安平縣增達絲網制品有限公司歡迎您!主營:防風抑塵網
18730886068

24小時聯系電話:187 3088 6068

技術施工
您現在的位置: 首頁 > 技術施工 > 防風網抑塵機理研究及工程應用進展

35选7开奖结果21号:防風網抑塵機理研究及工程應用進展

35选7走势图开奖结果 www.vpqnc.com 發布時間:2015/11/02 技術施工 標簽防風網瀏覽次數:1626

摘要:35选7走势图开奖结果抑塵工程技術是治理露天堆料場由于風致作用引起粉塵污染的有效措施。在分析總結已有研究成果的基礎上,對國內外防風網抑塵機理研究及工程應用情況進行了簡介。根據所進行的科研與工程設計工作。對防風網在國內的應用提出了幾點建議.以期更多設計者在進行防風網的研究或設計時,能共同關注并深入探討這些問題。

關鍵詞:防風網;抑塵機理;數值模擬;工程應用;進展

露天堆放的儲料場,例如港口和燃煤電廠的堆煤場、鋼廠的露天礦粉儲料場等在風力作用下極易產生二次揚塵,不但造成原料的損失?;寡現匚廴敬篤肪?。為有效防治和減小交通、電力、城市供熱事業迅速發展對大氣環境的污染,抑治露天堆料場的二次揚塵是亟待解決的問題。

防風網抑塵裝置是由具有一定開孔率的金屬網板或者由非金屬材料經編織、粘接、擠壓成型的非金屬網片、支撐鋼結構、地下基礎組成的工程裝
置。在抑Sl_-次揚塵方面,防風網優于傳統的灑水、噴結殼固凝劑及織物覆蓋等措施,在達到同等條件的環境指標時比封閉倉儲經濟。且一次投資,長期受益,維修管理費用低,對于港口、電廠和鋼廠的粉塵防治問題具有較強的針對性口]。因此,在我國對露天堆場的粉塵污染治理要求越來越嚴格的前提下,防風網抑塵工程技術近幾年受到了國內港口與發電企業的青睞,而且圍繞著防風網工程建設的需求,對防風網的抑塵機理以及工程應用的研究也成為熱點問題。筆者在文中擬對國內外防風網的抑塵機理研究及工程建設情況進行較為系統的歸納。并結合筆者所在課題組自2000年開始進行防風網機理研究和工程設計工作中的經驗與體會.

對目前我國防風網抑塵工程建設提出一些建議,以期為防風網抑塵工程技術在我國的推廣與規范管理提供幫助。

1 國外防風網抑塵技術研究與工程應用
1-1 防風網研究方法
防風網的研究方法主要有風洞實驗、數值模擬與現場測量3種。其中風洞實驗不但可以對影響防風網庇護效果的參數進行單因素分析。也能在
環境風洞中研究周圍構筑物及風環境對整個堆場抑塵效果的影響,因此風洞實驗是進行防風網研究的常用手段,Nokkentved于1938年就開始利用風洞對防風網進行研究b]。目前人們對防風網的風洞實驗主要集中在露天堆場的起塵機理、防風網抑塵機理及不同參數對防風網庇護效果的影響等方面。

當來流風流經防風網時,一部分沿防風網向上流動,并在防風網頂部產生分離現象,在尾流區內防風網的高度之上形成湍流剪切層。但是當經過一段距離之后.此高速風流經過與低速滲透風發生強烈的動量和能量交換后,二者將重新附著在一起。

分離點和附著點之間的長度稱為尾流區的特征長度。尾流區常被分為近尾流區與遠尾流區兩部分.特征長度內的流體特性常被用來表征防風網的庇護效果。

1.2 防風網庇護效果影響因素
1.2.1 防風網高度
防風網的高度主要取決于煤堆垛高度、煤堆場范圍大小和對環境質量要求等因素.是決定水平庇護范圍最重要的結構因素。因此庇護范圍和最小相對風速的位置常采用防風網高度的倍數來表達。當防風網高度為料堆高的0.6~1.1倍時,防風網的高度與抑塵效果成正比。當防風網高度為料堆高的1.1一I.5倍時,防風網高與抑塵效果的變化逐漸平緩。當防風網高度超過料堆高的I.5倍以后.

對抑塵效果的影響不大。而隨著高度的增加,防風網基礎工程的投資則有較大幅度的提高,因此應綜合各因素的影響設計防風網高度。需要注意的是,當防風網高度低于料堆高時,料堆則會處于防風網頂端形成的湍流剪切層內,起塵量反而會增加,因此進行工程設計時,防風網高度宜為料堆高的I.1—1.5倍。

1-2.2 防風網開孔率及開孔分布情況
開孑L率是防風網的開孔面積與總面積之比,具有一定開孔率的防風網結構比固體擋風墻(開孔率為0)的抑塵效果要好 ]。Perera認為開孔率是影響庇護效果的最重要的因素,而且針對不同的堆場,由于堆場物料以及周邊環境的差異。防風網存在著一個臨界開孔率??茁矢哂諢虻陀諏俳緲茁蔥引,防風網后面的流場都會發生很大的變化。而且開孔率直接影響防風網后的回流的特征參數。

有效的開孑L率范圍為20%~60%。當開孑L率大于60%時,防風網的擋風抑塵作用很小。而開孔率小于20%時,不但網板的受力狀況惡化,基礎部分投資增大.而且在防風網上以及接近回流區的剪切層的雷諾應力和湍流動能也很大.不利于抑止揚塵。

有效降低料堆的起塵量不僅取決于平均風速的降低,而且還受來流風的湍流度以及料堆表面壓力波動的影響。因此防風網應用于實際工程時有一個優化的開孔率,其值與防風網形狀、堆料性質、開孔參數及堆場環境等因素有關,不同情況得出的最優開孔率值有所不同[7 3。文獻[8]針對韓國浦項鋼鐵公司(POSCO)露天堆料場的防風網抑塵效果的研究表明,不考慮堆場周圍構筑物的影響,平面型防風網開孔率為40%時對三棱柱形堆場的降塵綜合性能最好。但是考慮周圍構筑物的影響之后.則開孔率為30%時抑塵效果最佳 ]。而美國的文獻資料認為開孔率為50%較好.我國武漢水運工程學院的實驗結果為開孔率44%為最優。因此在進行防風網工程設計時,需要對開孔率進行優化分析,并非一種具有固定開孔率的網板就可以在每個露天堆料場通用。

防風網開孑L率隨著防風網高度變化而變化也會影響抑塵效果。通過對孔分布對防風網庇護效果影響的研究,研究人員得出了不同的結論。早期的研究認為開孔分布不均勻的防風網的抑塵效果比均勻分布的防風網要差。然而Gandemer的研究結果為,開孔率隨著防風網的高度而逐漸減少的防風網結構具有較好的庇護效果。

1.2.3 孔徑與孔的形狀
即使開孔率相同,孔的形狀與大小不同所產生的抑塵效果也會有所不同。防風網的開孔形狀有菱形、矩形與圓形等,目前常用的為圓形。Hyoung—Bum Kim在循環水洞中對開孔率為38.5%,開孔直徑分別為1. 4 mm、2.1 mm以及2.8 mm的防風網進行的研究表明,防風網應當有一個適宜的開孔率,孑L徑較?。岳戳鞣緄淖樅饔迷齟?,呈現出和較低開孑L率的甚至實體防風網相似的抑塵效果??拙豆笫?,盡管尾流區的平均速度下降明顯,但是湍流強度也較大。

1.2.4 防風網底部與地面的間隙
防風網工程建設中,許多問題和限制需要考慮,例如地面的不平坦性、機動車進出堆料場的通道等。這些問題將會在高度為日的防風網與地面
之間形成一個間隙G,其將影響庇護區的流場特性。研究表明,如果間隙值在合理的范圍內,其不但不會減弱防風網的庇護效應,反而會比無間隙為最佳值。

1.2.5 防風網與料堆的間距
防風網與料堆之間應該有一定的間距,其直接影響近尾流區內流動特性。研究發現,防風網設置在料堆上風向的(2~3)H處抑塵效果較好。對于由多個料堆組成的煤堆場,料堆與料堆之間也有影響,因此可根據堆場周圍情況因地制宜設置防風網。

l-2.6 設網方式
設網方式需綜合考慮諸如堆場的大小、周圍風環境以及成本等多方面因素確定,常用的有在主導風向前設網與四周設網2種。近年來,一些防風網工程中采用在主導風向前方設網與側面設網相結合的L型設網方式。另外根據堆場內的流場特性需要,可以設置多層防風網提高庇護效果。

1.3 防風網工程應用
在防風網的工程應用方面,近年來日本、美國和韓國所做的工作較多。日本從20世紀70年代起,相繼在港口煤堆場使用了防風網,并且制定了
室外儲煤場設備的防止煤粉塵飛散方法概要。美國國家環保局于1986年對防風網的有關研究工作進行了歸納,提出了防風網的一系列設計參數。韓國的Lee Sang—Joon在理論風洞與環境風洞試驗的基礎上,在POSCO鋼廠5號堆場的兩側設置了開孔率為30%的EVC粘結網,并且對防風網的抑塵效果進行了現場測試,取得了具有借鑒意義的工程數據。

2 我國防風網抑塵技術研究與工程應用
與國外相比,我國對防風網抑塵工程技術的研究起步較晚,大多是對防風網抑塵機理的驗證或者是對具體的堆料場防風網抑塵技術可行性論證。尤其自2004年以來,隨著防風網抑塵工程技術在我國一些電廠、鋼廠的應用,我國開始出現了一些圍繞著防風網實際工程的環境風洞的模擬與工程現場實測的報道。但迄今為止.防風網在我國的工程應用主要是電廠的堆煤場、中小型鋼廠的堆料場以及港口的小型堆料場,由于受到防風網工程技術以及經濟方面的影響,目前國內尚無大型煤炭港口應用防風網的工程實例。

20世紀80年代中期.武漢水運工程學院結合上海港朱家碼頭煤堆場開展了擋風網防塵措施研究,對防風網的一些參數進行了實驗驗證。1994
年,南京化工大學設計并實施了天津市某煤炭倉儲場小型碟型防風網工程,但是由于網片在風和低溫的作用下被撕裂脫落。工程并沒有達到預期的效果。

交通部水運科學研究所于20世紀9O年代初與北京大學環境科學中心空氣動力學研究室合作,結合秦皇島碼頭煤堆場設置防風網工程,對防風網的防塵機理、主要結構參數、材質和抑塵效果等進行了研究,并在天津港北疆煤堆場投人使用。在此基礎上,根據秦皇島碼頭煤堆場的風環境,對擬建防風網工程的動力特性進行了設計計算。筆者所在的課題組自2000年開始利用風洞在防風網庇護區流場特性、材質、布網形式及減風率
等方面開展試驗研究 .取得了防風網的工程技術設計參數,提出了采用防風網和攔沙網的組合形式來抑止二次揚塵的方法。在此基礎上開發出如表l
1
3 數值模擬研究
影響防風網抑塵工程抑塵效果的設計參數是繁雜的,這些參數沒有統一的規律,變化多樣,沒有任何一個防風網產品具有通用性。因此要確保工程的安全可靠性、經濟合理性和達到所要求的環境指標,滿足特定用戶的環境指標和最佳經濟指標,目前唯一最有效的方法是按用戶要求制作實體模型,在環境風洞中進行參數的測試及優化設計。但此項工作繁瑣耗時,且使設計成本增加。如果能夠采用數值模擬的方法描述不同參數對防風網抑塵效果的影響,不但可以節約設計成本和周期.也有助于人們更好地理解防風網抑塵機理。

數值模擬研究主要集中在如何從理論上處理防風網對來流風的影響以及防風網后的流場特性。Counihan運用分析理論對實體防風網后遠尾流區的
平均速度分布進行了計算 。Wilson則把防風網看作一個局部動量沉(Localized Momentum Sink)應用于控制動量方程口l 引。Hagen采用k一 模型模擬風繞流防風網的流場特性。通過在防風網的前后側施加速度分布研究了防風網的庇護作用|33]。Patton~]采用了large—eddy imulations對多層防風網周圍的湍流區域進行了研究。

近年來,隨著防風網抑塵工程技術在我國堆料場的應用,國內的研究人員也逐步開始采用數值模擬的方法對防風網進行研究。張光玉采用k一 模型對防風網對其庇護區內的風速影響進行了研究,并與實驗數據進行了比較E 。胡晉明采用Fluent軟件對不同參數對防風網庇護區內的流場影響進行了探討 ]。趙仕琦采用Fluent軟件對在秦皇島港口堆煤場的兩側設置防風網的庇護區內流場變化進行了模擬。

以上的數值研究結果有利于更好地理解風流過防風網的狀況,但沒有涉及防風網和其庇護區內堆場的相互影響以及周圍構筑物環境的影響。盡管
Song—Joon Lee考慮了防風網與三棱柱型堆煤場的相互影響L38],對開孑L率、設網高度和防風網位置對防風網庇護效應的影響進行了初步探討。但仍需要進行深入研究。

4 對開展防風網抑塵工程技術研究的幾點建議

隨著我國對露天堆場粉塵污染重視程度的進一步增加,我國防風網抑塵工程的建設步伐明顯加快,為進一步推動防風網抑塵技術的發展,進而提高堆料場周圍的大氣質量,筆者提出以下的建議。

(1)優化防風網結構并增加防風網產品類型目前,我國防風網產品種類相對單一.許多防風網工程產品的差異主要體現在材質的不同上。因此如
何以整個堆場的降塵量為目標,優化防風網的形狀、結構參數以及在堆場四周設置不同類型防風網的研究仍應引起人們的關注。

(2)加強數值模擬在防風網抑塵技術研究的作用 對防風網抑塵技術進行數值模擬研究.對于減少環境風洞的試驗工作量、時間和經濟成本意義重
大。如前所述,目前仍主要是對風繞流防風網后的流場特性變化進行研究,遠不能滿足工程建設的需要,并且存在眾多尚待解決的問題.例如,如何模擬地形以及周圍構筑物的影響,料堆和防風網之間、料堆與料堆之間的相互影響等,需要進行大量的研究工作。

(3)開展防風網抑塵效果評價和驗收標準的研究 防風網抑塵技術在我國具有廣闊的前景,但由于我國在工程建設方面起步較晚.缺乏對工程實
施后降塵指標及其綜合治理效果評價方面的研究,沒有給工程項目建設管理及驗收制定一個量化標準。因此需要在相關部門的支持下,加快該方
面的研究工作,制定出統一的評價方法或標準,規范防風網市場。