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大型露天堆料场扬尘在周边局部区域内的扩散规律
| 论文题名： | 大型露天堆料场扬尘在周边局部区域内的扩散规律 |
| 关键词： | 大型露天堆料场;颗粒污染物;扬尘扩散;流场特性;离散相模型;风洞实验 |
| 摘要： | 大型露天堆料场在工业中应用广泛，其在风致作用下产生的扬尘是大气颗粒物的重要来源，对周边半径为几千米内的局部区域的大气环境污染最为严重。研究在此区域内的颗粒污染物扩散规律对于控制其污染具有重要意义。 本文对国内外颗粒物在周边局部区域内的扩散规律相关文献资料进行了收集与分析，以此为基础和依据开展了针对某大型露天堆料场料堆扬尘扩散情况的现场采样、风洞实验和数值模拟研究：以露天纯碱渣堆为研究对象，进行现场采样，获得散料的粒径分布和密度；搭建料堆模型，进行风洞实验，采用PIV技术获得不同风速下的流场分布，分析不同风速下料堆周围的流场特性；建立料堆的数值模型，并对数值模型进行风洞实验的验证；利用验证后的数值模型，并以测量的散料物性参数为输入值，选取离散相模型，进行不同风速（0.87m/s、3.91m/s、7.22m/s）和粒径（10μm、30μm、50μm）下的料堆扬尘的扩散特性研究。 研究结果表明：（1）所测量的散体粒径分布，多集中在5μm-200μm之间，70μm是中位数，散体颗粒的密度为2844.88kg/m3。（2）在风洞实验中，随着风速的增大（0.87m/s-7.22m/s），料堆周围的流场结构比较稳定。（3）随着风速的增大（0.87m/s-7.22m/s），粒径为10μm的颗粒扩散距离，越来越大，并且在垂直方向的扩散宽度越来越大。（4）在0-1.0的范围内，随着风速的增大（0.87m/s-7.22m/s），料堆下风向的颗粒浓度逐渐减小。在1.0-2.1的范围内，风速为0.87m/s时，颗粒浓度最高，3.91m/s和7.22m/s相差不大。在2.1-6.3的范围内，3个风速下的颗粒浓度均较低。（5）颗粒粒径的增大使得颗粒的对于流体的动能损耗增大，颗粒的跟随性差，在相同的启动速度之下，10μm、30μm和50μm的颗粒，在水平截面h=3mm上，颗粒的扩散面积随着粒径的先增大后减小。在水平截面（h=24mm和h=48mm），颗粒的扩散面积随着粒径的增大而增大（6）在相同的启动速度之下，10μm、30μm和50μm的颗粒，在纵截面z=0mm的扩散面积，随着粒径的增大而减小。 |
| 作者： | 刘永阵 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 段振亚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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