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现代化的科学实验和生产活动对空气洁净度的要求越来越高,高效/超高效空气过滤器的作用也因此显得至关重要。为了保证高效过滤器的可靠性,新过滤器出厂前必须进行检测,包括全效率、阻力及检漏等内容。随着认识的深入和检测技术的发展,传统检测方法都有被计径效率法替代的趋势。国外已相继出台了多个标准,但是各个标准中并没有对测试环境提出明确要求,仅仅要求采取一些保护措施,也未见有相关研究。国外的高效/超高效过滤器扫描检测台设计较为复杂或置于具有很高洁净度的洁净室内,这虽然保证了测试的准确性,但也相应提高了制造成本。国内对高效过滤器扫描测试台的研制起步较晚,对于这方面的研究也较少。因此,本课题就测试环境对过滤器扫描检测结果的影响展开研究,为国内高效/超高效空气过滤器扫描检测台研发提供技术支持。本文首先从理论上计算并分析了采样速度、采样高度、室内固体颗粒重力沉降等因素对扫描检测结果的影响。然后重点在净化环境和清洁环境下分别对采样高度、围挡高度、小盖板安装高度以及采用小盖板后的采样高度等因素在高效过滤器中心及滤芯边缘处进行了粒子检测对比试验,并通过单因素分析,确定了上述诸因素对检测结果的影响。同时,为了补充和解释实验结果,本文还辅以数值模拟手段,就采用小盖板前后不同围挡高度分别进行了气流组织的数值模拟与分析,另外,还利用该技术对创造过滤器扫描检测台局部净化环境的方式进行了对比分析。研究表明:在洁净环境中进行扫描测试的结果优于在清洁环境中得到的结果;不论是否在净化环境条件下,在30mm高度范围内,过滤器中心采样结果都不受采样高度的影响;过滤器滤芯边缘处采样结果则受检测环境影响很大,但可以通过采用增设围挡、改变围挡高度及增设小盖板进行改善;如果仅对高效/超高效过滤器进行检漏,不必采用最易穿透粒径粒子进行扫描测试,而采用粒径大于1μm的粒子进行检漏则更佳。

关键词：最易穿透粒径环境空气围挡高度扫描测试数值模拟

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道路工程施工扬尘扩散规律及防控措施研究

道路工程施工扬尘扩散规律及防控措施研究

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作者：李昊郑州大学

学位级别：硕士

交通道路作为促进社会经济发展和提高人民生活质量的重要基础设施,在基础建设中占据着较高的比重。然而在道路施工过程中,因机械作业、车辆运输和土体开挖等活动,产生了大量的扬尘,对施工人员和周边居民的身体健康造成了一定的危害。因... 详细信息

交通道路作为促进社会经济发展和提高人民生活质量的重要基础设施,在基础建设中占据着较高的比重。然而在道路施工过程中,因机械作业、车辆运输和土体开挖等活动,产生了大量的扬尘,对施工人员和周边居民的身体健康造成了一定的危害。因此,对道路工程施工扬尘进行有效防控成为了健全绿色施工技术、打造绿色工作环境和改善空气质量的关键举措。本文根据道路工程施工扬尘排放源的空间状态,将其划分为点源型、线源型以及面源型扬尘,并分别采用风箱试验和数值仿真的方法对三类扬尘的扩散规律进行研究,同时基于分析结果提出了相应的扬尘防治措施。主要内容如下:(1)针对机械及人工作业活动产生的点源型扬尘,本文采用风箱试验的方法,分析了不同风速和颗粒物含水率条件下该类扬尘的扩散浓度及扩散距离。结果显示:扬尘扩散距离与质量浓度均随含水率的增大而减小,颗粒物含水率由0%增大至3%时,1～5m/s风速下扬尘平均浓度均减小80%以上,扬尘水平扩散距离均减小94%以上。由此可见,增大颗粒物含水率可有效抑制点源型扬尘扩散。根据研究结果,本文为施工作业面湿润度的选择提供了建议,以减轻点源型扬尘对环境造成的污染。(2)针对施工运输车行驶过程中产生的线源型扬尘,本文基于气固两相流模型和动网格技术,对不同车速条件下线源型扬尘的扩散规律进行了数值仿真研究,定量分析了车速对于线源型扬尘扩散范围的影响。结果显示:在车辆行驶过程中车身周围会产生空气环流,环流范围随着车速的增大而增大。受环流的影响,扬尘扩散范围也随着车速的增大而增大。当车速由2m/s增大到10m/s时,扬尘扩散高度和扩散宽度均增大0.8倍以上。根据研究结果,本文为道路工程施工便道沿途雾炮机喷射高度的选择提供了建议,以有效解决道路工程线源型扬尘对施工环境造成的影响。(3)针对由物料堆积场和土体裸露面产生的面源型扬尘,本文采用数值仿真的方法对不同风速和围挡高度条件下面源型扬尘的扩散规律进行了研究,定量分析了围挡的抑尘作用。结果显示:设置围挡可有效抑制施工区扬尘向居民区的扩散,抑制效果随着围挡高度的增加而增强。当围挡高度从0m增加到3.5m时,风速1～5m/s情况下由工程区产生的扬尘扩散至居民区的总质量均降低99%以上。而且在围挡高度为2～3.5m时,扬尘在围挡上方扩散高度一般低于2m。根据研究结果,本文为施工现场围挡高度的设定及围挡上方雾化喷头喷射高度的选择提供了建议,以降低道路工程面源型扬尘对居民区生活环境造成的危害。

关键词：工程施工施工扬尘扩散规律颗粒物含水率围挡高度

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建筑施工扬尘空间运移数值模拟及分级管控研究

建筑施工扬尘空间运移数值模拟及分级管控研究

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作者：袁紫婷华东交通大学

学位级别：硕士

建筑施工过程排放的扬尘不仅会对城市环境造成严重的污染,还将危害植被和人体的健康,阻碍社会发展。研究建筑施工扬尘的空间运移扩散特性,有利于帮助制定建筑施工扬尘防治的管理与控制措施,促进城市绿色发展。基于计算流体动力学(Comput... 详细信息

建筑施工过程排放的扬尘不仅会对城市环境造成严重的污染,还将危害植被和人体的健康,阻碍社会发展。研究建筑施工扬尘的空间运移扩散特性,有利于帮助制定建筑施工扬尘防治的管理与控制措施,促进城市绿色发展。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论与技术,围绕建筑施工扬尘的运移规律和分级管控手段,主要完成了以下几方面的研究工作。(1)扬尘的颗粒特性和空间分布特性与建筑施工所处的阶段和所在的区域密切相关。以某建设项目为对象,测量土方开挖阶段等各施工阶段的扬尘排放量,深入研究了采取了施工扬尘控制处理前后的差异性,确定了污染最严重的施工阶段和施工区域,为扬尘空间扩散特性研究做了铺垫。(2)不同建筑施工阶段的施工扬尘空间扩散规律存在相似性。根据21组建筑工地的水平方向和36组建筑工地的垂直方向的施工扬尘浓度监测数据,对比分析幂函数、高斯函数和指数律模型在描述建筑施工扬尘水平方向和垂直方向扩散规律上的准确性与适用性。结果表明,提出的指数律模型可准确描述水平和垂直上建筑施工扬尘的运移特性。以某工地为例,基于CFD模拟技术验证了提出的建筑施工扬尘指数律空间扩散模型的适用性。(3)来流风速和工地围挡高度是影响建筑施工扬尘空间扩散的关键因素。以某工地为例,选取6种指数律剖面来流风速以及6种围挡高度,进行建筑施工扬尘空间扩散的CFD模拟,对比分析不同围挡高度和来流风速下施工扬尘的空间分布与扩散特性。为综合评估建筑施工扬尘对人体及外界环境的影响,提出平均扬尘排放率和扬尘逃逸比作为扬尘污染评估指标,量化分析了来流风速和围挡高度对扬尘污染的影响。(4)根据建筑施工扬尘的影响程度,提出建筑施工扬尘的污染严重程度分级标准,按照离建筑施工工地水平距离将建筑施工区域周围划分为3个污染等级区提出建筑施工扬尘污染严重程度的分级预警方法及详细流程,并针对扬尘污染等级提出了具有针对性的分级管理计划。研究可为建筑施工扬尘的空间扩散分析提供参考,提出的建筑施工扬尘分级管控措施可有效降低建筑施工扬尘浓度,同时控制抑尘成本,最大程度提高环境空气质量,改善居民居住和出行环境。

关键词：建筑施工扬尘空间运移扩散计算流体动力学分级管理与控制来流风速围挡高度

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施工扬尘空间扩散影响因素数值模拟研究

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华东交通大学学报 2022年第6期39卷 103-111页

作者：胡伟成袁紫婷陈华鹏刘伟邢浩然王永祥金峻炎孙世龙华东交通大学交通运输工程学院江西南昌330013 南昌交通学院土木建筑学院江西南昌330100 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 华东交通大学智能交通基础设施研究所江西南昌330013

围挡高度和来流风速是影响施工扬尘空间扩散的主要因素。以北京市某工地为例,选取某个时期的施工扬尘数据进行数值模拟,并与工地实测扬尘浓度数据进行对比验证。通过分析工地施工期间的气象风速资料,选取2,3,4,5,7 m/s和9 m/s共6种指数... 详细信息

围挡高度和来流风速是影响施工扬尘空间扩散的主要因素。以北京市某工地为例,选取某个时期的施工扬尘数据进行数值模拟,并与工地实测扬尘浓度数据进行对比验证。通过分析工地施工期间的气象风速资料,选取2,3,4,5,7 m/s和9 m/s共6种指数律剖面来流风速,以及1.8,2.0,2.2,2.5,2.8 m和3.0 m共6种围挡高度,进行施工扬尘空间扩散的数值模拟,对比分析不同围挡高度和来流风速下施工扬尘的空间分布与扩散特性。为综合评估施工扬尘对人体及外界环境的影响,提出将呼吸高度0.5~1.5 m范围内的平均扬尘排放率和扬尘的逃逸比作为评估指标。结果表明:6种来流风速下,3.0 m围挡高度的平均扬尘排放率指标整体最低,扬尘污染对人体的危害最小;相同风速下,6种围挡高度的扬尘逃逸比基本一致,对外界环境的影响程度相同;来流风速为3 m/s时,施工扬尘对人体的危害最大;来流风速为5 m/s时,施工扬尘对外界环境的危害最大。

关键词：计算流体动力学施工扬尘围挡高度来流风速排放率逃逸比

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