生产性粉尘是工业厂房的主要副产品,不仅危害员工的身体健康,还易于引发火灾爆炸等生产安全问题,影响设备的寿命和产品质量。厂房内的空调系统亦会受到粉尘污染,进而影响到室内热湿环境,空调系统在创造均匀的温度场的同时也会创造均匀的粉尘浓度场,将粉尘从污染源处传播到室内各处。为此,本文的研究对粉尘污染厂房空调系统的设计和改造、工业厂房的防灾减灾、员工的劳动保护均具有重要意义。本文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真模拟的方法对存在粉尘污染的工业厂房展开了气流组织的比较分析和优化研究。针对工业厂房提出多个适用的气流组织形式并对各形式的控制污染传播和室内热湿效果进行了对比分析。研究结果可作为我国粉尘污染厂房中空调气流组织的优化设计、既有粉尘污染厂房空调系统改造的设计参考,并对碰撞射流送风方式用于工业厂房提供借鉴意义。本文的研究工作针对河北双羊砂轮制造有限公司生产厂房的空调系统展开,该厂房另外设有通风除尘系统排除粉尘,首先通过现场调研,全面分析砂轮生产原料、工艺流程、加工设备和厂房环境等影响因素,确定了粉尘污染源的位置。同时开展实地勘测,通过数据分析和数值模拟,发现厂房的空调系统形式不适用于粉尘污染厂房,粉尘沉积于空调换热器表面导致室内热湿环境没有达标,同时厂房空调系统的气流组织形式与排风气流存在干扰导致室内粉尘没有得到有效控制和排除。其次,基于数值模拟的方法对存在粉尘污染的工业厂房内部气流组织方案做出了优选,得出结论:采用碰撞射流方案的气流组织方式的控制室内污染传播和室内热湿效果均优于传统的气流组织方案,但是碰撞射流方案单侧送风方式存在盲区,通过将空调设备和风口均匀布置在厂房两侧的碰撞射流双侧送风方案可得到解决和取得更佳的效果。最后,将研究成果应用于对河北双羊砂轮制造有限公司生产厂房的空调系统的全面改进设计,通过运用DeST软件和多目标决策法比较确定了设有两级过滤的空调系统形式,对换热器采用粗效加静电过滤双重保护措施,给出了碰撞射流送风方式的设计参数,可作为碰撞射流送风设计的参考依据。