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防塵網防風抑塵原理

  1 、煤堆起塵量與風動能損失的關係

  風通過“擋風抑塵牆(網)”時 ,不能采取堵截的辦法把風引向上方 ,應該讓一部分氣流經防風網進入庇護區 ,一部分氣流經防風網進入庇護區 ,這樣風的動能損失最大 ,“防風抑塵牆(網)”後的煤堆起塵量最小 。如當使用V>V0的某一風速時 ,在無任何風障時 ,煤堆起塵量為100% ,設防風牆起塵量仍有10% ,而設“防風抑塵牆(網)”時起塵量隻有0.5% 。此試驗結果說明僅僅降低風速 ,不損失風的動能 ,也不能最大限度地減少煤堆起塵 。

 

氣流通過防風牆示意圖

  2 、煤堆起塵量與風的湍流度的關係

  在近地層由於氣象 、地形及堆場物料等因素地影響 ,堆場風具有陣發性 ,易形成漩渦風 ,使煤堆起塵量增加 ,試驗證實 ,“防風抑塵牆(網)”對較大地漩渦風有破碎作用 。減小風的脈動速度 ,從而減少煤堆起塵 ,就“防風抑塵牆(網) " 而言 ,雙層“防風抑塵牆(網)”的脈動速度降低的程度更大 。按照實施現場環境風洞實驗結果加工成一定幾何形狀的防風板 ,並根據現場條件將防風板組合成防風抑塵牆 ,使流通的空氣(強風)從外通過牆體時 ,在牆體內側形成上 、下幹擾的氣流 ,以達到外側強風 ,內側弱風;外側小風 ,內側無風的效果 ,從而防止粉塵的飛揚 。防風抑塵網的設計當氣流通過每塊防風抑塵網時 ,氣流將按防風板的開孔通過 。防風板後麵出現分離和附著兩種現象 。同時出現了上 、下幹擾氣流 ,降低了來流的風速 ,極大的損失來流風的動能 。同時避免防風板前風流的渦流 、減少來流風的湍流度這樣就降低了物料堆表麵的剪切應力和壓力 ,從而減少物料的揚塵 。通過防風板後的來流風 ,出會形湍流和旋渦氣流 ,但此時的風速 、風壓衰減幅度很大 ,是與風速n次成正比 。所以風速越大 ,防風抑塵網的抑 、降塵效率越高 ,控製揚塵的效果越佳 。

  3 、煤堆起塵量與風速的關係

  大量的實驗結果說明 ,“防風抑塵牆(網)”之所以能大量降低露天煤堆起塵量的機理關鍵是降低來流風的風速;大限度地損失來流風的動能;避免來流風的明顯渦流 ,減少風的湍流度 。

  根據空氣動力學原理 ,當風通過由“防風擬塵網”組成的“防風抑塵牆”時 ,牆後麵出現分離和附著兩種現象 ,形成上 、下幹擾氣流 ,降低來流風的風速 ,極大的損失來流風的動能;減少風的湍流度 ,消除來流風的渦流;降低煤堆表麵的剪切應力和壓力 ,從而減少堆起塵率 。一般認為 ,在防風網頂部出現空氣流的分離現象 ,分離點和附著點之間的區域稱為分離區 ,這段的長度稱為尾流區的特征長度或有效遮蔽距離。“防風抑塵牆(網)”的抑塵效果或屏蔽作用取決於防風網尾流區的特征長度和風速 。

  根據露天料堆粉塵擴散規律的試驗研究 ,料堆起塵量與風速之間的關係如下所示 :

  Q=a(V-V0) n

  公式中 :

  Q-----------料堆起塵量;

  V-----------風速;

  V0---------起塵風速;

  a-----------與粉塵粒度分布有關的係數;

  n-----------指數(n 〉1.2);

  從上式可以看出料堆起塵量Q與風速差(V-V0)的高次方成正比 。因此 ,降低料堆場的實際風速是減少起塵量的最有效方法 。

防風抑塵牆防塵機理示意圖

  從上式還可以看出 ,要使起塵量Q變小 ,主要的辦法是降低“V-V0”的差值 。設置“防風抑塵牆(網)”的目的是將V變小 ,濕法抑塵的目的是將V0變大 ,從而達到減少Q的目標 。因此對露天料堆場來說 ,使用“防風抑塵牆”和增濕抑塵是兩種主要的減少起塵量的技術措施 。

  試驗證實 ,對不同地區環境的煤堆來說 ,2.7<n<6.23 。因此降低風速是減小露天煤堆起塵量最有效的方法 。