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防塵網(wǎng)防風(fēng)抑塵原理
1、煤堆起塵量與風(fēng)動(dòng)能損失的關(guān)系
風(fēng)通過(guò)“擋風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”時(shí),不能采取堵截的辦法把風(fēng)引向上方,應(yīng)該讓一部分氣流經(jīng)防風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入庇護(hù)區(qū),一部分氣流經(jīng)防風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入庇護(hù)區(qū),這樣風(fēng)的動(dòng)能損失最大,“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”后的煤堆起塵量最小。如當(dāng)使用V>V0的某一風(fēng)速時(shí),在無(wú)任何風(fēng)障時(shí),煤堆起塵量為100%,設(shè)防風(fēng)墻起塵量仍有10%,而設(shè)“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”時(shí)起塵量只有0.5%。此試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明僅僅降低風(fēng)速,不損失風(fēng)的動(dòng)能,也不能最大限度地減少煤堆起塵。
2、煤堆起塵量與風(fēng)的湍流度的關(guān)系
在近地層由于氣象、地形及堆場(chǎng)物料等因素地影響,堆場(chǎng)風(fēng)具有陣發(fā)性,易形成漩渦風(fēng),使煤堆起塵量增加,試驗(yàn)證實(shí),“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”對(duì)較大地漩渦風(fēng)有破碎作用。減小風(fēng)的脈動(dòng)速度,從而減少煤堆起塵,就“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng)) " 而言,雙層“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”的脈動(dòng)速度降低的程度更大。按照實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果加工成一定幾何形狀的防風(fēng)板,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件將防風(fēng)板組合成防風(fēng)抑塵墻,使流通的空氣(強(qiáng)風(fēng))從外通過(guò)墻體時(shí),在墻體內(nèi)側(cè)形成上、下干擾的氣流,以達(dá)到外側(cè)強(qiáng)風(fēng),內(nèi)側(cè)弱風(fēng);外側(cè)小風(fēng),內(nèi)側(cè)無(wú)風(fēng)的效果,從而防止粉塵的飛揚(yáng)。防風(fēng)抑塵網(wǎng)的設(shè)計(jì)當(dāng)氣流通過(guò)每塊防風(fēng)抑塵網(wǎng)時(shí),氣流將按防風(fēng)板的開孔通過(guò)。防風(fēng)板后面出現(xiàn)分離和附著兩種現(xiàn)象。同時(shí)出現(xiàn)了上、下干擾氣流,降低了來(lái)流的風(fēng)速,極大的損失來(lái)流風(fēng)的動(dòng)能。同時(shí)避免防風(fēng)板前風(fēng)流的渦流、減少來(lái)流風(fēng)的湍流度這樣就降低了物料堆表面的剪切應(yīng)力和壓力,從而減少物料的揚(yáng)塵。通過(guò)防風(fēng)板后的來(lái)流風(fēng),出會(huì)形湍流和旋渦氣流,但此時(shí)的風(fēng)速、風(fēng)壓衰減幅度很大,是與風(fēng)速n次成正比。所以風(fēng)速越大,防風(fēng)抑塵網(wǎng)的抑、降塵效率越高,控制揚(yáng)塵的效果越佳。
3、煤堆起塵量與風(fēng)速的關(guān)系
大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”之所以能大量降低露天煤堆起塵量的機(jī)理關(guān)鍵是降低來(lái)流風(fēng)的風(fēng)速;大限度地?fù)p失來(lái)流風(fēng)的動(dòng)能;避免來(lái)流風(fēng)的明顯渦流,減少風(fēng)的湍流度。
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,當(dāng)風(fēng)通過(guò)由“防風(fēng)擬塵網(wǎng)”組成的“防風(fēng)抑塵墻”時(shí),墻后面出現(xiàn)分離和附著兩種現(xiàn)象,形成上、下干擾氣流,降低來(lái)流風(fēng)的風(fēng)速,極大的損失來(lái)流風(fēng)的動(dòng)能;減少風(fēng)的湍流度,消除來(lái)流風(fēng)的渦流;降低煤堆表面的剪切應(yīng)力和壓力,從而減少堆起塵率。一般認(rèn)為,在防風(fēng)網(wǎng)頂部出現(xiàn)空氣流的分離現(xiàn)象,分離點(diǎn)和附著點(diǎn)之間的區(qū)域稱為分離區(qū),這段的長(zhǎng)度稱為尾流區(qū)的特征長(zhǎng)度或有效遮蔽距離。“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”的抑塵效果或屏蔽作用取決于防風(fēng)網(wǎng)尾流區(qū)的特征長(zhǎng)度和風(fēng)速。
根據(jù)露天料堆粉塵擴(kuò)散規(guī)律的試驗(yàn)研究,料堆起塵量與風(fēng)速之間的關(guān)系如下所示:
Q=a(V-V0) n
公式中:
Q-----------料堆起塵量;
V-----------風(fēng)速;
V0---------起塵風(fēng)速;
a-----------與粉塵粒度分布有關(guān)的系數(shù);
n-----------指數(shù)(n 〉1.2);
從上式可以看出料堆起塵量Q與風(fēng)速差(V-V0)的高次方成正比。因此,降低料堆場(chǎng)的實(shí)際風(fēng)速是減少起塵量的最有效方法。
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(shè)置“防風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))”的目的是將V變小,濕法抑塵的目的是將V0變大,從而達(dá)到減少Q(mào)的目標(biāo)。因此對(duì)露天料堆場(chǎng)來(lái)說(shuō),使用“防風(fēng)抑塵墻”和增濕抑塵是兩種主要的減少起塵量的技術(shù)措施。
試驗(yàn)證實(shí),對(duì)不同地區(qū)環(huán)境的煤堆來(lái)說(shuō),2.7<n<6.23。因此降低風(fēng)速是減小露天煤堆起塵量最有效的方法。