非均勻孔隙率防風(fēng)抑塵網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬

1、非均勻孔隙率防風(fēng)抑塵網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬孔隙率因其影響防風(fēng)抑塵網(wǎng)后湍流結(jié)構(gòu)而成為影響抑塵效果的最主要的因素 , 探索最優(yōu)孔隙率的研究成為了提高防風(fēng)抑塵網(wǎng)抑塵效果最直接、最有效的途徑之一。目前均勻孔隙率下網(wǎng)后空氣流動(dòng)和料堆表面受力的物理機(jī)制已為最優(yōu)孔隙率的確定提供了有力的理論支持 , 同時(shí)研究結(jié)果也顯示即使均勻孔隙率下料堆表面的散塵特性亦位置而異 , 本文基于孔隙率決定料堆周圍流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ) ,不同孔隙率下料堆表面不同位置流動(dòng)特性不同而導(dǎo)致抑塵效果各異的規(guī)律, 探索不同孔隙率組合下料堆各表面抑塵效果最優(yōu)的孔隙率分布; 以表面剪切力為衡量抑塵效果的依據(jù) , 研究了不同孔隙率組合下防風(fēng)抑塵網(wǎng)后料

2、堆周圍運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性 , 計(jì)算最佳孔隙率組合 ; 并在垂直縱向孔隙率組合研究的基礎(chǔ)上探討了料堆三面設(shè)網(wǎng)時(shí)堆側(cè)網(wǎng)孔隙率不同下的抑塵效果; 對(duì)數(shù)值模擬進(jìn)行驗(yàn)證后獲得了如下主要結(jié)論 : （1）利用 Fluent 軟件模擬了來流風(fēng)速為6m/s, 三層非均勻網(wǎng)的9種典型工況下料堆各表面近壁面相對(duì)風(fēng)速、料堆表面壓力、 不同高度水平相對(duì)風(fēng)速、料堆表面壓力系數(shù)、湍動(dòng)能等微觀特征, 得出 : 網(wǎng)中部和網(wǎng)下部孔隙率不變,網(wǎng)上部孔隙率從0 增加到 0.1, 網(wǎng)前后豎向壓差減小 , 網(wǎng)后氣流擾動(dòng)減弱 , 料堆近壁面相對(duì)風(fēng)速減小 , 抑塵效果較好 , 網(wǎng)上部孔隙率（ H）取 0.1 時(shí)抑塵效果較好 ; 網(wǎng)上部和網(wǎng)下

3、部孔隙率不變, 網(wǎng)中部孔隙率從 0.4 增加到 0.6 時(shí) , 料堆迎風(fēng)面由貼附流變?yōu)殇鰷u流和貼附的混合流動(dòng), 料堆近壁面風(fēng)速增加 , 氣流擾動(dòng)增加 , 料堆揚(yáng)塵加劇 , 綜合漩渦范圍和湍流結(jié)構(gòu), 網(wǎng)中部孔隙率（M）為 0.4 時(shí)較好 ; 網(wǎng)上部和網(wǎng)中部孔隙率不變, 網(wǎng)下部孔隙率從0.2增加到 0.4 時(shí), 網(wǎng)中部滲透作用增強(qiáng) , 滲透風(fēng)比例增加 , 料堆迎風(fēng)面貼附流的強(qiáng)度增加 , 料堆近壁面相對(duì)風(fēng)速增加, 料堆各表面壓差增大 , 料堆揚(yáng)塵增加 , 網(wǎng)下部孔隙率（ L）為 0.2 時(shí) , 防風(fēng)抑塵效果最佳 ; 綜合考慮網(wǎng)上部、 中部和下部孔隙率 H/ M/L=0.1/0.4/0.2時(shí) ,抑塵效

4、果最佳。（2）分析比較了均勻網(wǎng)、兩層非均勻網(wǎng)、 三層非均勻網(wǎng)下抑塵網(wǎng)的抑塵效果 , 結(jié)果顯示 : 三層非均勻網(wǎng)抑塵效果主要體現(xiàn)在料堆迎風(fēng)面剪切力的減少 , 三層非均勻網(wǎng) H/ M/ L=0.1/0.4/0.2 時(shí)迎風(fēng)面剪切力較兩層非均勻網(wǎng)H/ L=0.1/0.3減少了80%,較均勻網(wǎng)孔隙率 =0.3 減少了 89%;但三層非均勻網(wǎng)平頂面剪切力較兩孔非均勻網(wǎng)有所增加 , 三層非均勻網(wǎng) H/ M/L=0.1/0.4/0.2各表面剪切力之和比均一網(wǎng)=0.3 減小了 66.1%, 比兩層非均勻網(wǎng) H/ L=0.1/0.3減小了 31.2%, 三層非均勻網(wǎng)料堆各表面剪切力絕對(duì)值之和最小, 抑塵效果最佳。

5、（3）研究了料堆三面設(shè)網(wǎng)下 , 堆前網(wǎng)孔隙率和堆側(cè)網(wǎng)孔隙率不同時(shí), 料堆各表面剪切力變化及周圍空氣的微觀動(dòng)力學(xué)分布情況, 研究得出 : 堆前網(wǎng)孔隙率為0.4 時(shí), 側(cè)網(wǎng)孔隙率的改變對(duì)料堆側(cè)面剪切力影響較大, 而對(duì)料堆迎風(fēng)面、 平頂面、背風(fēng)面剪切力影響較小,1/ 2=0.4/0 時(shí)料堆側(cè)面剪切力最大 , 側(cè)網(wǎng)孔隙率從0 增加到 0.5 時(shí), 料堆側(cè)面剪切力呈先減小再趨于平緩的趨勢(shì)。側(cè)網(wǎng)孔隙率從 0 增加大 0.3 時(shí), 側(cè)網(wǎng)滲透作用增加 , 滲透風(fēng)比例增大 , 網(wǎng)前后壓差減小 , 透過側(cè)網(wǎng)的氣流對(duì)堆前來流的阻礙作用使料堆側(cè)面近壁面風(fēng)速減小,揚(yáng)塵減少 ; 側(cè)網(wǎng)孔隙率從 0.3 增加到 0.5 時(shí), 料堆側(cè)面滲透來流對(duì)堆前來流的抑制作用已不明顯 , 料堆側(cè)面剪切力變化較小。本文對(duì)不同孔隙率組合下防