白學(xué)花 陳光輝 李建隆

摘 要：因?yàn)轱L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的可操作性，并且能夠從復(fù)雜的諸多因素中分離出單獨(dú)的某一影響因素進(jìn)行分析。利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)M大自然環(huán)境，對不同防風(fēng)網(wǎng)的擋風(fēng)抑塵效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試；對不同顆粒粒徑的沙堆進(jìn)行粒徑分析實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合模擬的流場分布進(jìn)行了對比分析。防風(fēng)網(wǎng)的設(shè)置能夠明顯的降低沙堆揚(yáng)塵量，沙堆迎風(fēng)面的揚(yáng)塵最嚴(yán)重，且導(dǎo)流型防風(fēng)網(wǎng)的堆前存在降塵區(qū)域。

關(guān) 鍵 詞：防風(fēng)網(wǎng)；風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；抑塵效果；粒徑分布

中圖分類號：X 513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）10-2377-04

Experiment Research on Dust Prevention Effect of Porous Fence

BAI Xue-hua， CHEN Guang-hui， LI Jian-long

（Department of Chemical Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Shandong Qingdao 266042， China）

Abstract： The wind tunnel experiment has strong maneuverability， and can isolate the separate influencing factor from complex factors. In this paper， the wind tunnel experiment was used to simulate nature environment， the wind dust-controlling effect of different windproof net was tested； Grain size analysis experiment was carried out by using sand with different particle size. Combined with simulated flow field distribution， experiment results were compared and analyzed. The results show that the windproof net can significantly reduce the amount of sand dust；Fugitive dust is the most serious on the windward side， there is dust fall area in front of the sand pile with deflector-porous fence.

Key words： Porous fence； Wind tunnel experiment； Dust prevention； Particle diameter

風(fēng)是揚(yáng)塵產(chǎn)生的動力，當(dāng)外界風(fēng)力達(dá)到一定程度，顆粒就會離開垛堆表面從而形成揚(yáng)塵[1]。防風(fēng)網(wǎng)作為治理露天堆料場風(fēng)致?lián)P塵的最新手段，優(yōu)于灑水、噴結(jié)殼固凝劑及織物覆蓋等傳統(tǒng)措施，具有一次性投資，長期受益，維修管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[2]。

國外對于防風(fēng)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)研究由來已久，國內(nèi)起步稍晚。1977年，Raine和Stevenson[3]通過風(fēng)洞試驗(yàn)，使用熱線風(fēng)速儀研究了網(wǎng)后速度場和湍流流場。1997年，宣捷和俞學(xué)曾[4]的起塵率模擬實(shí)驗(yàn)，指出風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)中孔徑雷諾數(shù)應(yīng)大于臨界雷諾數(shù)。2007年，Dong[5]等通過風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)湍流強(qiáng)度是影響防風(fēng)網(wǎng)抑塵作用最直接的因素。2010年，辛庚華[6]等采取現(xiàn)場實(shí)測的研究辦法，發(fā)現(xiàn)垛堆的起塵量與諸多因素有關(guān)，風(fēng)速占主導(dǎo)作用，防風(fēng)網(wǎng)的網(wǎng)前存在減風(fēng)區(qū)。陳延國[7]等進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測研究，驗(yàn)證了防風(fēng)網(wǎng)的防風(fēng)抑塵作用。2011年，張寧[8]等通過可視化風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)防風(fēng)網(wǎng)可有效降低堆垛迎風(fēng)面的摩擦風(fēng)速，對背風(fēng)面影響較小。

綜上所述 ，關(guān)于防風(fēng)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)研究復(fù)雜多樣，研究方法也具有不可否認(rèn)的局限性。李建隆[9-11]等研發(fā)出一種新型導(dǎo)流型防風(fēng)網(wǎng)，在常規(guī)平板型防風(fēng)網(wǎng)網(wǎng)孔上增設(shè)導(dǎo)流翅片，減小來流風(fēng)直接沖擊料堆迎風(fēng)面的作用力，改善了防風(fēng)網(wǎng)的防風(fēng)抑塵效果。但新型防風(fēng)網(wǎng)的遮蔽效果還缺乏實(shí)驗(yàn)性研究。網(wǎng)的遮蔽效應(yīng)作為防風(fēng)網(wǎng)擋風(fēng)抑塵性能的評判依據(jù)，本文就導(dǎo)流型防風(fēng)網(wǎng)的遮蔽性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)合流場模擬進(jìn)行對比分析。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

研究選用直流吸式低速環(huán)境風(fēng)洞進(jìn)行防風(fēng)網(wǎng)的遮蔽實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)段模型為長1 800 mm，寬600 mm，高600 mm，采用有機(jī)玻璃材料制作的長方體。防風(fēng)網(wǎng)模型為開孔率30%的鐵板網(wǎng)，高H：100 mm，寬600 mm，厚2 mm。實(shí)驗(yàn)段流場分布如圖1所示。

2 結(jié)果及分析

2.1 防風(fēng)網(wǎng)遮蔽實(shí)驗(yàn)

對收集到的降塵進(jìn)行單位時間內(nèi)單位起塵面積單位收集面積的計算，規(guī)定該收集量為收集率。

圖1 實(shí)驗(yàn)段流場分布圖

Fig.1 The sketch map of the experiment distribution

在10 m/s的統(tǒng)一風(fēng)速下，對粒徑小于900 μm的細(xì)混合沙堆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，從不加設(shè)防風(fēng)網(wǎng)到加設(shè)導(dǎo)流型防風(fēng)網(wǎng)和圓孔型防風(fēng)網(wǎng)后的細(xì)混合沙堆的揚(yáng)塵收集率從493.32 g·s-1·m-4分別降到0.13 、0.11 g·s-1·m-4。在沒有防風(fēng)網(wǎng)的情況下，垛堆前幾乎沒有沙降，沙粒降落最多的區(qū)域在垛堆后，且隨著到垛堆距離的加大，降塵量急速降低。

圖2 風(fēng)速10 m/s不同防風(fēng)網(wǎng)遮蔽揚(yáng)塵收集率R

Fig.2 Wind speed under different windproof net cover 10 m/s dust collecting rate R

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（上接第2376頁）

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