受水平風(fēng)速影響的自由下落微粒羽流流場特性研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)、散料的運(yùn)輸?shù)冗^程中，常常伴隨著粉塵的產(chǎn)生，導(dǎo)致工作場所環(huán)境空氣的污染。身處粉塵污染環(huán)境不僅會影響人體心血管、呼吸道的健康，而且對皮膚健康也會有很大的危害?？刂粕a(chǎn)過程中粉塵的產(chǎn)生，是確保安全生產(chǎn)、工人健康以及環(huán)境品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。近年來，世界上許多國家的工業(yè)機(jī)構(gòu)以及立法界對粉塵污染高度重視，越來越多的科研學(xué)者及環(huán)保學(xué)者投入到對粉塵污染的機(jī)理與控制的研究當(dāng)中。微粒粉塵在環(huán)境空氣中的運(yùn)動特性是人工環(huán)境控制研究領(lǐng)域的重要課題之一。通

2、過研究自由下落微粒羽流在不同環(huán)境風(fēng)速中的運(yùn)動規(guī)律以及微粒與環(huán)境空氣之間的耦合機(jī)理，弄清楚微粒與環(huán)境空氣之間的耦合規(guī)律以及不同環(huán)境空氣中的微粒運(yùn)動規(guī)律，可以為通風(fēng)除塵、人工控制環(huán)境等提供一定的理論依據(jù)。
　　本文以黃沙、二氧化硅以及氯化鈉三種不同的微粒為研究對象，以數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究兩種手段對微粒流在水平流動的環(huán)境空氣中自由下落時的變化規(guī)律進(jìn)行研究。通過采用ANSYS CFX軟件，選用k-?湍流模型模擬計(jì)算不同風(fēng)速、不同微粒粒徑、不

3、同初始下落口徑及不同密度微粒對微粒流在自由下落過程中的流場特性的影響。實(shí)驗(yàn)過程中，采用風(fēng)量實(shí)驗(yàn)臺提供平行的環(huán)境風(fēng)速，使用高速攝像儀對微粒在自由下落過程中的運(yùn)動軌跡進(jìn)行跟蹤拍攝，并且使用配套的ISIGHT-3G軟件對所得圖片進(jìn)行分析處理，得到不同環(huán)境風(fēng)速、不同初始下落口徑、不同微粒密度及不同微粒粒徑對微粒流特性的影響規(guī)律。研究表明：微粒流在自由下落過程中，微粒速度隨著下落高度的增大而增大，當(dāng)微粒流下落高度增大到一定值時，微粒流速度趨于穩(wěn)定

4、；微粒流偏移距離隨著下落高度的增大而增大，并且隨著下落高度的增大，微粒流偏移距離的增長速率減??；隨著環(huán)境風(fēng)速的增大，微粒流速度增大，微粒流偏移距離增大；隨著微粒粒徑的增大，微粒流速度減小，微粒流偏移距離減??；隨著微粒密度的增大，微粒流速度減小，微粒流偏移距離減??；隨著微粒流初始下落口徑的增大，微粒速度在微粒流自由下落初期隨著初始下落口徑的增大而減小，到達(dá)一定的下落高度之后，初始下落口徑對微粒流速度的影響變小，微粒流偏移距離隨著微粒流初始