高大工業(yè)整體廠房焊接煙塵控制與置換通風(fēng)數(shù)值仿真平臺(tái)和試驗(yàn)研究.pdf

1、焊接是機(jī)械加工業(yè)不可缺少的技術(shù)手段。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，焊接及相關(guān)工藝日新月異。然而，隨之而來(lái)的是有毒有害物質(zhì)——焊接煙塵的大量產(chǎn)生，且常積聚在廠房上部，造成車(chē)間工作條件惡劣。
　　近年來(lái)，置換通風(fēng)方式以其在熱舒適、室內(nèi)空氣品質(zhì)和節(jié)能方面的優(yōu)越性引起廣大學(xué)者和工程設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。對(duì)這一通風(fēng)方式的研究主要依靠實(shí)驗(yàn)法和CFD法，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CFD法在置換通風(fēng)研究中已占據(jù)主要地位。然而，在實(shí)際焊接廠房中，由于空調(diào)風(fēng)口結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

2、焊接點(diǎn)熱量散發(fā)方式和污染物散發(fā)方式難以確定，以及廠房?jī)?nèi)障礙物形式多樣，都成為CFD技術(shù)成功應(yīng)用的障礙。
　　本文針對(duì)上述焊接廠房煙塵控制和置換通風(fēng)模擬中的難題提出滿足工程精度的簡(jiǎn)化方法，以便于尋找一種適合高大空間CFD氣流組織分析的有效方法。首先，研究了不同尺寸孔板風(fēng)口周?chē)牧鲌?chǎng)分布特點(diǎn)，提出了孔板類風(fēng)口的簡(jiǎn)化方法，并在此基礎(chǔ)上提出了圓柱形風(fēng)筒的簡(jiǎn)化方法；其次，分析了焊接熱射流的特點(diǎn)，提出了一種簡(jiǎn)便的焊接熱源簡(jiǎn)化方法；接著，提出將

3、焊接煙塵散發(fā)源簡(jiǎn)化為一線污染源,同時(shí)，通過(guò)分析焊接煙塵粒子數(shù)量、粒子體積（質(zhì)量）累積百分?jǐn)?shù)與粒子尺寸的關(guān)系，認(rèn)為數(shù)值模擬中污染物粒徑的選取可在0.1～0.2μm、0.5～1μm和1～4μm三段區(qū)間分別選取一種粒徑作為該區(qū)間段粒子粒徑的代表。最后，在前述各簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上對(duì)某鋁合金焊接廠房煙塵控制和置換通風(fēng)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的置換通風(fēng)系統(tǒng)的除塵、控溫和控制風(fēng)速能力良好。同時(shí)，文章研究了焊接熱源強(qiáng)度對(duì)廠房?jī)?nèi)煙塵分布、溫度分布和空氣速度分布的