工业建筑中高温颗粒物在近壁区扩散特性研究

本文采用数值模拟方法对工业建筑中短时间散发的高温颗粒物在近壁区的扩散规律进行研究,明确了不同粒径的高温颗粒污染物的温度、速度变化,阐明了颗粒物与气流跟随性的差异。结果表明在扩散过程部分颗粒物会与气流分离呈现出与周围气流相反的运动状态,粒径d=20μm和30μm的颗粒物表现的更为显著,其在运动过程中具有最大上升高度,粒径d=30μm的颗粒物脱离气流的比例高达33.61%,粒径d=1μm,5μm和10μm的颗粒物可以随气流上升到厂房顶部。颗粒物在水平方向上的扩散半径随粒径的减小呈现增大趋势。扩散边缘区域的颗粒物较易脱离气流。     

铁路客运站候车厅病毒飞沫液滴传播研究

通过研究铁路客运站候车厅内全新风工况下的气流流动,选取存在气流旋涡而不利于旅客咳嗽飞沫液滴传播扩散的6个座位位置,分别对6个位置处患病旅客咳嗽喷出的飞沫液滴在候车厅气流流场中的扩散运动进行了数值模拟计算,并对飞沫液滴的沉积率、沉积液滴粒径分布、沉积速率、回风口逃逸率、沉积耗时、候车厅空气完全净化时间进行了分析。结果表明：患病旅客飞沫液滴中平均73.4%沉积在墙体表面和地面,11.8%从回风口逃逸,14.1%沉积在旅客表面,旅客座位距离、座位长度等直接影响旅客感染病毒的风险;液滴粒径越大,沉积速率越快,沉积率越大,粒径小于30μm的液滴在高大空间流场中的运动具有一定的一致性,而粒径大于40μm的液滴在流场中的运动则受重力的影响更多;飞沫液滴的2.5%～23.8%将在60 s内沉积到旅客表面,且60 s内的沉积速率最快,600 s后飞沫液滴悬浮率在1.4%以内的波动并不会大幅改变空气洁净所需时间。     

实验动物屏障环境细颗粒物去除效果模拟

以实验动物屏障环境作为研究对象。在可保证与屏障环境有着相同环境技术指标的实验舱内,以烟雾发生器产生的细颗粒物作为污染源,得到细颗粒物的释放速率。以实验舱为基础建立屏障环境模型,利用Fluent软件对屏障环境内细颗粒物去除过程进行模拟,研究不同通风方式下屏障环境内气流流线,以及通风方式、换气次数对屏障环境内细颗粒物去除效果的影响。采用侧送风侧排风通风方式时,气流经送风口送出后,大部分流向了排风口,屏障环境内气流流向大致统一,有较少的回流气流。采用顶送风四周墙角排风通风方式时,少部分气流会从地面卷起产生向顶部方向的回流,导致一部分细颗粒物跟随气流在室内流动。屏障环境内细颗粒物去除效果与通风方式有着较强相关性,当采用气流单一流向的通风方式(如侧送风侧排风通风方式)时,更容易将细颗粒物有效排出屏障环境,不会造成细颗粒物大范围扩散。无论在细颗粒物释放阶段,还是释放结束后,相同时间,换气次数越大屏障环境内平均细颗粒物质量浓度越小。大换气次数可使屏障环境洁净度在短时间内达到要求。     

湿式除尘中液滴特性对粒子捕集效率的影响

本文讨论了湿式除尘过程中,液滴速度以及尺寸和粒子捕集效率之间的关系。通过对不同工况的模拟研究发现,液滴的尺寸和速度对颗粒物的捕集效率有很大的影响。结果表明：颗粒物捕集效率随着颗粒物直径和液滴速度的增大而明显增大,模拟得出的结果很好地吻合实验数据。而文献中Slinn公式低估了颗粒物捕集效率。另外,颗粒物捕集效率随着液滴直径的增大略有减小。     

静电式电焊烟尘净化器内电流体场的数值模拟

本文利用Comsol Multiphysics软件模拟了静电式电焊烟尘净化器荷电区的电流体场。利用静电模块模拟电势分布;利用不压缩纳维-斯托克斯方程模块模拟气流场分布;利用系数型偏微分方程模块模拟电荷输运,得到了电流体场的特性并对结果进行了分析。分析了电晕线产生的离子风对除尘效果的影响,指出可通过适当增强离子风的方法提高除尘效率。     

射流感应破裂荷电液滴在烟尘控制中的新进展

理论与实践表明：在静电洗涤器中采用射流感应破裂荷电技术能高效净化烟尘。射流感应破裂荷电是一种以静电学、两相流理论及空气动力学理论为基础的能产生超高荷质比带电液滴的新技术。因此,在空气污染控制领域,射流感应破裂荷电技术具有很好的应用前景。本文将在论述射流感应破裂荷电基本原理及其理论和实验研究成果的基础上,介绍国内外射流感应破裂荷电技术的成果和其烟尘净化应用中的新进展以及其潜在的工业价值。     

管壁带凸肋板和凹槽的通风管内颗粒沉降研究

本文研究了管壁带内凸肋板、外凹槽的通风管内颗粒物沉降规律。结果表明,所采用的模型能准确地预测通风管内气流流动和颗粒物沉降特性。管壁上增加内凸、外凹槽,都有利于提高颗粒物的沉积速度。在湍流扩散区、涡扩散碰撞区,内凸、外凹槽通风管内颗粒沉积相比于光滑管约能增强2~4个数量级。在惯性力区,由于颗粒粒径较大,其运动主要受惯性力主导,增幅较缓。因此,增设内凸、外凹槽的通风管对强化管内小粒径的颗粒物的沉积更有利。此外,相比于增设外凹槽的通风管,带内凸肋板的通风管内的颗粒沉降速度增幅相对更大。     

各向异性砂土宏微观特性三维离散元分析

各向异性对砂土强度和变形特性有显著的影响,为了研究各向异性砂土的宏微观特性,基于三维离散元法,对7个不同沉积角的试样进行了一系列的三轴模拟试验。利用"Clump"命令生成近似椭球形状颗粒,并且采用三维抗转动模型来模拟颗粒间的抗转动能力。离散元模拟结果与已知室内试验结果吻合很好。结果表明:随着沉积角的增大,偏应力和轴向应变的关系逐渐由应变软化向应变硬化发展。沉积角较小的试样剪胀性更强并且容易到达临界状态,颗粒组构–应力联合不变量(表征颗粒长轴组构张量和应力张量的相对角度)的值接近于-1,且颗粒长轴组构各向异性先增大后减小;然而对于沉积角较大的试样,在轴向应变50%处,仍不能达到临界状态,并且联合不变量的值大于-1,颗粒长轴组构各向异性先减小后不断增大。对于法向接触组构,组构主轴方向迅速向应力主轴方向偏转,组构各向异性的演化规律与偏应力随轴向应变的演化规律相似。     

净化粉矿仓卸料小车扬尘的新方法

一,原理与特点在粉矿仓上方厂房的上空架设特制电晕线,对它施加直流高负压,电晕线与“地”之间形成静电场。在电晕线周围气体发生电离,高浓度负离子(10~4个/厘米~2以上)充满了整个厂房。负离子在电场中作定向运动,成为抑制矿石粉尘飞扬、净化浮游粉尘的媒介物质,使物料上扩散起来的粉尘,在1/10秒内被碰撞荷电、扩散荷电。厂房内荷     

砂土单调剪切特性的非圆颗粒模拟

针对纯圆颗粒模拟的缺陷,利用颗粒流"团颗粒"方法开发了形状近似椭圆的"椭圆团颗粒",研究了颗粒形状变化对数值试样宏观剪切特性的影响及其细观机理;分析了加荷过程中平均接触数的变化规律以及颗粒形状对临界接触数的影响;对比了纯圆颗粒和椭圆团颗粒的不同颗粒旋转特性,并初步探讨其机理;分析了剪切过程中椭圆团颗粒试样的组构各向异性演化规律。结果表明,颗粒形状对试样的强度和变形特性具有重要影响,其在细观机理上与平均接触数有关;剪切荷载作用下椭圆团颗粒试样呈现明显的组构各向异性,颗粒长轴逐渐趋于水平定向,接触法向逐渐偏于加荷的大主应力方向。