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复杂地下工程施工风仓风量分配情况和局部阻力系数研究 被引量:1
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作者 郭春 王义翔 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2277-2286,共10页
为解决多掌子面且掌子面需风量间存在较大差异的地下工程施工通风节能问题,以多进出口隔板式风仓为对象,通过数值模拟方法,将进风量和隔板覆盖率作为自变量,研究风仓出风量分配情况和局部阻力系数。结果表明:(1)风仓出风量分配情况和局... 为解决多掌子面且掌子面需风量间存在较大差异的地下工程施工通风节能问题,以多进出口隔板式风仓为对象,通过数值模拟方法,将进风量和隔板覆盖率作为自变量,研究风仓出风量分配情况和局部阻力系数。结果表明:(1)风仓出风量分配情况和局部阻力系数仅与风仓自身的结构形式有关,与进风量无关;(2)隔板式风仓出风管转角处会形成“三角状”高速区,隔板覆盖率越大,高速区内风流速度越快,高速区越短;(3)可通过改变隔板覆盖率,实现对风仓出风量的调节,并给出了风仓无隔板出风口出风量占比与隔板覆盖率之间的函数关系式;(4)风仓隔板覆盖率超过40%时,局部阻力系数会显著增加,并给出了隔板覆盖率与风仓各个出风口局部阻力系数的函数关系式,供后续研究和相关单位进行参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 隔板风仓 数值模拟 函数拟合
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安全帽送风强度对人体呼吸微环境影响研究
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作者 孟晓静 薛鑫鑫 +2 位作者 付林志 刘启薇 黄玉杰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3335-3342,共8页
为改善作业人员呼吸微环境,对送风式安全帽佩戴者呼吸微环境温度场、速度场和浓度场进行研究。通过假人试验方法测试安全帽在不同送风强度下的人体呼吸微环境温度、速度和粉尘质量浓度,研究人体呼吸微环境温度分布及速度分布规律,阐明... 为改善作业人员呼吸微环境,对送风式安全帽佩戴者呼吸微环境温度场、速度场和浓度场进行研究。通过假人试验方法测试安全帽在不同送风强度下的人体呼吸微环境温度、速度和粉尘质量浓度,研究人体呼吸微环境温度分布及速度分布规律,阐明安全帽送风强度对人体呼吸微环境中总尘及呼尘降尘效果的影响,进而分析佩戴者对安全帽送风强度的满意程度。结果显示,人体面中部位降温效果优于人体脸颊两侧,其中人体鼻子处降温效果较为明显;安全帽在不同送风强度下对人体呼吸微环境速度场的分布规律一致;当送风强度为Ⅳ级时,人体呼吸微环境内粉尘降尘效率最高,佩戴者满意率最高;人体微环境总尘和呼尘降尘效率分别可达到81.39%和82.89%。研究结果可为改善人体呼吸微环境提供参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 安全 送风强度 假人试验 呼吸微环境
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红外热成像技术在室内非均匀热环境评价中的应用研究
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作者 孟晓静 刘启薇 +1 位作者 曹莹雪 阿鑫 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3138-3143,共6页
为了对室内热环境进行空间评价,探究平均辐射温度与湿球黑球温度(t_(WBG))的空间分布规律,通过对存在辐射热源与室温两种工况下的室内空气温度、相对湿度、风速、黑球温度、表面温度进行测试,考察红外热成像法计算空间平均辐射温度的可... 为了对室内热环境进行空间评价,探究平均辐射温度与湿球黑球温度(t_(WBG))的空间分布规律,通过对存在辐射热源与室温两种工况下的室内空气温度、相对湿度、风速、黑球温度、表面温度进行测试,考察红外热成像法计算空间平均辐射温度的可靠性,并结合Python数字图像设计一种热环境空间评价结果的可视化方法,研究存在辐射源与室温两种工况平均辐射温度与t_(WBG)的空间分布规律。结果显示:不同工况下红外热成像法与黑球法的差异均在2℃以内,红外热成像法计算平均辐射温度具有较高的可靠性。平均辐射温度、空气温度、t_(WBG)的空间变化规律相似,当室内存在辐射热源时平均辐射温度的空间差异为6.4℃,t_(WBG)的空间差异为3.9℃。研究结果可以为室内热环境的空间评价提供参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 红外热成像 平均辐射温度 湿球黑球温度
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粉尘粒径分布检测技术现状与应用进展 被引量:1
4
作者 郑丽娜 范钰雪 +5 位作者 刘豆 任碧琳 韩默楠 胡缤文 吴睿洁 张清扬 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3876-3888,共13页
粉尘粒径分布的精确监测对于矿工健康及矿井安全至关重要,在预防职业性疾病和避免安全事故上发挥着关键作用。系统评述了现有的粉尘粒径分布检测方法,包括显微观察法、空气动力学法、电迁移率法及光学测量法,并对比了它们在粉尘监测中... 粉尘粒径分布的精确监测对于矿工健康及矿井安全至关重要,在预防职业性疾病和避免安全事故上发挥着关键作用。系统评述了现有的粉尘粒径分布检测方法,包括显微观察法、空气动力学法、电迁移率法及光学测量法,并对比了它们在粉尘监测中的优势与局限。显微观察法提供颗粒的形态学特征,空气动力学法和电迁移率法基于颗粒的物理行为进行分类,光学测量法依靠散射光的特性进行实时监测。尽管各方法在操作便利性、测量范围和精度等方面各有千秋,但在实际应用中的选择需考虑到具体监测场景的需求。展望未来,预计粉尘粒径分布监测技术将向着高分辨率、宽测量范围及智能化分析方向发展,更好地保护矿工健康和提升矿井安全。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 粉尘粒径分布 矿井安全 检测技术 粉尘防治
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不同表面活性剂对煤尘润湿效果的试验联合模拟研究
5
作者 荆德吉 鲍春花 +2 位作者 戴明颖 董智斌 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期995-1006,共12页
随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺... 随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(Coconutt Diethanol Amide,CDEA)及椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAB)对煤尘的润湿性。从宏观试验入手探究各表面活性剂对煤尘润湿性的影响,并通过建立表面活性剂/水、水/表面活性剂/煤体系进行动力学模拟分析,考察运动过程中分子运动趋势,将表面张力与氢键作用和径向分布函数结合分析表面活性剂自身的亲水性,将润湿角和沉降试验与静电势和相对浓度、均方位移、相互作用能结合研究表面活性剂对煤尘的润湿性影响,从分子尺度对试验现象进行系统性分析,深入探讨表面活性剂润湿煤尘的机制。结果表明:SDBS对水的表面张力削弱最强,即表面张力最小,为24.08 mN/m,微观表现为SDBS溶液形成的氢键最多,为771个,长为0.15 nm的氢键最多,径向函数曲线峰值最早出现,最易与水分子吸附;SDBS溶液的润湿角、沉降时间均为最小,分别为19.83°、21.11 s,微观表现为SDBS与煤结合后与水结合部位的静电势差最大,为5.3529 eV,受π-π相互作用的影响,SDBS在煤水界面的吸附范围最广,在氢键和静电力的主导下,水分子扩散系数最小,为0.51×10^(-4)cm^(2)/s,大幅限制了水分子扩散,SDBS与煤的相互作用能也最大,为-2662.80 kJ/mol。模拟分析揭示了宏观试验现象呈现的变化规律,研究结果可为高效评价表面活性剂润湿性提供参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 表面活性剂 分子模拟 氢键作用 润湿性
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隧道施工通风壁面粗糙度评定方法及其工程应用 被引量:11
6
作者 张恒 孙建春 +2 位作者 向芬 王路 涂鹏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期217-225,共9页
隧道通风数值计算中定义壁面粗糙程度的参数由粗糙高度和粗糙常数构成,参数的选取很难利用数学推导的方式进行研究。依托衢宁铁路鹫峰山隧道的施工通风项目,采用数值模拟并结合现场实测数据研究了隧道内壁面粗糙度的评定方法、取值和工... 隧道通风数值计算中定义壁面粗糙程度的参数由粗糙高度和粗糙常数构成,参数的选取很难利用数学推导的方式进行研究。依托衢宁铁路鹫峰山隧道的施工通风项目,采用数值模拟并结合现场实测数据研究了隧道内壁面粗糙度的评定方法、取值和工程应用。结果表明:隧道壁面平均粗糙高度由隧道内实际开挖轮廓线和设计开挖轮廓线之间包络的面积与取样长度的比值确定,计算得到了隧道横断面平均粗糙高度为0. 191 m,纵向平均粗糙高度为0. 231 m;建立了粗糙常数Rc与粗糙单元间距、形状的关系,同时得到基本模型对应的Rc计算公式;基于典型理想壁面模型,以原模型面积减去理想模型的面积(绝对值)除以原模型面积所得值最小定义了最优简化模型,提出了关于壁面粗糙常数取值的计算方法,并以此计算出鹫峰山隧道壁面粗糙常数Rc为0.46。最终根据Rh和Rc的取值,采用三维数值模拟,分析了隧道内CO质量浓度不同时间段的分布规律。由于压入式通风自身的缺陷(无法突破长度瓶颈),且受现场布置及施工方式所限,通风距离超过3 000 m很难满足施工条件的需要,无法达到规定的洞内作业环境条件。因此,急需对现有的通风方式进行优化和调整。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 施工通风 壁面模型 壁面粗糙度 评定方法
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市政有限空间气体危害因素检测及作业安全风险评估 被引量:10
7
作者 杨春丽 刘艳 +2 位作者 秦妍 陈娅 谭聪 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期931-937,共7页
市政有限空间是有限空间作业事故的高发场所。以市政热力、排污和电力有限空间为研究对象,检测了有限空间内部存在的气体危害因素,分析了市政有限空间气体危害特点,明确了影响市政有限空间作业安全的相关因素,并采用层次分析法计算了各... 市政有限空间是有限空间作业事故的高发场所。以市政热力、排污和电力有限空间为研究对象,检测了有限空间内部存在的气体危害因素,分析了市政有限空间气体危害特点,明确了影响市政有限空间作业安全的相关因素,并采用层次分析法计算了各因素的权重,分析了作业风险。结果表明,不同市政有限空间气体危害差异较大。根据检测结果,热力有限空间缺氧危害较为严重,尤其是密闭检查室更为严重;排污有限空间气体危害因素较多,其中以中毒窒息危害较为严重;电力有限空间内部相对环境较好。层析分析法能综合考虑各种因素对作业风险的影响,可作为评价作业风险的有效方法。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 市政有限空间 气体危害 现场检测 风险评估
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基于CiteSpace的深井热环境知识图谱可视化分析
8
作者 柴艺 王云刚 景国勋 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期1007-1015,共9页
浅部煤炭资源逐渐枯竭,开采深度持续增加,井下热环境问题需要重点关注。以Web of Science和中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据库为基础,采用文献计量方法,运用CiteSpace工具进行可视化的分析,依托研究主题、... 浅部煤炭资源逐渐枯竭,开采深度持续增加,井下热环境问题需要重点关注。以Web of Science和中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据库为基础,采用文献计量方法,运用CiteSpace工具进行可视化的分析,依托研究主题、研究热点及前沿,对比国内外文献深部煤矿热环境研究框架。结果表明:(1)国内文献在该领域发文量较多,已形成核心作者群,研究机构分布在高校、煤矿集团等,国外文献发文量呈指数增长,国内外均缺乏跨学科和区域合作;(2)国内外文献煤矿深井热环境研究框架为理论与技术、深井热环境、实施降温措施等,国内文献更注重热环境理论、降温实效应用等,国外文献侧重技术系统架构,“深部矿井”“通风降温”“制冷系统”“系统”等开发绿色、智能降温技术成为国内外煤矿深井热环境研究热点和趋势。从宏观角度定量化分析国内外文献煤矿深井热环境研究领域特点,为该领域的研究提供现状支撑。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 深井热环境 CITESPACE 知识图谱 可视化分析
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新型超声速雾化荷电喷嘴特性试验
9
作者 张天 穆新升 +3 位作者 葛少成 陶爽 陈星宇 沈祉伏 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期988-994,共7页
为解决因水雾荷电喷嘴雾化效果的限制,而无法对煤炭开采中的呼吸性粉尘进行有效控制的问题,研发了新型超声速雾化荷电喷嘴。采用试验的方法研究了不同工况下装置的雾化、荷电、降尘及分散度特性。结果表明:荷电过程增强了15μm以下雾滴... 为解决因水雾荷电喷嘴雾化效果的限制,而无法对煤炭开采中的呼吸性粉尘进行有效控制的问题,研发了新型超声速雾化荷电喷嘴。采用试验的方法研究了不同工况下装置的雾化、荷电、降尘及分散度特性。结果表明:荷电过程增强了15μm以下雾滴的表面张力,使荷电电压较气动压力对雾滴粒径减小的贡献低;当雾滴比表面积相近时,荷质比随荷电电压呈线性增长,最大可达766.8μC/kg,比表面积增加显著提高荷电效果;某一特定电场对雾滴群或单个雾滴的荷电效果存在与其总比表面积相关的极限。荷电电压的增加使降尘效率增大,但对于5μm以下的粉尘与带电雾滴结合后受同种电性排斥作用影响,在封闭空间内不易沉降,对应不同的最佳捕集电压。气动压力的增大使降尘效率升高,与未荷电时相比,新型荷电喷嘴的降尘效率提高3~5百分点,可达95%;在不同气动压力下荷电时对PM_(0~2.5)的降尘效果显著,并在0.3 MPa时达到最佳,下降19百分点。该技术对PM 0~5的高效降除使降尘效率在原有较高水平的基础上提高了4百分点,其中对PM>2.5~5的降除效果在0.4 MPa时达到最佳,下降比例超过8百分点。新型荷电喷嘴的降尘效率在雾滴浓度与单位质量雾滴荷质比的共同作用下随水流量的增大呈先增大后减小的趋势,与荷电电压和气动压力相比,水流量变化对PM 0~5的降除效果影响显著,并在12 L/h时达到最优。该研究丰富了水雾荷电技术,为煤矿井下呼吸性粉尘防治提供了技术支持。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 感应式 超声速 荷质比 呼吸性粉尘 高速微细带电雾滴
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矿井胶带转载点气动螺旋雾幕控尘技术研究
10
作者 荆德吉 刘鸿威 +4 位作者 张天 葛少成 孟祥曦 任帅帅 张强 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4343-4350,共8页
为治理煤矿胶带运输巷转载点输煤过程中粉尘污染问题,基于气动喷雾及螺旋雾幕控尘原理,提出气动螺旋雾幕控尘技术。以敏东一矿00工作面3号转载点为例,基于流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散粒子模型和有限元方法,利用CO... 为治理煤矿胶带运输巷转载点输煤过程中粉尘污染问题,基于气动喷雾及螺旋雾幕控尘原理,提出气动螺旋雾幕控尘技术。以敏东一矿00工作面3号转载点为例,基于流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散粒子模型和有限元方法,利用COMSOL仿真模拟软件中的κ-ε湍流模型和粒子追踪模型,建立了井下胶带运输巷转载点风流-煤尘三维数值模型。研究了煤尘在受到巷道风流干扰时的运移轨迹及气动螺旋雾幕控尘技术装置气流流线分布,得到其空间分布规律。通过试验研究了技术装置最佳性能参数,结合现场试验对比分析,验证控尘技术高效除尘性能。结果表明,煤尘受到巷道风流及皮带牵引力的影响,大部分煤尘以0.3 m/s以下的速度向地面沉积,小部分煤尘吸附在皮带表面的速度约为1.3 m/s。气动螺旋喷雾装置的主路与侧路气压比为5?1时螺旋雾化效果最佳,除尘覆盖面积最大,具有较强的抗风性,降尘能力最佳;粉尘污染最为严重处总煤尘质量浓度降尘效率为87.53%,呼吸性煤尘质量浓度降尘效率为91.02%,证明气动螺旋雾幕控尘装置在喷头处液滴粒径极小,为治理煤矿井下胶带转载点粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 雾幕控尘 数值模拟 煤矿除尘 胶带运输巷
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熵权法在铀矿井下空气环境安全评价中的应用研究 被引量:12
11
作者 王淑云 黄芳 +3 位作者 谭雄 黄爽 匡雅 廖宇航 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期538-545,共8页
为科学合理地评价铀矿井下空气环境质量,通过对广东某铀矿及辽宁某铀矿井下空气环境的调查,分析了铀矿井下空气环境的特点及其危害,确定氡、氡子体、铀矿尘、CO、NO2及矿井气候6个指标为影响铀矿井下空气环境质量的主要因素,依此建立铀... 为科学合理地评价铀矿井下空气环境质量,通过对广东某铀矿及辽宁某铀矿井下空气环境的调查,分析了铀矿井下空气环境的特点及其危害,确定氡、氡子体、铀矿尘、CO、NO2及矿井气候6个指标为影响铀矿井下空气环境质量的主要因素,依此建立铀矿井下空气环境安全评价指标体系。采用模糊综合评价法建立了铀矿井下空气环境安全评价模型,并采用熵权法客观赋权的方式确定各评价指标权重,避免了评价过程中人为主观因素的影响,从而得到比较客观的评价结果。以南方某铀矿井为例,运用建立的评价模型对其井下采场、巷道掘进、天井掘进3个工作面空气环境质量进行安全评价。结果表明,采场工作面空气环境质量为良好,巷道掘进工作面和天井掘进工作面空气环境质量为中等。其评价结论可为企业优化井下工作场所空气环境质量提供参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 铀矿井下 空气环境 熵权法 模糊综合评价法
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打磨车间粉尘控制技术数值模拟 被引量:5
12
作者 谭聪 谢艳芝 +2 位作者 任金瑶 蔡静静 崔向兰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2352-2359,共8页
在金属制品打磨过程中会产生大量金属粉尘,不仅危害工人健康,还严重威胁安全生产。为了改善金属打磨作业过程中粉尘质量浓度超标的问题,提出了3种通风除尘方案,并采用数值模拟方法对打磨作业场所气流组织及粉尘扩散规律进行了模拟,对3... 在金属制品打磨过程中会产生大量金属粉尘,不仅危害工人健康,还严重威胁安全生产。为了改善金属打磨作业过程中粉尘质量浓度超标的问题,提出了3种通风除尘方案,并采用数值模拟方法对打磨作业场所气流组织及粉尘扩散规律进行了模拟,对3种方案的除尘效果进行了分析。数值模拟结果表明,3种方案均有效降低了工作场所的粉尘质量浓度,其中风幕和排风罩配合使用的方案不但除尘效果较好,而且对生产工序影响较小,还能提高工人的舒适度,是较优的通风除尘方案,可在实际生产中推广使用。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 打磨车间 粉尘扩散 数值模拟 通风除尘
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高海拔隧道施工粉尘运移特性及通风系统布置研究 被引量:2
13
作者 聂兴信 李凯鹏 +4 位作者 洪勇 张鑫 马菁遥 王哲 王佳慧 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2269-2276,共8页
为了降低高海拔隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)在施工过程中产生的粉尘污染并进一步提高通风除尘效果,进而改善作业人员工作环境,研究以某高原TBM施工隧道为研究对象,利用流体仿真模拟软件Fluent对长压短抽方式下不同送风风管... 为了降低高海拔隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)在施工过程中产生的粉尘污染并进一步提高通风除尘效果,进而改善作业人员工作环境,研究以某高原TBM施工隧道为研究对象,利用流体仿真模拟软件Fluent对长压短抽方式下不同送风风管、除尘风管位置和抽压比参数进行计算,并将模拟结果与经验公式进行比较,分析粉尘在隧道内的运移特性。研究结果显示:长压短抽通风系统下的粉尘会在风流作用下向除尘风筒一侧运动,其中大部分粉尘会经过除尘风筒排出隧道外,小部分粉尘会在除尘风筒与隧道壁处形成聚集,且隧道内的机械设备对粉尘扩散有阻碍作用;当送风管口在距离掘进面约17 m时,隧道后程粉尘质量浓度较大,在距掘进面20 m处,隧道内的沿程粉尘质量浓度较小;当除尘风管在距掘进面12 m时,隧道内沿程粉尘质量浓度相对较大,作业环境恶劣。其中,作业人员集中区域的粉尘质量浓度最高,可达65.44 mg/m3,在距掘进面6 m位置处时,隧道环境较好。与抽压比为0.5相比,抽压比为0.8时隧道沿程粉尘质量浓度降低50%,除尘效果达到最佳。研究结论可为类似高原地区大断面TBM施工通风方案设计提供科学参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 高海拔 隧道掘进机(TBM)施工 粉尘运移
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水雾粒子特性对呼吸性粉尘降尘效率影响研究 被引量:4
14
作者 荆德吉 马纪闯 张天 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期169-175,共7页
为有效去除工业生产中的呼吸性粉尘,提高水雾粒子对呼吸性粉尘的捕捉效率,基于三相流理论建立了高速气流中单颗粒雾-尘碰撞耦合数值模型。研究高速气流中单颗粒雾-尘碰撞耦合过程,分析雾-尘粒径比及相对速度对尘粒表面线积分润湿度的影... 为有效去除工业生产中的呼吸性粉尘,提高水雾粒子对呼吸性粉尘的捕捉效率,基于三相流理论建立了高速气流中单颗粒雾-尘碰撞耦合数值模型。研究高速气流中单颗粒雾-尘碰撞耦合过程,分析雾-尘粒径比及相对速度对尘粒表面线积分润湿度的影响。结果表明,对于不同粒径等级的呼吸性粉尘,达到最佳润湿度对应的雾-尘粒径比不同,k(PM1)=15、k(PM2.5)=2和k(PM5)=1。在高速气流中雾-尘相对运动状态不同时,粉尘颗粒的最佳润湿度随雾-尘相对速度U增大而增大。搭建仿真试验模型,研究不同情况下水雾粒子的捕尘效率。结果表明,超音速雾化喷嘴对呼吸性粉尘的降尘效率为95.95%,单流体喷嘴降尘效率为82.98%。结合现场试验对比分析,验证雾-尘粒径比及相对速度对尘粒表面线积分润湿度的影响规律。结果表明,越符合粉尘粒子被捕捉的最佳粒径比的喷嘴的降尘效率越高,提高尘雾粒子碰撞速度可以提高对粉尘粒子的捕捉效率,为治理呼吸性粉尘及清洁化工业生产提供理论依据。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 单颗粒碰撞 呼吸性粉尘 数值模拟 降尘效率
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超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响 被引量:3
15
作者 杨宏刚 李津瑾 +3 位作者 曹莹雪 李浩东 孟晓静 丁筱雨 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2641-2647,共7页
针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法。结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风... 针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法。结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风速沿其轴向自上而下呈递减趋势,最大过滤风速高达3.18 m/min(设计过滤风速为1.0 m/min),对应过滤风速分布均匀性指数为0.122,过滤风速分布极不均匀,此时滤袋顶部受到高速气流的冲刷作用明显;当对超长滤袋顶部30%长度滤袋进行局部加密后,滤袋表面过滤风速分布均匀性得到显著提升;当局部加密孔隙率由85%降至60%时,滤袋表面过滤风速分布均匀性指数由0.037先增至0.518后降至0.434,对应除尘效率并不受影响;当局部加密孔隙率取值为65%时,滤袋表面最大过滤风速降至2.1 m/min,此时过滤风速分布均匀性指数达到最大值0.518。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 袋式除尘器 超长滤袋 局部加密 过滤风速 均匀性
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面向喷染车间的挥发性有机物质量浓度预测方法及应用研究 被引量:2
16
作者 彭来湖 张权 +1 位作者 李建强 李杨 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期186-195,共10页
以喷染车间挥发性有机物为研究对象,对喷染车间挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)质量浓度预测方法进行研究。首先,使用随机森林(Random Forest, RF)算法对影响喷染车间挥发性有机物质量浓度的特征变量进行权重分析。同时... 以喷染车间挥发性有机物为研究对象,对喷染车间挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)质量浓度预测方法进行研究。首先,使用随机森林(Random Forest, RF)算法对影响喷染车间挥发性有机物质量浓度的特征变量进行权重分析。同时,构建基于长短期记忆神经网络(Long-Term and Short-Term Memory Neural Network, LSTM)的挥发性有机物质量浓度预测模型,并在此基础上引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)进行参数优化选择。最后,以浙江省杭州市某汽车喷染车间7月29日—10月28日的数据为样本,将温度、相对湿度、室内大气压、室外大气压作为模型输入变量,并与LSTM模型、随机森林-长短期记忆神经网络(Random Forest-Long Short-Term Memory neural network, RF-LSTM)模型、随机森林-反向传播神经网络(Random Forest-BP neural network, RF-BP)模型进行对比试验。结果显示,基于随机森林-麻雀搜索算法-长短期记忆神经网络(Random Forest-Sparrow Search Algorithm-Long Short-Term Memory neural network, RF-SSA-LSTM)模型的预测效果最佳,平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为2.812 2、3.457 4、0.988。同时,为验证RF-SSA-LSTM模型性能,通过不同时间步长实现对喷染车间VOCs质量浓度预测,结果显示预测误差较小,在可接受范围内。RF-SSA-LSTM预测模型提高了挥发性有机物质量浓度的预测精度,为减少挥发性有机物排放提供科学依据。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 挥发性有机物 随机森林 麻雀搜索算法 LSTM神经网络
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考虑平均辐射温度的室外作业人员热应激研究 被引量:1
17
作者 孟晓静 田占 +1 位作者 刘超 曹莹雪 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3862-3867,共6页
为了准确预测室外高温环境下作业人员的热应激水平,研究了作业人员核心温度和最大允许暴露时长的影响。基于平均辐射温度和代谢率的计算方法对预测热应激(Predicted Heat Strain,PHS)模型进行改进,研究不同平均辐射温度和代谢率对作业... 为了准确预测室外高温环境下作业人员的热应激水平,研究了作业人员核心温度和最大允许暴露时长的影响。基于平均辐射温度和代谢率的计算方法对预测热应激(Predicted Heat Strain,PHS)模型进行改进,研究不同平均辐射温度和代谢率对作业人员的核心温度的影响,并分析了直肠温度和出汗量确定的最大允许暴露时长的变化规律。结果显示:人体核心温度随平均辐射温度和代谢率的增加而增大,当代谢率≥419 W/m^(2)时,人体核心温度随作业时间快速上升并达到阈值;代谢率和平均辐射温度对出汗量确定的最大允许暴露时长影响较小,直肠温度确定的最大允许暴露时长随着代谢率的增加而显著降低。研究结果可为室外高温作业人员热安全评估提供指导。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 高温环境 预测热应激模型 平均辐射温度 代谢率
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旋风滤布除尘器的除尘性能研究
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作者 贾宝山 陈鑫 +1 位作者 吴钧 贾牛骏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3089-3096,共8页
为了解决传统旋风除尘器对颗粒捕集效率差、袋式除尘器使用寿命短等问题,将传统旋风除尘与滤布除尘有效结合,形成一种优势互补的一体式旋风滤布除尘装置。采用数值模拟和试验相结合的方法,探究在不同出口压力的条件下,旋风滤布除尘器的... 为了解决传统旋风除尘器对颗粒捕集效率差、袋式除尘器使用寿命短等问题,将传统旋风除尘与滤布除尘有效结合,形成一种优势互补的一体式旋风滤布除尘装置。采用数值模拟和试验相结合的方法,探究在不同出口压力的条件下,旋风滤布除尘器的除尘效率及压力损失情况。利用Fluent软件对旋风滤布除尘器的除尘性能进行模拟,模拟采用雷诺应力模型(Reynolds Stress Model, RSM)和多相流模型(Discrete Phase Model, DPM)。通过搭建试验平台,测试除尘装置的除尘性能,验证数值模拟的可靠性与正确性。结果表明:旋风滤布除尘器的除尘效率相对于旋风除尘有明显的提高,旋风滤布除尘器的除尘效率与出口负压呈正相关,旋风滤布除尘总效率随出口负压的增加而逐渐增加,且旋风滤布除尘器除尘效率的最小值都高于旋风除尘部分除尘效率的最大值;旋风滤布除尘器的压力损失随出口负压的增加而线性增大,压力损失增大使得除尘器损耗的功率也增多,且压力损失的上升速度快于除尘效率的提升速度;在旋风滤布除尘器中,负压增大后,旋风除尘捕获大粒径颗粒,逃逸到滤布部分的颗粒粒径都较小,降低了滤布被大颗粒划破的风险,提高了滤袋的使用寿命。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 旋风滤布除尘器 压力损失 除尘效率 数值模拟
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口罩多层材料过滤施工扬尘机理的研究
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作者 赵焕娟 赵润涵 +3 位作者 马亮 庞磊 黄志安 何秋贤 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4329-4336,共8页
尘肺病是所有职业病患者中人数最多的一种职业病,受到了国家卫生健康委员会的高度重视。作为预防尘肺病的最后一道防线,口罩的过滤机理成为研究热点。针对口罩的多层材料对施工扬尘的过滤机理,研究首先基于51单片机进行了模拟呼吸试验,... 尘肺病是所有职业病患者中人数最多的一种职业病,受到了国家卫生健康委员会的高度重视。作为预防尘肺病的最后一道防线,口罩的过滤机理成为研究热点。针对口罩的多层材料对施工扬尘的过滤机理,研究首先基于51单片机进行了模拟呼吸试验,并将其与建筑工人真实佩戴口罩的场景作对比,验证其可靠性。其次,利用研制的模拟呼吸装置收集了在施工扬尘环境中不同佩戴时间的一次性使用口罩。最后,使用扫描电子显微镜对收集到的口罩样本进行微观层面污染物的观察,并计算了口罩污染率。研究显示:一次性使用口罩在佩戴8 h后污染率明显上升,因此一次性使用口罩最长佩戴时间不宜超过8 h。鼻翼处内层的污染率高达0.212%,脸颊处内层的污染率高达0.216%,下颌处内层的污染率高达0.174%。在口罩同一部位,对比不同层的污染率发现,口罩内层的污染率最高,其次是口罩外层,最低的是口罩中层。口罩内层污染率最高的原因有3条:(1)模拟呼吸装置与真实人脸的边界条件差距较大,施工扬尘会从通风管和口罩接触的空隙钻进来。(2)国内的一次性使用口罩大多是参照国外设计资料生产,不符合中国人的面部特征,很多施工扬尘直接通过口罩侧边进入了口罩内部。(3)施工扬尘的粒径集中于2~4μm,在口罩外层就被拦截。研究结果对施工扬尘的环境中一次性使用口罩的多层材料选用具有参考意义。同时,研制的模拟呼吸装置为今后实验室研究尘肺病防治提供了一种新的试验手段。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 一次性使用口罩 过滤效率 施工扬尘 扫描电子显微镜(SEM)
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改性碳纳米管接枝氯磺化间位芳纶纳米纤维膜的制备及性能研究
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作者 柳静献 王靓 +3 位作者 孙立 田新娇 顾利定 贾瑞文 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1018-1026,共9页
将多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes,MWCNTs)与间位芳纶(Meta-Aramid,PMIA)进行复合有利于增强PMIA力学性能,近年来已成为研究热点,但MWCNTs分散性差、结合力差还易脱落,限制了其应用。利用氨基改性碳纳米管(MWCNTs-NH_(2))... 将多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes,MWCNTs)与间位芳纶(Meta-Aramid,PMIA)进行复合有利于增强PMIA力学性能,近年来已成为研究热点,但MWCNTs分散性差、结合力差还易脱落,限制了其应用。利用氨基改性碳纳米管(MWCNTs-NH_(2)),同时将PMIA进行氯磺化改性(PMIA-SO_(2)Cl),使PMIA-SO_(2)Cl与MWCNTs-NH_(2)通过—SO_(2)Cl与—NH_(2)偶联在一起,并采用超声波辅助溶液共混的方法,制备MWCNTs-NH_(2)/PMIA-SO_(2)Cl悬浮液。采用静电纺丝法,制备MWCNTs-NH_(2)/PMIA-SO_(2)Cl纳米纤维膜。结果显示,PMIA-SO_(2)Cl与MWCNTs-NH_(2)的偶联作用明显增强了MWCNTs在PMIA基体中的稳定性,与改性前相比,改性后悬浮液中MWCNTs分散更均匀,平均粒径更小。与MWCNTs/PMIA及MWCNTs-COOH/PMIA相比,改性后MWCNTs-NH_(2)/PMIA-SO_(2)Cl纳米纤维膜的力学性能与过滤性能均显著提高。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 氯磺化 表面修饰 静电纺丝 分散性 力学性能 过滤性能
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