数控机加工车间油雾颗粒物扩散机理与通风方式研究

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数控机加工车间内金属切削液的大量使用会导致油雾颗粒物的产生,小粒径颗粒物可以通过人的呼吸道进入肺部,长期吸入对人身体健康造成影响。因此研究数控机加工车间内油雾颗粒物浓度的影响因素、散发情况和通风方式是十分重要的。首先对车间内油雾颗粒物浓度的影响因素进行了研究,探究车间室内外温湿度等气象参数与油雾浓度之间的相关性。本文采用实时监测的方法对车间内外温湿度、油雾浓度等进行长时间监测。结果表明:自然通风的通风方式下,车间内油雾颗粒物浓度的季节性变化比较明显;室外PM2.5浓度对车间内油雾颗粒物浓度的影响最大,且呈正相关;室外风速和温度与车间内油雾颗粒物浓度呈负相关;室外风向对车间内颗粒物浓度的影响显著。测试期间内,车间内外的油雾颗粒物浓度的比值(I/O比)恒大于1,表明内污染源是影响车间内油雾颗粒物浓度的主要因素。对车间密闭罩内的颗粒物浓度和渗透风量的变化规律进行实测,结果表明:设备运转时,密闭罩内浓度快速升高,达到700?200μg/m~3,机器停止运转后保持操作门关闭,浓度会快速降低,短时间内减少了42.86%。密闭罩的渗透风量与外部空气流速和罩口面积大小呈正相关;空气流速较小时,季节对渗透风量的影响显著;设备开启后,渗透风量比停止运转时减少约2%-5%,表明设备运动对密闭罩渗透风量的影响较小。上述表明,渗透作用是密闭罩内的油雾颗粒物扩散的主要驱动力。根据实验结果,提出了密闭罩渗透风量的理论模型,并根据模型构建了自然通风方式下车间内颗粒物浓度计算的多区模型。结果表明多区模型可以较精确地预测车间内油雾浓度变化规律。在机械通风方式下,通过现场实测,验证了CFD模型对于非均匀颗粒物场的预测结果;对四种气流组织方式进行模拟,结果显示不同通风形式下的工作区热舒适度、颗粒物浓度、通风效率和空气龄有较大区别。采用两侧送风顶部回风的气流组织形式在提升工作区热舒适性、降低颗粒物浓度和提高通风效率方面优于其他形式,但工作区的空气龄略高。
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