防輻射挖掘機作業(yè)揚塵擴散運移規(guī)律的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著近年來國內(nèi)工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中直接或者間接排放到空氣中的粉塵日益增多，已然引起人們對粉塵危害和環(huán)境污染的極大關(guān)注。而作為高敏感行業(yè)的核工業(yè)目前正面臨重大核設(shè)施退役，于施工現(xiàn)場挖掘機作業(yè)過程中極易產(chǎn)生放射性揚塵，這些高危粉塵一旦隨大氣風流擴散運移至遠方，勢必將對當?shù)丨h(huán)境和居民造成難以估量的危害，故在核設(shè)施退役施工作業(yè)現(xiàn)場設(shè)計實施切實有效的抑塵除塵措施就變得非常重要。而在制定抑塵除塵措施之前需要首先對挖掘機作業(yè)現(xiàn)場放射性粉塵的擴散

2、運移規(guī)律進行深入研究，以期為措施的制定提供重要參考。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合核設(shè)施退役挖掘機作業(yè)現(xiàn)場實際情況，構(gòu)建了作業(yè)空間域三維物理模型，依據(jù)流體動力學(xué)和氣固兩相流理論，建立了氣流流動、粉塵受力及擴散遷移、氣-固兩相耦合作用的數(shù)學(xué)模型，并基于CFD fluent流體動力學(xué)仿真平臺，運用單因素分析法，分別針對不同來流基準風速、地面粗糙長度和粉塵顆粒密度工況下放射性粉塵流擴散運移及粉塵質(zhì)量濃度分布進行了仿真模擬，通過對比分

3、析模擬結(jié)果，得出：不同來流基準風速工況下，粉塵流會呈現(xiàn)出不同的擴散運移形態(tài)和質(zhì)量濃度分布，且隨來流基準風速的增大，粉塵的擴散范圍整體呈上升的趨勢；不同的地面粗糙長度對粉塵流擴散運移也有一定影響，且當?shù)孛娲植陂L度取0.1m時粉塵流擴散程度最大，取0.5m時擴散程度最小，粉塵流的擴散程度隨粗糙長度呈非線性變化，且在0.1m時取得最大值；此外，粉塵流的擴散運移也會受到粉塵顆粒密度的影響，當粉塵顆粒密度從300 kg/m3增大到5000kg/m

4、3時，粉塵流底部兩條質(zhì)量濃度最大值區(qū)域整體上會呈現(xiàn)出逐漸靠攏的趨勢并最終合并，當粉塵顆粒密度為2600 kg/m3時粉塵流具有最低擴散高度。由以上研究成果可知，若要達到良好的抑塵除塵效果，可從減弱來流基準風速和增大地面粗糙長度兩方面來著手。
　　本文除了研究放射性塵粒擴散運移規(guī)律之外，也對核設(shè)施退役作業(yè)現(xiàn)場抑塵除塵措施——防護林進行了探討。在防護林帶動力效應(yīng)的理論分析與數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，本文深入研究了防護林在減小風力、削弱風強方面