基于CFD-DPM的空气幕协同排风罩增效除尘研究

摘要

以某机械厂打磨车间为研究对象，利用Solidworks软件建立带有空气幕协同排风罩除尘的打磨车间模型，基于气固两相流理论，采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM)模拟分析空气幕送风速度、射流角度和射流宽度对除尘效率的影响，选取空气幕的最优参数；在此基础上，对比分析未开启排风罩、开启排风罩、同时开启排风罩与空气幕3种工况的风速分布、粉尘运移轨迹及粉尘质量浓度分布，探讨空气幕协同排风罩除尘的效果。结果表明：粉尘最大浓度、呼吸带粉尘浓度随空气幕送风速度、射流宽度的增大而减小，但不随空气幕射流角度的变化而变化；粉尘浓度随地面高度的增大先增后减，不同高度处粉尘浓度变化趋势基本一致；当空气幕射流宽度30 mm、射流角度30°、送风速度3 m/s时，通风除尘效果最佳，除尘效率高达94.2%。相比于仅开启排风罩，排风罩与空气幕协同作用下的除尘效率提高了38.8%，空气幕协同排风罩对车间除尘具有较好的增效作用。

关键词

打磨车间 / 金属粉尘 / 排风罩 / 空气幕 / 计算流体力学(CFD) / 离散颗粒模型(DPM) / 除尘 / 职业健康

基金资助

安徽省高校自然科学基金项目(KJ2019A0052); 国家大学生创新创业项目(202410360045); 省级大学生创新创业项目(S202310360228)