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防風抑塵網設計要點及參數切實其實定
TheMainDesignPointsandParametersDeterminationforWind-proofandDust
摘要:本文引見了堆場起塵、防風抑塵網抑塵的機理和國際外防風抑塵網研討結果,聯(lián)合筆者現(xiàn)實工程設計的經驗,對防風抑塵網設計要點和次要參數進行了剖析,并提出防風抑塵網設計的定見和建議。
癥結詞:防風抑塵起塵風速開孔率
1起塵機理研討
堆場起塵分為兩類:一是堆場外表的靜態(tài)起塵;二是在堆取料等進程中的靜態(tài)起塵。靜態(tài)起塵次要是因為風的湍流惹起的,次要與料的粒度、含水率、情況風速親密相關;靜態(tài)起塵次要是指裝卸功課時的起塵,屬于正常運轉狀態(tài),次要與料的粒度、含水率、情況風速和落差有關。
依據微觀粒子運動理論,在風力作用下,當平均風速約等于某一臨界值時,個體凸起的塵粒受湍流流速和壓力脈動的影響起頭振動或前后擺動,但其實不脫離原來位置;堆場中的料粒只有到達必然風速才會起塵,這類臨界風速稱為起動風速。起塵風速可按以下公式計較:
V0=a*d0.334*W1.114
式中:V0為起塵風速,m/s;a為起塵系數;W為料堆外表含水率,%;d為塵粒徑,mm。
2防風抑塵網原理及品種
2.1防風原理
防風抑塵網防塵機理是它能掌握改善堆場區(qū)的風流場,減小堆場區(qū)的風速、減小堆場區(qū)風流場的紊流度。強風經由防風抑塵網后,僅部門來風透過,其動能衰減并變?yōu)榈退亠L流,與此同時,這部門風在網前的大標準、高強度漩渦被衰減、梳理成小標準、弱強度漩渦。防風抑塵網后這部門低速、弱紊流度風流擦過堆場,形成低風速梯度、低風速旋度,弱渦量和弱紊流度的堆場區(qū)流場,使堆場低處起塵量大幅度削減。依據空氣動力學原理應風經由過程防風抑塵網時,網后面涌現(xiàn)離散和附著兩種現(xiàn)象,形成上、下干擾氣流下降來風的風速,極大地損失來風的動能,削減風的湍流度,消弭來風的渦流,下降對料堆外表的剪切應力和壓力,從而削減起塵量。其風流情形如圖1所示。

圖1防風抑塵板氣流示意圖
2.2防風抑塵網品種
依據防風抑塵網的挪動機能的分歧[fēnqí],防風網可分為固定式防風抑塵網和挪動式防風抑塵網。
(1)固定式防風抑塵網
防風抑塵網今朝次要以固定式為主,依據今朝國際外關于堆場的塵粒飛散猜測與掌握研討(包羅風洞試驗)的研討結果、國際外防風抑塵網工程現(xiàn)狀得出的防風抑塵網的外形與防塵效果及其防塵規(guī)模的關系,固定式防風抑塵網結構今朝次要有三種結構方式:全網結構、網-墻結構和網-百葉窗結構,斟酌到堆場有大型裝備的使用,避免防風抑塵網不小心被撞壞,通常采用有防撞墻的網-墻結構,本文次要引見這類類型防風抑塵網的設計。
(2)挪動式防風抑塵網
可挪動升降式防風抑塵網采用電動升降式處置,即在使用時可將防風抑塵網提高到必然的高度,而非功課時間將防風抑塵網下降,不影響功課現(xiàn)場的其它功課。
3防風抑塵網設計
3.1防風抑塵網結構、外形
今朝普遍使用的防風抑塵網一般包羅四部門:一是地下根底,可現(xiàn)場澆注混凝土,也可預制混凝土件;二是防撞墻,避免大型機械運輸、裝卸進程中撞毀防風抑塵網;三是支護結構,采用鋼支架制成,以提供足夠的強度,保證足夠的平安[píngān],以抵御強風的襲擊,同時斟酌了整體造形的美觀;四是防風抑塵板,現(xiàn)場將單片防風抑塵板組合起來形成防風抑塵網,板與板之間無裂縫,防風抑塵板與支架之間采用螺釘和壓片銜接固定[1]。
防風板的外形有蝶型、直板形等多種方式[2]。依據風洞試驗檢測,蝶型防風板在必然的開孔率下具有顯著地下降風速和紊流度的作用,防塵效果好。今朝蝶型防風板在國際外已獲得普遍運用。蝶型防風板分為單峰、雙峰和三峰三種型式,個中,三峰型有著其他兩種型號所不能比擬的優(yōu)勢,安裝輕便,施工效率高,安裝后墻體整體機能好,抗風能力強,能大幅度下降施工成本,為施工單元在市場提高競爭力。
3.2防風抑塵網高度
(1)防風抑塵網高度由堆垛高度、堆垛面積和情況質量要求等要素來確定。防風抑塵網接近料堆設置,要求揚塵量小于國家規(guī)范,經由過程南京工業(yè)大學進行的風洞試驗,綜算計算得出防風抑塵網的高度應比料堆凌駕2~3m較為適宜。
(2)料堆場防風網的高度次要取決于堆垛高度、堆場規(guī)模等要素。風洞試驗標明:當防風抑塵網的高度為堆垛高度的0.6~1.1倍時,網高與抑塵效果成反比;當防風抑塵網高度為堆垛高度的1.1~1.5倍時,網高與抑塵效果的變化逐漸平緩;當防風抑塵網高度為堆垛高度1.5倍以上時,網高與抑塵效果的變化不顯著。是以,防風抑塵網的高度一般在堆垛高度1.1~1.5內拔取。依據有關研討標明,墻高為煤堆高度的1.1~1.2倍較為合適。
(3)防風抑塵網高度切實其實定還應斟酌所護衛(wèi)堆場規(guī)模的巨細,使堆場在防風網的有用卵翼[luǎnyì]規(guī)模之內。風洞試驗標明:對網后下風向2~5倍網高的距離內,堆垛減塵率可達90%以上;對網后下風向16倍網高距離內,堆垛綜合減塵效率到達80%以上;在網后25倍網高的距離處有較好的減塵效果;到網后50倍網高的距離處仍有增添風速20%的效果。為了到達情況質量要求,國際的防塵抑塵網大多要求減塵效率到達80%以上,是以,防風抑塵網高度應大于其網后卵翼[luǎnyì]區(qū)1/16[3,4]。
3.3防風抑塵網的立體安插
防風抑塵網立體設置次要有主導風向上設置型和周圍設置型,也有三面設置的型式。設網體式格局次要斟酌堆場的巨細、外形和當地的風向、風頻等氣候前提。
防風抑塵網設在距堆垛2~3倍堆高的距離處為最好距離。關于由多個堆垛組成的堆場而言,可視堆場周圍情形,因地制宜地設置防風網。一般可沿堆場堆垛邊上設置防風網[3]。
在進行防風抑塵網建設時,不只要斟酌堆場的巨細、外形和當地的風向、風頻要素,還要斟酌堆場的現(xiàn)場設網前提。需對擬設網堆場進行深化的現(xiàn)場查詢拜訪,次要包羅堆場建造物、機械裝備、地下管線及其途徑等舉措措施,以保證防風網的建設和營運不影響堆場的正常營運和堆場幫助建筑物的相關功效。
3.4防風板開孔率選擇	
防風板防風抑塵網的主要組成部門,它是防風板的開孔通風面積與總面積之比,是設計防風抑塵網的一個主要參數。
墻的開孔率對受護衛(wèi)堆垛外表風壓的影響也顯而易見,太小的開孔率會添加墻的風壓,過大的開孔率會增大受護衛(wèi)堆垛外表風壓。
依據風洞試驗結果,防風板的開孔率與防風板后風速的下降掩護規(guī)模有直接關系。經由過程風洞試驗數據剖析,防風板的開孔率為30~50%時均具有較好的防風效果,即網后風速較小。防風板的開孔率為40~44%時,防風網后的風速降落區(qū)域最長,即風流再附距離最遠,可以到達30~50倍網高的距離,然則在網后10倍網高距離的風速的減低不顯著。防風板開孔率為40~44%時,比力合用于堆場優(yōu)勢向的防風,使其對網后的防風效果顯著,風流再附距離較長。依據相關資料標明,最經常使用的防風板開孔率在30%~40%。
3.5材質的比力和選擇
依據使用目的、情況形態(tài)的分歧[fēnqí],防風抑塵網使用分歧[fēnqí]的材質。今朝國際外較為普遍使用的防風抑塵網材質次要有三種:玻璃鋼、金屬板、復合資料[zīliào](次要有聚乙烯和增強樹脂)。
3.5.1材質的比力
玻璃鋼,在加工進程中使用的原資料[zīliào]為不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維、固化劑、增進劑、阻燃劑等資料[zīliào]加熱固化而成。這類產物[chǎnwù]防腐機能好,如用在容器及管道等防腐要求高的情況下使用效果好。其缺陷是如歷久[lìjiǔ]裸露[luǒlù]在室外,在紫外線較強的情況下使用極易老化,且受力狀態(tài)不好。而防風抑塵網使用在室外,歷久[lìjiǔ]遭到紫外線照耀又作為受力結構固定在鋼架上,在大風作用下容易撕裂、脫落,使用進程中返修率較高。且其報廢后沒法收受接管,處置體式格局一般為焚燒和深埋處置。焚燒后會發(fā)生[fāshēng]刺鼻的氣體凈化大氣情況;假如采用深埋處置的體式格局,會形成土壤及地下水凈化。
金屬板,常見的有鍍鋅鋼板、彩涂鋼板、鍍鋁鋅鋼板、不銹鋼板、鋁鎂合金板等,材質外表進行耐侵蝕處置,各方面機能都較為優(yōu)勝,而且可以收受接管應用,但價錢較為高昂。分歧[fēnqí]的金屬板材具有分歧[fēnqí]的機能,通常使用壽命都較高。
復合資料[zīliào]依據分歧[fēnqí]的材質組合,以聚乙烯和增強樹脂為代表,所具有的機能差異較大,增強樹脂以其優(yōu)秀的機能,在今朝防風抑塵網中使用較為普遍。各類材質的機能比力具體見下表1所示。
表1各類材質機能比力
機能指標	金屬板	玻璃鋼	復合資料[zīliào]
(聚乙烯+增強樹脂)
密度	較大	大	較小
拉伸強度	大	較小	較大
剪切度	大	小	較大
工作溫度	-60—150℃	-40—70℃	-50—130℃
吸水率	很小	大	小
閃點	很高	一般	較高
材質	鍍鋅鋼板、彩涂鋼板、鍍鋁鋅鋼板、不銹鋼板、鋁鎂合金板等	樹脂中添加鈣粉與中堿氈或布復合	高份子復合資料[zīliào]
環(huán)保性	可收受接管	不成收受接管	不成收受接管
缺陷	造價較高,通常耐侵蝕性較差,需經外表處置	脆、易折斷抗風一般,抗紫外性較差	造價較高
優(yōu)點	容易焊接、抗風好、具有較好的耐侵蝕機能	價錢廉價[liánjià],耐侵蝕	抗風好不變形、高強度韌性好,耐侵蝕
壽命	視具體的材質型號,使用壽命可達20年以上,甚至100年	視添加鈣粉量3—10年	10-20年
電絕緣性	不好不防雷擊	絕緣	絕緣性好
關于金屬資料[zīliào],因為品種較為單一,而使用較為普遍,現(xiàn)將經常使用的資料[zīliào]進行比較,具體以下表2所示。
表2金屬資料[zīliào]機能手藝參數比較
序號	資料[zīliào]機能	單元	鋁鎂合金	不銹鋼	低碳鋼
1	密度	g/cm3	2.24	7.85	7.85
2	拉伸強度	MPa	230	450	445
3	伸長率	%	12	15	15
4	抗剪強度	MPa	190	345	335
5	工作溫度	℃	-40-300	-40-300	-40-300
6	環(huán)保性		環(huán)保	環(huán)保	環(huán)保
7	使用壽命	年	視具體的情況30-40	視具體的情況40-50	視具體的情況10-15
3.5.2材質的選擇
(1)從防腐、防老化方面剖析
堆場假如含有硫分和揮發(fā)分,則容易形成酸性情況,具有較強的侵蝕性,應將易被無機酸侵蝕的資料[zīliào]解除,選擇耐酸性好的資料[zīliào]。另外,在紫外線強度高的地域,應選擇抗紫外機能力強的資料[zīliào]。假如是口岸堆場防風網,材質的選擇還應斟酌到沿海地域大氣情況的侵蝕性。
(2)從造價、運轉保護方面剖析
在資料[zīliào]知足使用機能和使用壽命的前提下,本著勤儉的原則,應選擇價錢昂貴的材質。防風板材質應選擇不容易撕裂、不容易脫落,削減使用進程中發(fā)生[fāshēng]諸多的維修費用。
(3)從情況凈化、后期應用剖析
　　材質應該知足國家對情況護衛(wèi)和潔凈臨盆的要求,所選擇的材質應盡可能知足可以收受接管應用,以削減材質到達使用刻日后,后期的銷毀所帶來渣滓清運和處置費用。
3.6防風抑塵網建設經濟效益
客觀來說,防風抑塵網建設的經濟效益是賠償不了其建設成本的,其建設的情況效益和社會效益是更次要的。防風抑塵網建設將削減大風揚塵招致的物料流失,在防治揚塵凈化的同時削減了原(燃)料流失所形成的經濟損失。國際外對堆場揚塵進行了許多研討[5-8],并樹立了起塵量的公式,本文對各類公式進行比較剖析,具體見表3所示。
依據現(xiàn)實工程具體情形,我們選擇公式計較起塵量,然后乘以防風抑塵網設計效率,便獲得防風抑塵網攔阻的塵粒量。經由過程經濟核算,可得出防風抑塵網的建設經濟效益。

表3堆場起塵量計較公式
序號	公式稱號	公式內容	優(yōu)點	缺陷
1	美國飄塵公式	Q=kUaPbS0.345/(P-E)2.0	合適計較飄塵發(fā)生[fāshēng]量	與國際規(guī)范紛歧[fēnqí]致,不能直接計較PM10也不能計較PM2.5
2	美國靜態(tài)起塵公式		公式科學、合理	計較進程絕對復雜,通用性較差。
3	日本長崎風洞模式	QP=α×ρ1×(W/4)-8×U5	斟酌了與煤堆起塵量親密相關次要要素,使用簡單,好運用。	需與國際的公式比較計較,保證其正確性。
4	日本靜態(tài)起塵公式	Q=104×ρ×P×a1×(αUZmax)4.3	將含水率系數化,參數少,使用簡單,具有較好的運用價值。	
5	日本靜態(tài)起塵公式	Q=T×ρ×G0.5W-1.1H2.3	公式的參數較少,計較較為簡單,使用性較好	
6	環(huán)評公式	Qp=β(W/4)-6V5Ap	情況護衛(wèi)局推舉公式,威望,且其參數較為簡單,使用利便。	沒斟酌地域差異。
7	秦皇島公式	QP=0.0666*K*(U-U0)3?e-1.023W*M	起頭的研討比力早,計較簡單,為國際煤場起塵量的計較提供了參考。	具有必然的地方性。
8	烏魯木齊煤炭院靜態(tài)起塵公式	Q=2.1×A0×(U-U0)3×e-1.023ω×P	公式簡單,參數斟酌周全,適用性強,運用絕對比力普遍。	
9	陽泉公式	Q=10-4×(3.942/V0.5+0.449)V2.723
×(0.128S1+0.382S2+0.141S3+0.349S4)	參數少,計較簡單	各類外表面積不能正確測定,運用少。
10	外表積公式	Qm=11.7V2.45S0.345e-0.5ωe-0.55(W-0.07)	公式參數較少,使用簡單	精度不高。
11	經驗公式	依據《部門行業(yè)凈化物排放量審定手藝導則》,裝卸進程中的產污系數按每一年3.53-6.41Kg/t。	計較簡單	精度不高。
12	烏魯木齊煤炭院靜態(tài)起塵公式	Q=A貨種×α×U1.6×H1.23×e-0.28W×P′×f	計較簡單,次要參數斟酌周全,適用性強,運用絕對比力普遍。	具有必然的地方性。


4設計定見和建議
(1)設計防風抑塵網時,應綜合斟酌來流風的大氣流場、主導風向、周圍建筑物對來流風的風速、風向的影響,有針對性的選擇設網高度。在大風前提下,應開啟堆場噴淋裝配,以提高抑塵效率。
(2)防風抑塵網在網前存在減風區(qū)域,且網前對正風向的遮蔽效果優(yōu)于對偏風向的遮蔽效果。
(3)在北方地域多臺風,風向多變,風力較大,可能形成防風抑塵網的坍塌和破壞,是以進行防風抑塵網設計時風荷載取值不只要斟酌規(guī)范劃定的基本風壓,還應該聯(lián)合當地的氣候資料,尤其是臺風的資料,適當提高設計級別以提高防風網的結構平安[píngān]。
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