炼钢电炉无组织排放烟尘在车间内扩散模拟

论文摘要

随着全球经济的回暖,钢铁需求有所上升,钢铁行业也随之旺盛,但是钢铁行业属于特殊行业,无组织排放的烟尘在相对高大的炼钢车间会难以充分扩散,给工人身体健康造成一定的威胁。本文主要研究车间内的空气流通和空气质量问题,为车间设计方案的选取和管理方式的选择提供技术根据。论文利用计算流体力学的方法针对不同车间方案在一系列的风速下进行数值模拟,得到车间内气流的速度场和无组织排放烟尘的浓度分布图。本文先对车间设计方案一(仅进风口处有一扇大门)在风速1.2m/s下进行气流流速图和烟尘浓度分布图的模拟,进行分析后得出此方案通风效果不佳,烟尘浓度不达标的结论；在此基础上对方案一进行优化,构建设计方案二即在出风口处加设一扇大门,再用FLUENT数值模拟方法对其在1.2m/s时进行气流流速图和烟尘浓度分布图的模拟,此方案通风效果很好,使烟尘得到充分扩散,车间内烟尘浓度达到标准；同时继续对方案一在一系列逐渐增大的风速下进行了模拟,从得出的气流流速图和烟尘浓度分布图可知,当风速大于4m/s后,车间即使关闭出风口处的大门,都能保证车间内的空气流通顺畅,烟尘浓度能达到车间卫生标准。从这一系列的模拟中可以对炼钢车间进行了室内空气质量预评,直观的反映了炼钢车间内工人的工作环境,从而能事先发现问题,节约大量的人力物力,为优化炼钢车间的设计方案及选择管理方式提供更有效可行的控制技术措施。总之,本文对工业车间在不同情况下的空气流通和污染物浓度扩散进行了研究,为车间设计方案的选取以及运行后管理方式的选择提供了一定的思路和探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 研究方法
• 第2章 FLUENT软件的介绍
• 2.1 FLUENT软件的程序结构
• 2.2 FLUENT软件可以解决的问题
• 2.3 FLUENT的求解步骤
• 2.4 FLUENT软件的优势
• 第3章 数值模拟的理论基础
• 3.1 湍流模拟的基本理论
• 3.2 湍流时均控制微方程
• 3.3 湍流模拟方法
• 3.3.1 湍流模型
• 3.3.2 壁面函数法
• 3.3.3 控制方程的离散
• 3.3.4 代数方程的求解和算法
• 3.3.5 壁面函数法
• 3.3.6 控制方程的离散
• 3.3.7 代数方程的求解和算法
• 3.4 本文所选用的方法
• 第4章 模型建立及模拟结果分析
• 4.1 几何模型建立
• 4.2 方案一数值模拟及结果分析
• 4.2.1 网格划分
• 4.2.2 方案一第一次预测模拟
• 4.2.3 方案一第二次预测模拟
• 4.2.4 方案一第三次预测模拟
• 4.2.5 方案一三次预测模拟小结
• 4.3 预测方案二数值模拟及结果分析
• 4.3.1 网格划分
• 4.3.2 边界条件
• 4.3.3 模拟结果及分析
• 4.3.4 方案二预测模拟小结
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 全文总结
• 5.2 建议
• 5.2.1 全文不足
• 致谢
• 参考文献
• 读硕士学位期间发表的论文与科研成果