防风抑尘网减风抑尘效果数值模拟研究

依托洋浦港三期散货码头工程,对35个堆垛的防风(抑尘)网各布置方案进行数值模拟,计算其在布置防风(抑尘)网前后堆场的起尘量、敏感点的TSP浓度值及降尘量,并通过比选推荐出经济、合理的防风(抑尘)网布置方案。通过数值模拟表明,防风(抑尘)网的减风效果与网高的设置有关,防风(抑尘)网的抑尘效果与布置有关。本项目的建设和研究成果可供国内同类港口工程借鉴,对我国环保事业的发展起到推动作用。

露天堆场防风抑尘网的动力学数值模拟

开放性露天堆场的散尘是大气颗粒物的重要来源.来流空气在棱形物料堆的上部绕流,使其表面的空气流动结构逐点不同,而料堆表面的空气动力学结构又决定着堆场的散尘机理及散尘量.分析了典型单一棱形料堆周围空气湍流结构,并应用三维标准k-ε紊流模型对其流场进行了数值模拟;计算了来流方向抑尘网前后不同断面处风速的垂直分布;分析了不同孔隙率(0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6和1.0)抑尘网后料堆迎风面和背风面沿高度方向、平顶面沿水平方向的剪切应力特性和分布规律.结果表明:抑尘网前3倍网高距离处的风速较无网工况(孔隙率为1.0)略有减小,降幅随孔隙率增大而减小,孔隙率为0时最大降幅为5.1%;网前2倍网高距离处与抑尘网之间区域的风速廓线与无网工况相差甚远,孔隙率为0时近网区域风速最高降幅达92.8%.抑尘网和料堆迎风面之间区域,从地面至网顶高度,不同孔隙率抑尘网工况下的风速均较无网工况小,最小处为无网工况风速的18.5%;抑尘网以上区域的风速较无网工况的大,最大处为无网工况风速的128.0%,并且差距随抑尘网孔隙率的减小而增大.料堆剪切力分布显示,其迎风面和平顶面为主要散尘面,背风面被涡旋卷起的扬尘量较前两者小得多.防风抑尘网的设置改变了料堆周围空气的流动结构和受力分布,对不同孔隙率的抑尘网数值模拟结果可知,0.2和0.3为最佳孔隙率.

卸载破碎区域气动喷雾联合抑尘网除尘的数值模拟研究

为了有效治理安家岭煤矿输煤系统中卸载破碎区域的粉尘污染,提出卸载坑外围设置柔性抑尘网及坑口处设置气动喷雾的防尘方案。采用现场测试与三维数值模拟相结合的方法,得出卸载坑粉尘逸散规律。通过对卸载坑气动喷雾的雾化效果和设置抑尘网后的风速分布的数值模拟,分析该方案的除尘机理,并通过在安家岭煤矿的现场试验,验证该方案的可行性。结果表明:坑口处的气动喷雾能有效抑制坑内粉尘飞扬,外围设置的柔性抑尘网能有效控制坑口处的风速,防止粉尘受外界气流影响,有效降低粉尘污染浓度,其降尘效率达到90%以上,该综合除尘方案为输煤系统卸载破碎区域的粉尘治理提供理论依据。

露天堆场防风抑尘网后湍流结构及抑尘效率的数值模拟

建立了开放性露天堆场周围空气流动的三维数学物理模型，选择应用标准k-ε紊流模型进行了静态流场的数值模拟；分析了典型棱形堆迎风面、平顶面和背风面周围空气的湍流结构和表面受力特性；基于流场数据揭示了防风抑尘网不同孔隙率下空气动力学结构的分布规律.结果显示：物料堆平顶面剪切力随孔隙率增大而增大；料堆迎风面在孔隙率较小时出现局部涡流，表面剪切力方向向下，孔隙率较大时，网后空气垂直方向压差作用显著，表面剪切力方向向上；背风面始终处于回流区，表面剪切力和回流点数随孔隙率大小变化不显著.综合流场结构和受力分布可得最佳孔隙率为0.2-0.4.该研究中对物料堆逐个表面进行空气动力学模拟可以避免由于剪切力方向不同产生矢量抵消而带来的计算失真.

防风抑尘网应用于沙漠铁路风沙防治的数值分析

沙漠铁路风沙地段常用的风沙防治措施主要是PE网,虽然风沙防治效果较好但耐久性不足。而防风抑尘网耐久性好,尝试将防风抑尘网应用于沙漠铁路风沙防治工程,并对其截面特征开展优化研究工作。研究结果表明:孔隙率为0和低开孔率(<20%)在近网处有较好遮蔽效果,风速最高降幅可达93%;高开孔率(40%和50%)具有较好遮蔽距离,但遮蔽效果不理想;综合考虑遮蔽效果和遮蔽距离的影响,孔隙率为20%和30%的网板优于其他孔隙率的网板;有折角的蝶形网板比平面网板的遮蔽效果更好,最优折角度数为30°~50°;折角50°上部25 cm孔隙率为40%,中部100 cm孔隙率为30%,下部25 cm孔隙率为50%的蝶形网板兼顾遮蔽效果和遮蔽距离的优点且底部导沙能力也优于其他截面形式,因此,该孔隙率不均一的功能型网板为最佳截面形式;当设置双层防风抑尘网的时候,理论的设置间距为26h(h为防风抑尘网高度)。

防风抑尘网研究进展

防风抑尘网作为一种能有效控制散堆料场起尘与扩散的手段,近年来得以推广,并得到学术界的关注。本文综述了国内外防风抑尘网的研究现状和进展。着重从作用机理、防风效应的影响因素、数值模拟进展及防风网的应用等方面对防风网进行了总结评述;同时介绍了一种新型防风网——导流型防风网,即在常规平板型防风网网孔上增设导流翅片,使来流风绕过料堆产生上扬以减小其对料堆的直接作用力,并借助数值模拟手段对新型防风网的抑尘性能进行了研究;最后对防风网目前存在的不足和未来的研究方向进行了探讨。

防风抑尘网数值模拟及设置方案分析

针对神华内蒙古准能矸电二期工程煤堆场设置防风抑尘网的问题,利用Fluent软件建模,对迎风向单面设网和四周设网的防风抑尘效果进行三维数值模拟和分析.结果表明,采用单面设网能基本满足防风抑尘的需要,其最佳几何尺寸为,网的长度和高度分别为105m和20m,网的开孔率为40%.当来流风速约为5m/s时,单面防风抑尘网对风速能起到明显的消减作用.

煤堆场防风抑尘网数值模拟及分析

对某电厂露天煤堆场设置防风抑尘网进行数值模拟分析．通过比较分析不同工况下防风网后方速度场，得知四周设网的抑尘效果要明显优于单面设网，且风速削减率最大可提高5．8％，当四周设网时，网和料堆之间的最佳距离约为料堆高度的2-2．5倍。

露天料场防风抑尘网作用效果数值模拟研究

对某露天料场在常年主导风速的情况下,数值模拟分析了其在有无防风抑尘网及不同网高条件下的工况。结果表明,防风抑尘网对风流导致的粉尘扩散有良好的控制作用,在网高约为料堆高度1.1~1.3倍时,综合效果最佳。

防风抑尘网在大型原料场的应用

大型料场的扬尘是造成钢铁企业环境污染的主要因素,目前的防尘措施不能很好地解决这一难题。防风抑尘网的发明和使用为料场解决长期困扰的环境污染问题提供了一种新的办法。本文介绍了该技术的抑尘机理,并以济钢原料场为例,就设置抑尘网的技术条件和要求进行了初步探讨。

煤场防风抑尘网抑尘效果研究

随着国家环保要求越来越高,火电厂煤场扬尘问题受到越来越多的关注。防风抑尘网作为治理煤场扬尘的有效技术,日益得到广泛的应用。论述了煤场起尘机理、起尘风速及起尘量估算、煤场扬尘预测模式,综合研究了防风抑尘网起尘机理及抑尘效果,提出了起尘风速及起尘量估算推荐公式、煤场扬尘预测推荐模式,并通过数值模拟计算与实测数据,对防风抑尘网抑尘效果进行了分析。

防风抑尘网的类型及应用

研究了防风抑尘网的网材、开孔率、网高和布置形式与抑尘效果的关系,提出了防风抑尘网的适用范围和设计建议。

防风抑尘网支护结构的比选和优化设计

支护结构在散货堆场防风抑尘网的一次性投资中占比很大,而刚架是比较简单经济的防风抑尘网支护结构型式。针对防风抑尘网工程中常用支护结构型式的用钢量,分析比较调整支护结构的整体布置和关键设计参数对结构强度和用钢量的影响,并提出相关的优化建议和估算公式,可供同类型工程参考。

用数值模拟方法研究挡风抑尘网高度对抑尘效率影响

采用数值模拟方法对某电厂露天煤场周围设置挡风抑尘网进行流场模拟,结合起尘量公式,计算了挡风抑尘网在不同高度下的抑尘效率。挡风墙高度分别12m、16m、20m、24m,当风速为4.3m/s时,挡风抑尘网效率分别为67.2%、81.4%、86.6%和88.3%;当风速为20 m/s时,抑尘网效率分别为55.1%、69.8%、74.6%和76.5%。

防风抑尘网在华能威海电厂三期煤场的应用

结合华能威海电厂三期煤场设置防风抑尘网的工程实例,比较了不同材质防风抑尘网的性能,论述了防风抑尘网网材选型方法及施工注意事项。防风抑尘网投入使用后,华能威海电厂三期煤场每年可减少煤尘损失约70万元,经济效益和社会效益良好。

露天堆场防风抑尘网临界孔隙率的数值模拟

应用Fluent6.3对防风抑尘网及料堆周围流场进行数值模拟,通过研究不同孔隙率抑尘网与料堆周围湍流特性及料堆表面剪切力分布规律,确定了临界孔隙率.结果显示:高孔隙率(0.3、0.4、0.6)流动状态与无网工况一致,来流风沿迎风面贴附向上,风速逐渐增大,堆顶达到最大;低孔隙率(0、0.2)流态与无网迥异,迎风面处于涡旋中,风速向下,孔隙率为0时涡旋中心高于堆顶3m,孔隙率为0.2时涡旋中心位于堆高2/3处.孔隙率≥0.3时,料堆各表面剪切力变化趋势一致,与无网工况来流风同向,最大剪切力出现在堆顶.孔隙率为0.2时,作为最大起尘量的迎风面,其表面剪切力随高度先增大后减小,最大剪切力处于堆高3/5处.孔隙率为0.25时,湍流结构和剪切力分布发生突变,迎风面为贴附和涡旋复合流动,表面剪切力最小.据此确定来流风速6m/s,运用该几何模型时,临界孔隙率为0.25.

基于CFD的防风抑尘网非均匀孔隙率的优化研究

孔隙率是影响抑尘网防护效果的最主要因素,不同孔隙率抑尘网对料堆表面的显著作用区域不同,高孔隙率(ε≥0.3)网后料堆中下部扬尘得到明显抑制,低孔隙率(ε<0.3)网的抑尘作用则于料堆上部突显.基于均匀孔隙率的抑尘区域提出不同孔隙率组合的非均匀抑尘网,选取6种典型非均匀工况,应用Fluent6.3对网和料堆周围流场进行数值模拟,结果显示:网下部孔隙率(εL)相同,上部孔隙率(εH)由0增至0.1时,网后气流扰动减弱,基于湍流结构和料堆受力判定εH取0.1较好;网上部孔隙率(εH)相同,下部孔隙率(εL)由0.3增至0.6时,紧贴料堆表面风速随εL增大而增大,εL为0.3时最优.比较非均匀抑尘网最佳工况(εH=0.1/εL=0.3)与均匀网(ε=0.1和ε=0.3)的料堆表面受力显示:εH=0.1/εL=0.3非均匀网可使起尘量最大的迎风面的各个区域剪切力均显著减小,中下部比ε=0.1时减小85.2%,上部比ε=0.3时减小84.3%,料堆表面剪切力总和的减少量可达均匀网时的50%左右.

港口工程散货堆场防风抑尘网结构设计

针对防风抑尘网结构设计的参数取值问题,以已建防风抑尘网工程为实例,采用风洞试验与规范规定相结合的方式,论述了散货堆场防风抑尘网的结构设计方法,集中分析了风荷载体形系数、风振系数等的取值方法。结果表明:防风抑尘网作为港口工程散货(煤炭、矿石)堆场的重要防风抑尘措施,具有受力明确、荷载传递路径清晰、施工便捷等特点。以《建筑结构荷载规范》的风荷载计算公式为基础,合理选取风振系数、体型系数等设计参数,能够保证结构的安全、稳定、经济、合理。

挡风抑尘网抑尘防风效果分析

文章介绍了挡风抑尘网的发展状况,通过风洞试验结论和对现场测试数据分析,阐述了挡风抑尘网的抑尘防风作用,指出了该技术在抑制散堆物料二次扬尘方面的应用前景。

非均匀孔隙率防风抑尘网优化设计

基于均匀孔隙率抑尘网后呈现贴附涡旋贴附的流动状态,提出将抑尘网从下到上划分为孔隙率不同的三部分,建立非均匀孔隙率下,露天堆场周围空气流场的数学模型.运用Fluent 6.3,模拟9种非均匀孔隙率组合下网后的空气流动和堆面受力.结果表明:三层非均匀抑尘网的设置可人为引导网后空气运动的微环境;网的上、下部孔隙率(εH,εL)不变,中部孔隙率(εM)从0.3增至0.6时,料堆的迎风面流场先减弱后增强,εM=0.4时,获最佳减速效果;上部孔隙率从0增至0.2时,εH=0.1时最优;调整网下部孔隙率,εL=0.2时最佳;孔隙率组合εH∶εM∶εL=0.1∶0.4∶0.2以最大限度地虚弱迎风面受力而获最小剪切力,与均匀空隙率(ε=0.3)网相比减小66.1%,与上、下两层非均匀网(εH∶εL=0.1∶0.3)相比减小31.2%,抑尘效果最佳.