熱噴涂車間微納米粉塵遷移規(guī)律及其控制方法研究.pdf

1、熱噴涂技術(shù),是目前表面工程重要應(yīng)用技術(shù)之一,被廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、國防、石油化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域。但熱噴涂工藝過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,尤其是微納米粉塵,不僅嚴(yán)重危害作業(yè)人員的健康,還會(huì)引起生態(tài)環(huán)境問題。因此,研究熱噴涂車間微納米粉塵的擴(kuò)散過程,分析環(huán)境因素對(duì)車間粉塵濃度分布的影響規(guī)律,對(duì)實(shí)現(xiàn)微納米粉塵控制,減少其危害具有重要意義。
　　本文首先分析了熱噴涂工藝過程中微納米粉塵的產(chǎn)生機(jī)理。為獲取車間內(nèi)微納米粉塵的運(yùn)動(dòng)

2、規(guī)律,基于相似原理,以實(shí)際熱噴涂車間為原型,結(jié)合氣固兩相流理論,自主設(shè)計(jì)并搭建了熱噴涂車間相似模型,對(duì)不同通風(fēng)方式和通風(fēng)流量下熱噴涂微納米粉塵顆粒的擴(kuò)散過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:機(jī)械通風(fēng)對(duì)于降低熱噴涂車間微納米粉塵濃度具有明顯效果;單位時(shí)間通風(fēng)流量越大,車間呼吸層微納米粉塵顆粒濃度越低,清除時(shí)間越短;通風(fēng)流量相同條件下,采用車間底部和側(cè)面組合通風(fēng)方式較單一側(cè)面強(qiáng)力通風(fēng),更有利于實(shí)現(xiàn)微納米粉塵的排除和沉降。
　　其次,基于熱噴涂微

3、納米粉塵的特性,分析了粉塵顆粒所受作用力并建立了粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)方程。然后建立實(shí)際熱噴涂車間的幾何模型,基于計(jì)算流體力學(xué)和氣固兩相流理論基礎(chǔ),采用流體仿真軟件Fluent對(duì)車間流場、溫度場以及微納米粉塵的擴(kuò)散過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明:企業(yè)通風(fēng)參數(shù)條件下,車間流場分布不均勻,受右側(cè)抽風(fēng)的影響,高風(fēng)速區(qū)域向右側(cè)偏移;車間溫度場自熱源沿徑向快速遞減,呼吸層高溫區(qū)域較小;車間呼吸層微納米粉塵濃度近似呈兩端對(duì)稱分布,高濃度區(qū)域主要集中在塵源附近,