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CFD+Fluent鍛造車間安全通風設計

時間:2019-06-02 19:14來源:畢業論文
利用CFD 技術對某鑄造車間進行了數值模擬,根據熱壓和風壓同時作用下的自然通風理論及機械通風理論,使用Gambit 作為前處理軟件設計出該鍛造廠車間模型,再利用 Fluent 軟件對該車間

摘要: 鑄造業作為傳統的熱加工行業,生產過程中能耗高、污染大、生產環境惡劣,鍛造車間的振動、噪聲、煙塵等對工人健康造成危害,對環境形成污染。而鍛造廠更大的危害是在工藝流程時散發的高溫和熱輻射,高溫和熱輻射容易引發工人的職業性中暑及灼傷。這些危害大部分都是由于車間內需要沒有保持良好的全室通風,局部區域也沒有采取局部通風措施而導致的。因此要重視廠房設計和工藝布局的通風,所以有必要對鍛造廠散熱和輻射進行通風排煙的研究。本文利用CFD 技術對某鑄造車間進行了數值模擬,根據熱壓和風壓同時作用下的自然通風理論及機械通風理論,使用Gambit 作為前處理軟件設計出該鍛造廠車間模型,再利用 Fluent 軟件對該車間的通風情況進行了數值模擬和計算,并得到速度分布效果圖與溫度分布效果圖,分析車間在熱壓作用下的通風規律。結果表明,鍛造廠的通風方式和出風口所處方位對溫度場的變化有較大影響, 這為鍛造廠的安全通風設計方向及資金投入方向提供了參考。35966
畢業論文關鍵詞: 鍛造廠;自然通風;機械通風;數值模擬
Safety ventilation design of a forging workshop
Abstract: Foundry industry as the traditional thermal processing industry, the productionprocess of high energy consumption, high pollution, bad production environment, forgingworkshop vibration, noise, dust and other harmful to the health of workers, the formation ofenvironmental pollution. But the casting factory is more harmful emissions in the process ofhigh temperature and heat radiation, high temperature and thermal radiation can lead toworkers' occupational heatstroke and burns. Most of these hazards are due to the workshop noneed to maintain good ventilation of the whole room, the local area also did not take measuresto local ventilation. Therefore, attention should be paid to the plant design and layout ofventilation, so it is necessary to carry out research on ventilation and radiation cooling castingfactory. In this paper, a foundry was numerically simulated by using CFD technology, accordingto the buoyancy and wind, while under the effect of natural ventilation and mechanicalventilation theory, using Gambit as a pre-processing software model of the forging factoryworkshop design, the ventilation of the workshop was simulated and calculated by using Fluentsoftware, and get the velocity distribution the effect of temperature distribution diagram andeffect diagram, to analyze the workshop ventilation under the action of in hot pressing. 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
Keywords: forging workshop; natural ventilation; mechanical ventilation; numerical simulation
目錄
1緒論.1
1.1研究的目的與意義.1
1.2國內外研究現狀.1
1.2.1國內外經典案例.1
1.2.2國內外工廠通風設計進展2
1.3工廠通風的方式方法與特點.3
2.鍛造廠的基礎理論與數值模擬方法4
2.1鍛造廠的基礎理論.4
2.1.1自然通風的理論機理4
2.1.2機械通風的理論機理.6
2.2計算流體力學理論.6
2.3CFD數值模擬方法簡介.8
3.某鍛造廠通風狀態下的數值模擬.11
3.1某鍛造廠的設計概況.11
3.2計算模型的建立及數據處理.12
3.2.1方案一12
3.2.2方案二17
3.2.3方案三22
3.2.4方案四26
3.3方案小結31
4.結論與展望34
致謝35
參考文獻.36
1 緒論1.1 研究的目的與意義我國從計劃經濟時代的幾家專業鍛造廠發展到現在的400家左右,年產量 120 萬噸左右,充分滿足了國家經濟建設[1]。美國現代鑄造 2009 年曾經預測到 2010 年,雖然世界鑄件會減產,但是中國鑄件產量會占到世界產量的36%。但是實際上,2010 年中國生產了 3,960萬噸鑄件,幾乎相當于世界鑄件生產第二至第十名的總和(4,026 萬噸)萬噸,占世界總產量9,140 萬噸的43.4%。[2]當人類跨入21 世紀后,對環保的意識逐漸提高,拯救地球的呼聲也愈發響亮。鑄造業作為傳統的熱加工行業,生產過程中能耗高、污染大、生產環境惡劣,鍛造車間的振動、噪聲、煙塵等對工人健康造成危害,對環境形成污染。[3]而鍛造廠更大的危害是在工藝流程時散發的高溫和熱輻射, 高溫和熱輻射容易引發工人的職業性中暑及灼傷。這些危害大部分都是由于車間內需要沒有保持良好的全室通風,局部區域也沒有采取局部通風措施而導致的。 工人們同時暴露于高溫空氣和熱輻射下, 導致熱量在體內積累,熱量加上代謝的熱量, 會造成散熱失調和病理變化。 8 小時勞動的排汗量將隨小氣體環境、體力消耗以及熱適應性程度的不同而異一般在1.5~5 升之間,或甚至更高。在較小鍛造車間或離熱源較遠處,貝哈二氏熱應激指數通常為 55~95;但在大型鍛造車間,靠近加熱爐或落錘機的工作點可能高達150~190。易引起缺鹽和熱痙攣。在寒冷季節,暴露于小氣候環境的變化中可能在一定程度上促進其適應性,但迅速而過于頻繁的變化,可能構成對健康的危害。因此要重視廠房設計和工藝布局的通風,所以有必要對鍛造廠散熱和輻射進行通風排煙的研究[4]。1.2 國內外研究現狀1.2.1 國內外經典案例鍛造廠是高溫作業工廠的代表。 在進行鍛造作業的過程中,不僅發出強噪聲, 而且產生大量的熱和氣體要解決噪聲問題,最好把工廠建筑物密閉起來, 但要解決熱量和氣體問題,又需要把建筑物敞開,保持通風狀態。為了解決這個矛盾, 必須既把工廠建筑物密閉化,又要設置良好的通風設備。但是,要排除鍛造廠所產生的大量煙和熱,其通風設備的投資和運轉費用都相當大。許多中小型鍛造廠因通風設備差,不得不打開窗戶和進出口,致使噪聲控制遭到失敗。[5]我們可以看到雖然國內外許多對于工廠建筑本身沒有根據通風進行一些額外的設計,但是仍舊存在一些經典的設計案例。以下我就按照動力方式的不用來分別介紹一下: CFD+Fluent鍛造車間安全通風設計:http://www.aftnzs.live/gongcheng/20190602/34201.html
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