散状物料自由下落过程中粒径对产尘规律的影响研究

摘要

工业生产过程中，散状物料输送、转运是粉尘扩散的重要来源，研究该过程中的产尘机理对控制粉尘，确保生产安全、人员健康有着重要意义。
　　为了研究散状物料的粒径对其自由下落过程中的粉尘逃逸的影响，选取工业生产中常用的二氧化硅物料进行分析。五组物料的中位径分别为：82.5μm、145.8μm、209.5μm、245.1μm、314.5μm。本文以粒径为重要变量之一，研究了在物料粒径、下落高度、出流口径三个变量作用下散状物料自由下落过程的产尘规律。分别以地面、水面为接触面，将总产尘分为下落时逃逸的一次尘和碰撞时产生的二次尘两部分。在用产尘率描述单位质量物料产尘量大小的基础上，引入粒度产尘率以描述物料某一粒径范围颗粒的成尘比例。基于此理论，本文以0-10μm颗粒为对象，探究了物料粒径、下落高度、出流口径对该粒径范围内产尘率、粒度产尘率的作用。并根据不同粒径颗粒对人体的危害程度，将0-10μm颗粒分为八个粒径范围，主要针对其中六个范围的产尘规律进行分析，得到物料粒径、下落高度、出流口径对不同粒径范围颗粒的粒度产尘率的影响，为日后降低通风系统能耗、提高除尘系统效率提供有效的理论依据。
　　研究结果表明，对粒径范围0-10μm的颗粒，粒度产尘率随下落高度、物料中位径的增大而增大，随出流口径的增大而减小。较之二次粒度产尘率和总粒度产尘率，一次粒度产尘率受下落高度和物料中位径的影响最小。下落高度增大时，4.7-10μm颗粒占产尘的百分比增大，1.1-4.7μm颗粒占产尘的百分比减小。三个影响因素中，下落高度对一次粒度产尘率的影响最大，物料中位径与下落高度两个因素对二次粒度产尘率的影响基本相当。对比不同颗粒粒径范围的粒度产尘率可知，物料中位径对1.1-2.1μm颗粒的粒度产尘率影响较大，下落高度对3.3-4.7μm颗粒的粒度产尘率影响较大，而出流口径对9.0-10.0μm、5.8-9.0μm颗粒的粒度产尘率影响较大。
　　本文分析了物料粒径、下落高度、出流口径对散状物料自由下落过程产尘的影响，并对三个因素与产尘率、粒度产尘率之间的关系做了深入分析，其结论对粉尘控制提供了一定的理论基础。

目录

1 绪论

1.1课题背景

1.2气固两相流动的研究

1.3颗粒在气流场中的运动

1.4颗粒自迁移对流场的影响

1.5研究内容

2 散状物料的物理特性及产尘机理

2.1散状物料的物理特性

2.2颗粒的受力分析

2.3散状物料下落过程中的产尘机理

2.4本章小结

3 散状物料下落产尘测试系统

3.1实验参数测量

3.2实验装置及实验过程

3.4实验数据整理

3.5本章小结

4 散状物料自由下落过程产尘分析

4.1实验数据分析方法

4.2物料粒径、出流口径与质量流量的关系

4.3物料粒径对产尘率、粒度产尘率的影响

4.4下落高度对产尘率、粒度产尘率的影响

4.5综合分析

4.6本章小结

5 分级粒度产尘率分析

5.1各级产尘百分比分析

5.2分级粒度产尘率

5.3各因素影响下分级粒度产尘率的变化规律

5.4分级粒度产尘率对比分析

5.5数据分析

5.6本章小结

6 结论

6.1研究结论

6.2研究展望

致谢

参考文献