寒区隧道施工期空气幕保温系统现场试验研究

当隧道内气温低于5℃时,混凝土的硬化速度会减缓,进而影响工程质量。本文以京兰高速铁路(北京—兰州)在建尚山隧道工程为依托,首先通过现场试验对比了搭建防寒门、搭建防寒门+生炉子和搭建空气幕保温系统三种措施下洞内浇筑混凝土处气温的变化情况,然后通过数值模拟分析风幕机的射流风速、射流温度对洞内浇筑混凝土处气温的影响。结果表明:搭建防寒门保温时洞口风速3.21 m/s、气温-12.68℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,搭建防寒门+生炉子保温时洞口风速5.36 m/s、气温-19.13℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,均须联合采用其他保温措施;洞口最大风速4.56 m/s、最低气温-15.83℃条件下,搭建空气幕保温系统后洞内浇筑混凝土处气温为7.36℃;适当增加风幕机的射流风速或增加射流温度均可以提高洞内气温,为了降低系统运行能耗,建议适当增加风幕机的射流风速。

SPF级实验动物房空气幕送风气流组织研究

为了研究SPF级实验动物房空气幕送风的气流组织,建立数值模型,模拟实验动物房内部的空气流动情况。研究送风换气次数对室内气流组织的影响,并对空气幕送风和方形送风形式进行对比分析。结果显示:相同换气次数下,空气幕送风的室内温度比方形送风的室内温度低,空气幕送风能够更有效地控制污染物。

冷库空气幕气流组织优化及冷风渗透实验

传统冷库空气幕通常以出口风速的研究作为提高阻断效率的重点,对射流风速在沿程上的持续性缺乏关注。本文通过对空气幕装置进行三次针对风速优化的结构性设计改造(改进安装了小型静压箱和渐缩喷口;在静压箱中安装导流叶片;设置回风系统)以减少空气幕射流沿程快速衰减。通过搭建空气幕性能测试实验台,对所设计空气幕沿程风速衰减情况进行测量,使用气体示踪法计算了不同配置空气幕的阻断效率。结果表明:加装静压箱和渐缩喷口对送风前半程的风速提升较大,安装导流叶片对风速库门后半程的风速优化影响较大,回风系统会使后半程风速显著提高;冷风渗透实验中单层风幕、双层风幕和三层风幕的密封效率分别为0.16、0.19和0.22,单层循环风幕、双层循环风幕和三层循环风幕的密封效率分别为0.29、0.38和0.43。

上送风空气幕对住宅厨房污染物控制效果的模拟研究

为了提高住宅厨房室内空气质量,本文建立厨房三维模型,使用Fluent软件模拟得到厨房典型污染物的浓度渲染图,分析不同送风速度和送风角度的上送风空气幕对典型污染物分布的影响。研究表明,增设上送风空气幕后厨房污染物浓度显著降低;9种工况下室内温度降幅在0.98℃~4.91℃之间,PM2.5排除率在35.2%~90.9%之间,CO_(2)排除率在2.6%~64.4%之间;射流速度为0.5m/s,射流角度为80°时,PM2.5和CO_(2)的协同控制效果最好。

公共建筑复式空气幕的研究现状与展望

文章介绍了近年来我国传统空气幕的研究状况,总结了空气幕的优缺点以及主要分类,介绍了空气幕的研究进展。当前公共建筑消耗的能耗占比较大,设置空气幕可以有效保持各空间区域的稳定性,改善建筑内部的空气质量以及环境质量,减少冬季采暖建筑的负荷,降低能耗。目前对传统空气幕的研究接近饱和,对复式空气幕的研究较少,后续对传统空气幕性能的改进以及复式空气幕性能的进一步研究,空气幕性能会逐步提高,能耗也会逐渐降低。对节约资源和改善环境具有重要意义,为后续空气幕设计优化创新提供新的思路。

手术室宽口低速空气幕送风装置效果分析与验证

手术室宽口低速空气幕的送风装置采用一种全新的异温异速的送风形式。借用计算流体动力学(CFD)软件仿真手术室宽口低速送风装置的流场与温度场,分析与评价两侧空气幕与主层流送风在不同的尺度、不同风速与不同温度的不同组合下的流场与温度场对手术人员及患者的影响,探求了异温异速送风装置的最佳配置。

利用空气幕冷却提升涡轮叶栅端壁气膜冷却有效度的实验研究

针对涡轮叶栅压力面侧由于横向压力梯度及复杂二次流导致的冷却难题,通过在端壁通道进口靠近压力面侧布置两排离散气膜孔,形成具有独特冷却特征的空气幕冷却,采用压力敏感漆测量技术(PSP)详细研究了空气幕冷却在端壁表面的冷却分布规律及其对通道中离散气膜孔冷气射流的影响。在此基础上,将空气幕冷却应用于端壁气膜冷却形成了改进设计方案。实验结果表明,空气幕冷却具有与通道中离散气膜冷却完全不同的冷却特征,其几乎不受叶栅通道中横向压力梯度的影响,可以有效冷却端壁通道的压力面侧甚至喉部及下游区域;随着冷气量的增大,空气幕冷却的冷却效果不断增强,并会提高下游端壁通道中离散气膜孔的冷却性能;与端壁原型气膜冷却方案相比,在冷气量相同的情况下,改进方案将端壁表面的面积平均气膜冷却有效度提高了33%。叶栅出口的流场结构表明,改进方案还可以削弱叶栅的气动损失。

冷库空气幕水平送风结构参数分析

采用数值模拟和实验相结合的方法,对安装在冷库外水平送风空气幕的结构参数进行了研究,建立了三维数值模型,通过风速衰减实验验证了该模型的有效性,并对不同导流叶片间距、导流叶片偏转角度、导流叶片类型进行数值模拟,探究其对水平送风空气幕沿水平距离速度衰减程度的影响。结果表明,在空气幕风量为1250 m^(3)/h的情况下,导流叶片间距为90 mm、向上偏转角为5°时,空气幕射流速度衰减率最小(52.7%~68.3%),1.2 m处上中下三层的平均射流风速达到了7.4 m/s;在使用弧形对称导流叶片时,空气幕射流在水平方向的速度衰减更小,射流的水平分布更均匀。

空气幕在U型竞技场地中防风效果的数值模拟研究

在冬奥会一些比赛项目中,运动员完成动作时跳跃高度大,空中动作多,滞空时间长,受风速的影响较大。在风速较高情况下,运动员的动作容易变形,可能影响最终的比赛成绩甚至导致运动员受伤,并且赛场也可能出现被大风损坏的情况。应用CFD数值模拟方法,以冬奥会U型竞技场地以及周围一定区域内流场特性为研究对象,研究了挡风墙与空气幕对墙后流场特性的影响以及不同墙高和不同空气幕射流角度下对墙后流场特性的影响。模拟结果表明,挡风墙和空气幕组合使用可以为U型场地提供一个较大的低风速区域,当空气幕射流角度一定时,墙高越大,U型场地上方剪切侧层高度越大,墙后庇护距离越远。当墙高一定时,空气幕射流角度在50°~60°之间对风速的折减效果最好。同时采用空气幕作为防风措施,可以把防风网高度从15 m左右显著减少到2 m。

送风管道尺寸对空气幕射流性能影响

由于大部分水平送风空气幕轴向进风、径向出风,空气幕存在空气分布不均匀、水平送风距离短等缺点。提出研究空气幕结构优化以达到提高空气幕射流水平送风距离的目的。本研究以小体积水平送风空气幕为研究对象,通过实验验证及数值模拟,研究了空气幕风管横截面积、送风槽长度对射流均匀性及扩散性的影响。研究表明,当矩形风管截面积大于24000 mm^(2)(200 mm×120 mm)时,空气幕装置能够形成较为均匀的风幕。送风槽延伸长度为60 mm时能够使空气幕装置形成较为集中且不易分散的风幕,送风槽延伸长度过大会增大气流的沿程阻力,降低风幕有效性。

龙潭长江大桥南锚碇沉井空气幕助沉施工方法及应用

龙潭长江大桥南锚碇沉井长73.4m、宽56.6m、高50m,采用3次接高,3次下沉(第1次排水取土下沉、第2-3次不排水取土下沉),终沉采用空气幕辅助下沉和纠偏。沉井进入中粗砂层后,仅靠不排水取土下沉施工工艺沉井很难下沉到位,最后4m中粗砂层启动3次空气幕辅助下沉,快速精准的下沉到位,最后南锚碇沉井中心偏位9mm,倾斜度7/10000,远优于设计及规范要求。本文详细说明了空气幕布置、使用及应用技术要求,为后续同类型沉井下沉提供施工经验,具有较大的借鉴意义。

空气幕研究进展

阐述了国内外大门空气幕和矿用空气幕的研究进展,列出了不同时期矿用空气幕的理论公式,介绍了矿用空气幕的结构和功能,归纳了矿用空气幕的布置形式和取风方式.可以看出,在大门空气幕研究的基础上,矿用空气幕的研究与应用进展良好,可替代风门隔断风流、替代辅扇或风机机站引射风流和替代风窗增阻减少风流,这对解决矿井运输巷道或易变形巷道上风流短路、污风停滞、风流反向、污风循环等风流调控的技术难题具有重要作用,其研究成果将得到进一步的推广应用.

大门空气幕计算方法的比较分析

空气幕装置的喷口送风量是一个与很多因素有关的变量，计算方法较多且计算结果相差也较大。本文通过对三种常用计算方法的比较分析，认为以自然通风原理为基础的空气幕计算方法是一种较合理的计算方法。

全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。

综采工作面隔尘空气幕出口角度对隔尘效果的影响

综采工作面隔尘空气幕的出口角度是影响其隔尘效果的关键因素之一。利用Fluent计算流体力学软件,以河北金牛能源股份有限公司葛泉矿1528综采工作面为研究对象,对空气幕不同出口角度下综采工作面气流流场及空气幕两侧呼吸性粉尘浓度分布进行数值模拟,分析空气幕出口角度对其隔尘效果的影响。研究结果表明:适当调整空气幕出口角度,使气幕射流倾斜于产尘区,有利于提高空气幕的隔尘效果;并获得了阻止采煤机滚筒割煤时所产生的粉尘向司机工作区扩散的最佳空气幕出口角度,即出口角度在5°～10°范围,隔尘空气幕的工作效率较高,采煤机司机处的粉尘浓度最低,并通过现场试验对数值分析结果进行了验证。

高层建筑火灾防烟空气幕的实验研究

通过分析高层建筑火灾时引起烟气流动的因素 ,建立了高层建筑火灾时防烟空气幕流量、吹风口宽度和吹风口的射流速度的计算模型。通过实验研究 。

地铁站火灾时空气幕防烟的数值模拟与分析

随着国内地铁的迅速发展,地铁火灾的防范及应急处理成为重要的研究课题。笔者根据地铁站建筑结构特点及火灾烟气的扩散规律,首次提出将空气幕用于地铁站楼梯口防烟,以保障火灾时人员的安全疏散。并用CFD方法模拟分析一列地铁列车着火时,防烟空气幕对烟气扩散的控制。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员在6分钟以上的安全疏散时间,而且减少了比传统方式所需的新鲜空气量,有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。

防烟空气幕二维数学模型

通过分析高层建筑火灾时引起烟气流动的因素 ,建立了烟气流动的二维流场数学模型 ,运用流函数的叠加原理 ,在实验研究的基础上 ,推导了高层建筑火灾时防烟空气幕流量。

冷库门空气幕性能的影响因素

以一个实际运行的冷库为研究对象,建立了包含冷藏间内部对流、冷库门空气幕射流及室外环境风场流动在内的三维整体耦合求解数值模型。在冷库门和空气幕同时开启的条件下,研究了冷库门空气幕喷口宽度、出口射流速度和喷射角度等参数对空气幕性能和效率的影响规律。结果表明,对于某个具体的冷库,存在最优的空气幕出口射流速度和最优的喷射角度,使得冷库门空气幕的性能最优,效率最大。空气幕的出口喷射宽度也不是越宽越好。

高层建筑防烟空气幕设计参数的数学模型

通过对烟气流动的机理分析，分别讨论了火灾时温度引起的气体膨胀、高层建筑的烟囱效应、室外风力和建筑物内空调及通风系统对建筑物内部空气流动的影响．用理论方法建立前室门处的流场，根据流线流量原理，提出用空气幕控制烟气的扩散，并在前人试验研究的基础上。