文档介绍：西安建筑科技大学硕士学位论文
通风控制条件下电焊车间室内污染物扩散规律研究
专业:安全技术及工程
硕士生:牛萍萍
指导老师:赵江平副教授
摘要
焊接工艺是现代工业技术不可缺少的重要组成部分,焊接技术有着广阔的市
场需求。然而焊接工艺也是一种小冶金过程,容易产生大量烟尘,工作人员吸入
后具有患严重职业病的危险,焊接烟尘已成为污染环境的公害之一。因此,对电
焊烟尘在室内扩散规律进行深入研究,找出控制室内电焊烟尘的方法,减少电焊
烟尘等危害物质对人体的危害,对降低作业人员患职业病的风险具有十分重要的
意义。
本文基于 CFD 模拟技术,以西安某机械制造厂的高大电焊车间为模型,结合
相关理论知识重点研究了电焊烟尘在高大空间内的烟尘的扩散,形成机制,运动
机理以及对电焊烟尘所采取的通风控制电焊方法,主要内容如下:
(1)从理论方面分析电焊烟尘的发尘及运动机理,对焊接烟尘的颗粒进行了
受力分析。焊接烟尘的形成过程有凝并和聚集两种途径,其扩散过程是湍流运动。
通过受力分析,知道焊接烟尘的运动并不是依靠初始速度,虽然微粒以 1000cm/s
的速度被抛射出去,但是,这个速度衰减的很快,水平运动距离很短,粒径为 1μm
的粒子,水平运动距离仅有。
(2)一方面选择车间内部的几个工位点,采用实验的方法对自然通风 1m/s
情况下车间内各测点位置烟尘浓度进行取样,得出在该种工况条件下的烟尘浓度。
另一方面,建立 airpak 物理模型,对该种工况条件下室内测点烟尘浓度进行模拟,
得出模拟浓度数据。通过实验数据与模拟的数据进行对比,可以看实验值比模拟
值偏大 %,表明 Airpak 对室内烟尘浓度的计算模拟是有效的,可行的。
(3)通过设定的五种不同通风工况对室内气流组织形式以及烟尘浓度变化进
行对比分析可以看出,外界气流从车间正面吹入比从侧面吹入对室内气流运动状
况影响程度大。从室内各测点烟尘浓度值的变化中可以看出,当外界气流从正面
吹入时,大多数位置上风速每增加 1 倍,烟尘浓度减少为原值的一半,在靠近通
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风口位置(Z=70 米截面)上烟尘浓度浓度递减的更快,减为原来的三分之一。当
外界自然通风从正面吹入的风速高于 1m/s 时,仅依靠自然通风即能够达到净化污
染物的作用,室内污染物的浓度即能够达到规范要求,不需要开设机械排风。
关键词:通风控制;电焊烟尘;数值模拟;扩散规律
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Research on the dispersion regularity of electric welding
workshop air pollutant under the condition of Ventilation
control

Specialty:Safety Technology and Engineering
Name: Niu Pingping
Instructor:Vice-prof. Zhao Jiangping
Abstract
Welding process plays more and more important role in modern industrial
technology,it has broad market demand. However welding process is also a small
metallurgical process, producing a lot of smoke ,which can cause
serious occupational diseases,when the staff inhale smoke has e
one of the most hazards of environmental , it is a very significative
thing for reducing the risk of occupational diseases by studying the law of diffusing
about welding smoke in deep,which find out the way to control smoke and other
hazardous,to reduce harm on the human body.
Based on CFD simulation technology, this paper sele