论文部分内容阅读
近些年来,由于我国工业的快速发展,使得国内家具总量的不断增加和不断发展。随着喷漆房在家具领域得以广泛的应用,家具制造行业在大型喷漆房方面需求量不断增长。然而在家具行业的家具喷涂过程中存在着不少危害因素,主要是苯、甲醛、苯胺等高毒物质,并且许多家具制造企业的施工作业现场环境恶劣,存在高毒物质等严重超标问题。因此,本文的研究工作主要从实际应用角度出发,并以木制家具喷漆房中常见的甲苯气体作为研究对象及CFD方法为研究手段,结合实验测试和数值模拟计算对喷漆房内的速度场、温度场以及浓度场进行了研究,并通过研究分析了改变不同条件的情况下,室内气流组织中的甲苯速度场、浓度场及温度场的分布状况,得到在不同条件分布下,气体的速度、浓度、温度对喷漆房内气流组织的影响,提出喷漆房气流组织结构的优化方案。具体内容如下:首先对喷漆房内部的选定测点位置进行气体速度、浓度、温度等进行测量,得到喷漆房内部的气体速度、浓度、温度的分布规律。根据分析对比家具喷漆房内现场甲苯的浓度和国家相关的法律法规的工作场所允许浓度情况,研究出木制家具喷漆房的危害情况。其次根据当前喷漆房的几何模型和送风方式等进行选择,以及湍流数值模拟理论,确定喷漆房浓度场、速度场等数值理论模型的控制方程,并且根据现场的实际测量结果对边界条件和初始条件进行假设。再利用FLUENT数值模拟软件对某木制家具喷漆房建立物理模型,并对室内甲苯气体浓度场、速度场等进行数值模拟,得到喷漆房内不同环境下的甲苯气体浓度场、速度场等分布情况,分析研究CFD仿真模拟技术在室内气流组织模拟中的可行性。然后通过CFD仿真模拟技术对木制喷漆房室内污染物的浓度场、速度场等进行数值模拟分析,在原有物理模型基础上改变喷漆房的送风速度、排风口位置和污染位置等,计算出当送风量、排风量及改变源位置等条件改变情况下,人体站姿状态下气流组织的速度、温度、浓度及分布特征。得出喷漆房内甲苯的浓度值较低且适宜人体施工的最佳方案。即通过FLUENT数值模拟技术对室内环境下的甲苯温度场、速度场、浓度场分布特征进行研究,对室内污染物控制的决策提供参考。再针对家具喷漆房的室内气流组织分布情况进行FLUENT软件进行数值模拟,运用软件模拟不同通风方式下喷漆室内的气流组织情况,比较不同送风形式下的室内气流组织及通风性能。比较不同因素(比如送风速度、送风形式、室内温度等)下的室内空气品质及通风性能。在此基础之上,对喷漆房的气流组织进行了优化,并对优化过后的喷漆房进行工艺参数的优化,在保证喷漆房速度和温度都达到设计要求的基础之上,找出了喷漆房气流组织最为环保节能的工艺参数组合方案。最后将试验与数值模拟技术相结合,对家具涂装作业工艺提出可量化的、易操作的建议,对职业卫生要求提出可行性方案,即对室内污染物控制的决策提供参考。