內(nèi)容簡介：
靜電式電焊煙塵凈化器電流體場的數(shù)值模擬，碩士學(xué)位論文，共99頁。
摘要
焊接工藝在機(jī)械、建筑、鐵路、汽車、造船、航空等行業(yè)中是一種極為常見的機(jī)械工藝方法。焊接過程在完成焊接工作的同時會產(chǎn)生大量的電焊煙塵、有害氣體以及弧光輻射等,能導(dǎo)致多種職業(yè)病的發(fā)生。焊接煙塵導(dǎo)致的電焊工塵肺己經(jīng)成為21世紀(jì)一種主要的職業(yè)病,嚴(yán)重危害著焊接工人的身體健康。現(xiàn)在國家對環(huán)境保護(hù)和勞動保護(hù)日益重視,對電焊車間的空氣質(zhì)量必將提出更高的要求。
為了改善工人作業(yè)環(huán)境,切實(shí)保護(hù)工人的身心健康,焊接煙塵的捕集和凈化就顯得尤為重要。尤其是能在靠近有害物的發(fā)生點(diǎn)及時進(jìn)行凈化處理的方法,最直接也最為有效,這就是焊接煙塵凈化器所能達(dá)到的效果。
為進(jìn)一步優(yōu)化焊接煙塵凈化器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù),為其改造設(shè)計提供理論參考和依據(jù),本文在前人的試驗(yàn)和理論研究基礎(chǔ)上,利用多物理場模擬仿真軟件COMSOL Multiphysics 4.2a就靜電式電焊煙塵凈化器荷電區(qū)的電流體場進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。利用其靜電模塊模擬電勢分布;利用單相層流不可壓縮納維-斯托克斯方程模塊模擬氣流場分布;利用系數(shù)型偏微分方程模塊模擬電荷輸運(yùn)。針對凈化器荷電區(qū)的對稱結(jié)構(gòu),采用二維模型,對荷電區(qū)氣流進(jìn)行了合理簡化。在其他條件不變的情況下,通過分別設(shè)置不同的電暈電壓、板間距、電暈線直徑和荷電區(qū)進(jìn)口風(fēng)速得到了不同條件下荷電區(qū)的電流體場的特性,并對結(jié)果進(jìn)行了分析。得到的結(jié)論是,在其他條件不變的情況下,適當(dāng)提高電暈電壓,縮小板間距,減小電暈線直徑,減小進(jìn)口風(fēng)速可有利于增強(qiáng)荷電區(qū)的電流體場特性,進(jìn)而有利于粉塵顆粒荷電,增大其驅(qū)進(jìn)速度,并最終提高凈化效率。最后,本文對上海某機(jī)械廠電焊車間通風(fēng)凈化設(shè)備的運(yùn)行效果進(jìn)行了評價。
關(guān)鍵詞:電焊煙塵;靜電式電焊煙塵凈化器;荷電區(qū);電流體場;COMSOLMultiphysics 4.2a;數(shù)值模擬
第一章緒論
1.1課題背景
隨著世界工業(yè)的飛速發(fā)展,工業(yè)化進(jìn)程為人類提供了巨大的社會物質(zhì)財富,人類的生活方式也隨之發(fā)生了翻天覆地的變化。然而,工業(yè)也給人類帶來了沉重的環(huán)境污染問題,例如大氣污染問題。大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到足夠的時間,并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境污染的現(xiàn)象。目前,工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染是大氣污染問題的主要成因。大氣污染物質(zhì)包括懸浮在空氣中的顆粒物、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、硫化氫等等。并且,工業(yè)造成的大氣污染己經(jīng)導(dǎo)致了許多嚴(yán)重的環(huán)境事件。
我國作為世界上最大的發(fā)展中國家,工業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家,發(fā)展工業(yè)是必然的,但是顯然我們不能走發(fā)達(dá)國家過去走過的先污染后治理的老路,這既是科學(xué)發(fā)展觀的內(nèi)在要求,也是人們早己達(dá)成的共識。那么,如何平衡工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系成為了我國在發(fā)展道路上必須面對和解決的問題。
來自環(huán)保部的數(shù)據(jù)顯示,機(jī)動車快速增長使得全國約1/5的城市大氣污染嚴(yán)重。113個重點(diǎn)城市,1/3以上空氣質(zhì)量達(dá)不到國家2級標(biāo)準(zhǔn)。目前機(jī)動車排放的氮氧化合物(NOx)、揮發(fā)性有機(jī)物和可吸入顆粒(PM10和PM2.5),在城市中心區(qū)所有污染源中貢獻(xiàn)比例己分別達(dá)到66%、90%和26%。但需要注意,這些貢獻(xiàn)的比例僅指城市中心區(qū)而己。同樣是環(huán)保部的數(shù)據(jù)表明,燃煤電廠和工業(yè)排放的NOx和二氧化硫(SO2)大大超過了機(jī)動車排放對灰霾污染的貢獻(xiàn)。
盡管社會各界對造成灰霾的元兇指責(zé)不一,但是提高我國“大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”,是目前所迫切需要解決的問題。在前不久舉行的德班會議上,中國政府代表已經(jīng)作出了 2020年之后,實(shí)施約束性減排承諾的可能。這是一個排放大國對于國際社會應(yīng)盡的責(zé)任。
目前我國頒布的《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-82)中規(guī)定只對SO2、CO、NO2、臭氧、PM10作為污染物控制項(xiàng)目,而未將PM2.5作為污染物控制項(xiàng)目。因此,國家環(huán)保部2011年11月16日頒布了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(二次征求意見稿)(環(huán)辦函[2011]337號),意在彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)與國際水平的差距。同時,著手防治PM2.5也標(biāo)志著一個國家的大氣污染防治進(jìn)入到一個新的歷史時期,這與以往的防治有著系統(tǒng)性的差別。
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