纳,展望了未来研究焊接气溶胶的形成机理以及影响焊接发尘量的因素的方法和发展趋势。后期需要建立一个基于动态条件下的统一模型研究气溶胶的形成机理和多因素影响的发尘量变化规律,并结合高速摄像和图像处理技术,将研究方法从简单的实验观察提升到规律性的研究。

核岛受限空间焊接烟尘的净化研究与应用——核岛反应堆厂房临时通风除尘除湿设计优化

核电站核岛反应堆厂房(安全壳)前期建造期间,设备和管道在焊接、打磨等施工活动中产生的烟尘含有大量有毒有害物质。主要为臭氧、一氧化碳、氮氧化物、氟化氢等,因其颗粒较小,容易在空气中长时间悬浮,对员工的呼吸系统影响极大,并且容易吸附在衣物及其他物体表面。为切实改善施工现场作业环境,保证员工身心健康,烟尘的有效治理尤为重要。另外,核岛内设备、管道焊接作业对温湿度要求较高,夏季核岛厂房地下一层空气返潮结露现象严重,焊接母材极易产生气孔等缺陷,夏季厂房的除湿是确保焊接质量的必要前提。本文着重介绍了核岛反应堆厂房(安全壳)前期建造过程中现场临时通风除尘、除湿技术,通过采取的措施达到了预期治理目标,可供后续核电项目推广应用。

单层玻璃幕墙建筑空调运行策略的实验研究

以夏热冬冷地区某一单层玻璃幕墙+分体空调制冷送风办公用房为对象,采用实验测试的方式,设置不同实验工况,分析11种空调运行模式下室内热环境特性,讨论空调季高温月份单层玻璃幕墙建筑分体空调行策略,以对单层玻璃幕墙建筑空调节能运行提供一定指导。

双鸭山电厂SCR脱硝反应器结构优化的数值仿真分析

选择性催化还原SCR烟气脱硝技术以其脱硝效率高、技术成熟等优点在大型燃煤电厂获得广泛的应用。采用CFD软件对双鸭山电厂200 MW燃煤机组SCR烟气脱硝反应器内烟气气流进行了数值模拟,在原有模型的基础上,通过添加导流板、微调几何模型形状等方法,达到对烟道内气流优化、提高SCR脱硝效率的目的。

电梯活塞效应及前室通风防疫措施的探讨

为避免传染性病毒通过电梯前室在高层住宅建筑中传播,防止社区居民交叉感染,在电梯轿厢运动产生的活塞效应理论基础上,分析其对电梯井道及电梯前室压差的影响;并结合机械通风原理,通过合理的通风系统设计,保证电梯井道、电梯轿厢与前室内空气不互相扩散。