排風罩對粉筆灰除塵的可行性研究_第1頁
排風罩對粉筆灰除塵的可行性研究_第2頁
排風罩對粉筆灰除塵的可行性研究_第3頁
排風罩對粉筆灰除塵的可行性研究_第4頁
排風罩對粉筆灰除塵的可行性研究_第5頁
已閱讀5頁,還剩9頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、排風罩對粉筆灰除塵的除塵的可行性研究C組:莊孫岐 陳峰 丁海瑞 孫龍2目錄目錄一、課題背景一、課題背景二、數學模型二、數學模型這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容3一、課題背景一、課題背景1.1 1.1 粉筆粉筆 粉筆的成分是硫酸鈣的一種白色粉筆的成分是硫酸鈣的一種白色沉淀物,不容易被分解,顆粒比粉塵沉淀物,不容易被分解,顆粒比粉塵大。國內使用的粉筆主要有普通粉筆大。國內使用的粉筆主要有普通粉筆和無塵粉筆兩種,其主要成分均為碳和無塵粉筆兩種,其主要成分均為碳酸鈣(石灰石)和硫酸鈣(石膏),酸鈣(石灰石)和硫酸鈣(石膏),或含少量的氧化

2、鈣?;蚝倭康难趸}。 無塵粉筆屬普通粉筆的改進產品。它只是在普無塵粉筆屬普通粉筆的改進產品。它只是在普通粉筆中加入油脂類或聚醇類物質作粘結劑,再加通粉筆中加入油脂類或聚醇類物質作粘結劑,再加入比重較大的填料,如粘土、泥灰?guī)r、水泥等這樣入比重較大的填料,如粘土、泥灰?guī)r、水泥等這樣可使粉筆塵的比重和體積都增大,不易飛散,可使粉筆塵的比重和體積都增大,不易飛散,但在但在實際應用中,它對粉筆塵污染的降低效果并不十分實際應用中,它對粉筆塵污染的降低效果并不十分明顯。明顯。4一、課題背景一、課題背景1.1 1.1 健康危害健康危害 用粉筆書寫板書,是將石膏用粉筆書寫板書,是將石膏粉末涂在黑板上。擦拭黑板

3、時,粉末涂在黑板上。擦拭黑板時,石膏粉塵(粉筆灰)在空氣中短石膏粉塵(粉筆灰)在空氣中短暫飄揚后墜落在黑板附近的物面暫飄揚后墜落在黑板附近的物面和地上。其顆粒較大,多在和地上。其顆粒較大,多在100100微微米以上,較重,落下較快,在空米以上,較重,落下較快,在空中飄浮時間短。中飄浮時間短。 粉筆的成分是硫酸鈣的一種白色沉淀物,不容易被分粉筆的成分是硫酸鈣的一種白色沉淀物,不容易被分解,顆粒比粉塵大。所以解,顆粒比粉塵大。所以粉筆無毒,但粉筆灰有害。粉筆無毒,但粉筆灰有害。粉筆粉筆灰的微粒子有很強的病菌吸附能力灰的微粒子有很強的病菌吸附能力, ,粉筆的成份是堿性物質。粉筆的成份是堿性物質。 有

4、害病菌,堿性物質對教師和學生的呼吸系統(tǒng)有害病菌,堿性物質對教師和學生的呼吸系統(tǒng), ,皮膚皮膚, ,耳耳, ,鼻鼻, ,喉部容易造成炎癥喉部容易造成炎癥, ,干燥干燥, ,萎縮萎縮, ,搔癢搔癢, ,皸裂,肺癌,皸裂,肺癌,肺氣腫和腎臟損害。肺氣腫和腎臟損害。 52.1 2.1 求解顆粒物濃度場的本構方程求解顆粒物濃度場的本構方程 從黑板上揚出來的粉筆灰,講臺區(qū)域范圍內的運動,屬于三維非穩(wěn)態(tài)不從黑板上揚出來的粉筆灰,講臺區(qū)域范圍內的運動,屬于三維非穩(wěn)態(tài)不可壓縮湍流流動可壓縮湍流流動, , 只要求解濃度傳輸方程和動量守恒方程便可得出污染物在只要求解濃度傳輸方程和動量守恒方程便可得出污染物在房間內的

5、流場和濃度場。因此,將該區(qū)域視為三維空間,在非穩(wěn)態(tài)下,根據房間內的流場和濃度場。因此,將該區(qū)域視為三維空間,在非穩(wěn)態(tài)下,根據質量守恒建立室內污染物運輸方程如下:質量守恒建立室內污染物運輸方程如下:二、數學模型二、數學模型式中:式中: ux ux、uyuy、uzuz為空間內任一點在為空間內任一點在 x x,y y,z z 三個方向上的三個方向上的 雷諾時均速度分量;雷諾時均速度分量; 為房間內任一點污染物的擴散系數;為房間內任一點污染物的擴散系數; S( x, y, z) S( x, y, z) 為源項。為源項。) ),()()()()(222222zyxSzcycxccuzcuycuxtczy

6、x(1 1)62.2 2.2 假設條件的提出假設條件的提出 要求解式(要求解式(1 1)的濃度方程,首先要求解室內流速場,同時,并做相應)的濃度方程,首先要求解室內流速場,同時,并做相應的假設:的假設:假設流體不可壓縮;假設流體不可壓縮;為了合理的簡化計算過程,將粉筆灰擴散的過程看作是穩(wěn)態(tài)過程。為了合理的簡化計算過程,將粉筆灰擴散的過程看作是穩(wěn)態(tài)過程。二、數學模型二、數學模型2.32.3質量運輸方程、動量運輸方程質量運輸方程、動量運輸方程 質量方程、動量方程如下:質量方程、動量方程如下:0zuyuxuzyxijijjijjjjiiFuuxuuxxpxuutu)()()()((2 2)(3 3)

7、7二、數學模型二、數學模型式中:式中: ui ui、ujuj(i,i,,j=1j=1,2 2,3 3)分別表示)分別表示 x x、y y、z z方向的速度分量;方向的速度分量; 為動力粘滯系數;為動力粘滯系數; 為流體密度為流體密度, , 對于不可壓流體來說視為常數;對于不可壓流體來說視為常數; Fi Fi(i,i,,j=1j=1,2 2,3 3)是微元體上的體力,由于此處只存在重力,)是微元體上的體力,由于此處只存在重力, 并取向上為并取向上為z z軸正方向,則軸正方向,則Fx=0Fx=0,Fy=0Fy=0,Fz=-gFz=-g。 式(式(1 1) ( 3 3)為求解粉筆灰擴散速度場、濃度場

8、的本構方程。其中有)為求解粉筆灰擴散速度場、濃度場的本構方程。其中有uxux、uyuy、uzuz、p p、c c、t t 六個未知變量,而且在式(六個未知變量,而且在式(3 3)中又多了六個未知的)中又多了六個未知的雷諾應力,方程不封閉,從而尋求其他補充方程使其封閉。因此雷諾應力,方程不封閉,從而尋求其他補充方程使其封閉。因此, ,,湍流建,湍流建模顯得非常必要。模型化就是把瞬時值用時均值來表示,紊流模型就是把紊模顯得非常必要。模型化就是把瞬時值用時均值來表示,紊流模型就是把紊流的脈動值附加項與時均值聯系起來的一些特定的關系式。流的脈動值附加項與時均值聯系起來的一些特定的關系式。8二、數學模型

9、二、數學模型2.4 2.4 脈動項脈動項 的處理的處理)(jijuux 脈動項的處理最常用的湍流模型有:零方程模型、二方程模型脈動項的處理最常用的湍流模型有:零方程模型、二方程模型(k-k-模型)、雷諾應力方程模型、代數應力模型。在此運用二方模型)、雷諾應力方程模型、代數應力模型。在此運用二方程模型法,即程模型法,即k-k-方程法。方程法。 標準的標準的k-k-模型的基礎是關于兩個模型方程:一個是模型的基礎是關于兩個模型方程:一個是k k方程,一方程,一個是個是方程??捎梅匠?。可用k k和和定義大尺度湍流速度尺度定義大尺度湍流速度尺度和長度尺度和長度尺度l l:)2/1(k)2/3(kl式中:

10、式中:CC是無量綱常數。是無量綱常數。2kCLCpt 定義如下的渦粘性:定義如下的渦粘性:(4 4)9二、數學模型二、數學模型標準模型應用下列標準模型應用下列k k、的輸運方程:的輸運方程:)()(jiijjitjktjjjxuxuxuxkxxkutkkCxuxuxuxxxutjiijjitjktjjj22)()((5 5)(6 6) 在穩(wěn)態(tài)流動狀態(tài)下,在穩(wěn)態(tài)流動狀態(tài)下,k-k-方程可簡化。方程可簡化。 k - k -方程中包含了五個可調常數方程中包含了五個可調常數: C: C、kk、C1C1和和 C2C2。在。在標準標準k-k-模型中,可?。耗P椭校扇。篊=0.09C=0.09,k=1.0

11、0k=1.00,=1.30=1.30,C1=1.44C1=1.44,C2=1.92C2=1.92。為了采用為了采用 k-k-模型計算雷諾應力,用到模型計算雷諾應力,用到BussinesqBussinesq的假設,把紊的假設,把紊流脈動所造成的附加切應力表示成與層流運動切應力相類似的形流脈動所造成的附加切應力表示成與層流運動切應力相類似的形式,即:式,即:ijijijjitjtkkUUUUuu3232)((7 7) 求解式(求解式(1 1) (7 7)構成的微分方程組,就可以求出講臺區(qū)域)構成的微分方程組,就可以求出講臺區(qū)域內粉筆灰擴散時的流場和濃度場。內粉筆灰擴散時的流場和濃度場。10二、數學

12、模型二、數學模型1.5 1.5 源項源項 的處理的處理 一般情況下,源項的處理有兩種方法:一種比較復雜,需要求解一般情況下,源項的處理有兩種方法:一種比較復雜,需要求解各污染源的釋放強度,且提出一定的數學表達式;另一種則是直接把各污染源的釋放強度,且提出一定的數學表達式;另一種則是直接把源項采取給定邊界條件的方法進行處理。在此采用給定邊界條件的方源項采取給定邊界條件的方法進行處理。在此采用給定邊界條件的方法。法。1.6 1.6 邊界條件及初始條件的給定邊界條件及初始條件的給定 邊界條件:邊界條件: 條縫形排風罩抽吸速度:條縫形排風罩抽吸速度:0.5m/s0.5m/s; 紊流模型:紊流模型:k-k-模型;模型; 粉筆灰微粒平均質量力:粉筆灰微粒平均質量力:10g10g; 初始條件(時間初始條件(時間t=0t=0時):時): 粉筆灰擴散流速(垂直于黑板揚起):粉筆灰擴散流速(垂直于黑板揚起):0.25

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論