关于颗粒静态起动风速的研究.pdf

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1、２０１６年第４期（总第１８１期）江西建材工程管理关于颗粒静态起动风速的研究■王成■山东科技大学土木工程防灾减灾重点实验室，山东青岛２６６５９０摘要：开放尘源扬尘实质是风力作用下粉尘质量的迁移。当风力增大到足以计算，通过对实验前后物料堆与托盘进行称重计算吹蚀的粉尘量。使开放源散状颗粒在气流作用下发生向量位移时，颗粒开始逸散进入气（３）含水率的配置。含水率的配置大体有两种，一种是表层喷洒，流，此时的风速即为起动风速。起动风速是判断颗粒移动与否的依据，第二种是整个矿样喷洒。试验采用较为简单的第一种，并尽量做到表是颗粒质量输移的等效因子，亦

2、是分析颗粒物释放有无以及源强释放强层均匀喷洒。弱的重要参数。在环境风洞中，根据相似理论，按照露天堆场实际的堆（４）风蚀时间的确定。由于风机从起动到达到指定风速需要一定存方式，采用合适比例尺，在保证几何相似、动力相似的基础上，从质量时间，并且随着时间的拉长，物料堆表面产生粗化，起尘量也将减小。输移角度利用外推法得到煤粉的起动风速。因此，采样时间不同，所得到的起尘量差别也较大。为此，在正式开始关键词：静态扬尘风洞相似起动风速之前先进行了预备试验，以确定合理风蚀时间。从实测结果看，实验初我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，露天堆场源源不

3、断地期吹走的粉尘量随时间下降较快，大体呈线性变化，２０ｍｉｎ后变化趋［５］［６］释放出大量粉尘，不仅直接导致了数以亿计的原料损失［１－２］，而且对缓。因此本次试验的采样时间确定为２０ｍｉｎ，与Ｈｕｂｅｒｔ、苗绿田等周边区域造成了严重的大气环境质量污染。据统计，我国港口大气的选取一致。ＴＳＰ超标的现象普遍存在［３］，港口粉尘已成为中国沿海城市大气颗粒（５）实验过程和步骤。实验之前样品提前进行筛分，去除大于物污染的主要成分之一。６ｍｍ的粗颗粒，之后按以下步骤进行：①自然含水率组次的试验物料本文在多年港口露天堆场粉尘治理的实践和研究的基础

4、上，结合堆脱模后直接进入下一步，需要洒水的组次则在物料堆脱模后进行洒风洞试验重点展开对煤粉起尘规律的研究，为港区粉尘的全面治理提水，配置含水量；②将物料堆配置完毕后进行称重，然后置于风洞中，物供科学范式，也为港区环境政策的制定提供重要理论依据，同时也为城料堆短轴方向与风向一致；③实验完毕后将物料堆和托盘一并取出风市建筑尘、土壤尘及露天堆场等系列无组织颗粒源的扬尘治理提供了洞再次进行称重，其中滚落在托盘内的物料不计入起尘量中；④在试验有益借鉴。物料堆表层１ｃｍ深度内进行取样，进行含水率分析。１主要实验装置４实验结果分析风洞实验段起始处

5、有粗糙元和尖劈，用以模拟大气边界层气流。该根据布伦特的推算，当风速超过１ｍ／ｓ时，空气的流动必然为湍［７］风洞为单回路单试验段直流吹出式边界层风洞。风速的测量使用丹麦流。据此，堆煤场由于刮风所引起的扬尘可看作湍流对尘粒的搬产ＤＩＳＡ热线（膜）风速仪，使用前用ＤＩＳＡ自带的射流风洞进行校准。动。本文从颗粒质量输移角度考虑，通过对颗粒料堆起尘量的测定，采［８］煤粉的烘干采用北京医疗设备厂产的ＤＦ２０５电热鼓风干燥箱，其用外推法来定量测定起动速度。内容积为６５×５０×５０ｃｍ，温度范围５～２２０℃，功率２．８ｋＷ。为保证烘实验将颗粒料堆静

6、置于风洞试验段，风蚀过后测量料堆前后重量干效果，同时避免煤粉的燃烧，维持温度在９０℃左右１２小时以上（一变化，绘制颗粒起尘率与气流平均速度之间关系的ｑ－ｕ曲线，则起动般是在下午５∶００到次日上午８∶００之间进行）。速度即为曲线与横坐标交点处的速度值，即ｑ＝０时，认为此时的风速２模拟相似条件即为起动风速ｕ＝ｕｔ，各起尘收集时间下的起动风速为３．７２ｍ／ｓ、３．２．１几何相似７３ｍ／ｓ、３．７９ｍ／ｓ、３．７２ｍ／ｓ，由此得到了自然含水率条件的起动风速值几何相似是保证流动相似的最基本条件，一个物体经过各向等比为３．８ｍ／ｓ。例变形后能与

7、另一个物体完全重合，则称两者为几何相似［４］。在实际５结语模拟中，只需根据具体情况满足主要的控制条件即可。试验中模型的本文以理论分析为基础，通过风洞试验对煤炭的起动风速值进行几何尺寸根据料堆原形尺寸按比尺１∶２００确定，模型为棱台状。煤堆实验测定，得到以下结论：通过模拟自然含水率下煤粉的风蚀起尘量，模型的相应尺寸分别为：上底２８３ｍｍ×７２ｍｍ，下底５００ｍｍ×２９０ｍｍ，高利用外推法绘制颗粒起尘与不同气流平均速度之间的ｑ－ｕ关系曲线，８５ｍｍ，表面积为１７８３８６ｍｍ２，安息角为３８°。得到煤炭的起动风速为３．８ｍ／ｓ。２．２局部

8、地形相似考虑到局部地形主要影响风速垂向分布，因此采用模拟风速垂向参考文献梯度的方法来近似模拟局部地形对风速的影响。［１］ＬｅｅＳＪ，ＰａｒｋＫＣ，ＰａｒｋＣＷ．Ｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｂｏｕｔｔｈｅｓｈｅｌ-２．