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防尘网防风抑尘原理

  1、煤堆起尘量与风动能损失的关系

  风通过“挡风抑尘墙(网)”时,不能采取堵截的办法把风引向上方,应该让一部分气流经防风网进入庇护区,一部分气流经防风网进入庇护区,这样风的动能损失最大,“防风抑尘墙(网)”后的煤堆起尘量最小。如当使用V>V0的某一风速时,在无任何风障时,煤堆起尘量为100%,设防风墙起尘量仍有10%,而设“防风抑尘墙(网)”时起尘量只有0.5%。此试验结果说明仅仅降低风速,不损失风的动能,也不能最大限度地减少煤堆起尘。

 

气流通过防风墙示意图

  2、煤堆起尘量与风的湍流度的关系

  在近地层由于气象、地形及堆场物料等因素地影响,堆场风具有阵发性,易形成漩涡风,使煤堆起尘量增加,试验证实,“防风抑尘墙(网)”对较大地漩涡风有破碎作用。减小风的脉动速度,从而减少煤堆起尘,就“防风抑尘墙(网) " 而言,双层“防风抑尘墙(网)”的脉动速度降低的程度更大。按照实施现场环境风洞实验结果加工成一定几何形状的防风板,并根据现场条件将防风板组合成防风抑尘墙,使流通的空气(强风)从外通过墙体时,在墙体内侧形成上、下干扰的气流,以达到外侧强风,内侧弱风;外侧小风,内侧无风的效果,从而防止粉尘的飞扬。防风抑尘网的设计当气流通过每块防风抑尘网时,气流将按防风板的开孔通过。防风板后面出现分离和附着两种现象。同时出现了上、下干扰气流,降低了来流的风速,极大的损失来流风的动能。同时避免防风板前风流的涡流、减少来流风的湍流度这样就降低了物料堆表面的剪切应力和压力,从而减少物料的扬尘。通过防风板后的来流风,出会形湍流和旋涡气流,但此时的风速、风压衰减幅度很大,是与风速n次成正比。所以风速越大,防风抑尘网的抑、降尘效率越高,控制扬尘的效果越佳。

  3、煤堆起尘量与风速的关系

  大量的实验结果说明,“防风抑尘墙(网)”之所以能大量降低露天煤堆起尘量的机理关键是降低来流风的风速;最大限度地损失来流风的动能;避免来流风的明显涡流,减少风的湍流度。

  根据空气动力学原理,当风通过由“防风拟尘网”组成的“防风抑尘墙”时,墙后面出现分离和附着两种现象,形成上、下干扰气流,降低来流风的风速,极大的损失来流风的动能;减少风的湍流度,消除来流风的涡流;降低煤堆表面的剪切应力和压力,从而减少堆起尘率。一般认为,在防风网顶部出现空气流的分离现象,分离点和附着点之间的区域称为分离区,这段的长度称为尾流区的特征长度或有效遮蔽距离。“防风抑尘墙(网)”的抑尘效果或屏蔽作用取决于防风网尾流区的特征长度和风速。

  根据露天料堆粉尘扩散规律的试验研究,料堆起尘量与风速之间的关系如下所示:

  Q=a(V-V0) n

  公式中:

  Q-----------料堆起尘量;

  V-----------风速;

  V0---------起尘风速;

  a-----------与粉尘粒度分布有关的系数;

  n-----------指数(n 〉1.2);

  从上式可以看出料堆起尘量Q与风速差(V-V0)的高次方成正比。因此,降低料堆场的实际风速是减少起尘量的最有效方法。

防风抑尘墙防尘机理示意图

  从上式还可以看出,要使起尘量Q变小,主要的办法是降低“V-V0”的差值。设置“防风抑尘墙(网)”的目的是将V变小,湿法抑尘的目的是将V0变大,从而达到减少Q的目标。因此对露天料堆场来说,使用“防风抑尘墙”和增湿抑尘是两种主要的减少起尘量的技术措施。

  试验证实,对不同地区环境的煤堆来说,2.7<n<6.23。因此降低风速是减小露天煤堆起尘量最有效的方法。