工业厂房内多污染源叠加作用下污染物浓度分布及排出特性研究

摘要

电解车间等冶金工业厂房内往往存在多个污染源,虽然设有局部排风装置，但是仍有部分污染物发生逃逸，或者是由于生产条件或设备安装限制而无法设置局部排风装置，使污染物直接排放到室内，现有通风设计中采用经验性大换气次数来对污染物进行控制,但造成了极大的通风能耗。因此，本文以电解铝工作车间为工程背景，对大换气次数工业厂房内多污染源叠加作用下污染物浓度分布及排出特性进行了研究，望在保证室内空气品质的同时降低通风能耗。
　　本文首先从水平受限厂房内独立单源与多源时对应单源的速度场和浓度场特性差异出发，对作业时间内，多源作用下工位处污染物浓度分布特性及各源影响范围，和单源非作业时间内，大换气次数的工业厂房内残余污染物的排空特性及所需换气次数进行了研究。
　　对独立单源与多源时对应单源的速度场和浓度场特性差异的研究表明，研究工况下独立单源并无热分层，多污染源作用时室内形成热分层。热分层高度以下多源中各源的速度场和浓度场均向多源排列中心偏转，偏转最大的外围污染源的偏转角为4.6°，同时速度场和浓度场均发生了收缩，收缩最大的外围污染源浓度域在不同高度上Y方向最大收缩了19.69％，X方向最大收缩了27.27%；热分层高度以上，由于热分层的存在，多源时对应单源的污染物量增加，浓度域扩张。
　　对工作时间段内多源叠加作用下工位处污染物浓度分布特性进行分析，结果表明水平受限厂房在研究工况下，源项散发浓度和速度不改变污染源的影响范围；源项数量大于4时，源项数量继续增加已不再对源群内下部工位处来自各源的污染物的比例产生影响，而上部工位处各源比例随源项数量增加变化；源项工位距J大于8时远处源项对下部工位的影响已经可以忽略，而远处源项在上部工位区的影响范围大大增加。
　　对单源非作业时间内，大换气次数的工业厂房内残余污染物的排空特性及所需换气次数研究表明，残留污染物分布和排空时间的差异主要取决于室内是否形成热分层。室内形成热分层时残留污染物的排空时间较无热分层时的排空时间要长很多，两者相差约一个数量级。室内有热分层时，污染源散发浓度增大，开启后续污染源和后续污染源与前期关闭污染源间距离的增加均会增加残留污染物的排空时间；室内无热分层时，以上因素对残留污染物的分布和排空时间影响很小。因此，在大换气次数的工业厂房内，针对排出特性而言，其只需选取不形成热分层的换气次数即可。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题主要研究内容

2研究方法及模型验证

2.1引言

2.2数值模拟方法

2.3数值模拟计算方法的验证

2.4本章小结

3独立单源与多源时对应单源的速度场与浓度场差异分析

3.1引言

3.2多污染源计算模型的建立

3.3独立单源与多源时对应单源的速度场特性差异分析

3.4独立单源与多源时对应单源的浓度场特性差异分析

4多污染源作用下室内污染物分布及各源影响范围分析

4.1引言

4.2多污染源作用下工位处污染物浓度和各源影响范围

4.3污染源散发浓度对工位污染物浓度和各源影响范围的影响

4.4污染源散发速度对工位污染物浓度和各源影响范围的影响

4.6污染源间距离对工位污染物浓度和各源影响范围的影响

4.7本章小结

5大换气次数厂房残留污染物排出特性及所需换气次数分析

5.1引言

5.2污染源停止散发后室内残留污染物随时间的分布

5.3不同换气次数对室内残留污染物排空特性的影响

5.4不同换气次数下污染源散发浓度对残留污染物排出特性的影响

5.5不同换气次数下后续污染源是否开启对残留污染物排出特性的影响

5.6 不同换气次数下后续污染源位置对残留污染物排出特性的影响

5.7本章小结

6结论与展望

6.1研究结论

6.2研究展望

致谢

参考文献