。18” 北京科技大学学报 2007年增刊2 为绝热边界. Probe value XLIA 0031929 4 数值模拟及分析 Average value 0.045195 41排气柜风道流速的确定 分区控制、排气柜排风为控制污染物扩散的主 要途径.若排气柜风量不足，则香料污染物由排气 柜中扩散出来造成污染物失控.下面通过数值模 拟的方法确定最优风道流速. (a) Probe value 不同工况下的模拟结果表明，当排气柜风道流 XLIA 0.046444 009000 Average value 速取值如表1所示时基本控制了污染物向排气柜 0.031270 外的扩散. 表1风道最优流速值 风道编号 PIPEI PIPE2 PIPE3 PIPE4 风速(m。) 5.6 60 56 60 490r (b) Probe value 最优风道流速下，排气柜的四个出口断面污染 XLIA 0.012830 Average value 物的浓度分布如图3所示.其中，在y=0.8,2.7, 0900 0033750 7.9m的出口断面上，扩散出的香料污染物很少，其 体积分数均在12.5%以下.在y=60m的出口断 面上，可以发现污染物的浓度过大，体积分数最大值 己达到28%，其原因是：在建立物理模型的时候将 这个排气柜中的污染物放到了距边缘10cm处（其 (c 它污染物至少距边缘20cm),在实际操作中，不会 Probe value XLIA 0.005964 有这种情况出现.总之，香料污染物的扩散基本得 Avernge value 0.025436 到控制. 42清洗水池的处理 在排风柜排风系统试运行阶段，对室内污染物 进行了检测，污染物浓度大幅降低，但一段时间后室 内刺激性气味仍然过浓，经调查发现污染物来自室 90 (d) 内的清洗水池，是在清洗器具时残留的废液散发的 清洗水池的位置紧靠操作工作台，为此提出如下措 图360m's1风速下排气柜出口断面污染物浓度分布.(a)y 施：对排气柜的结构重新进行设计，密闭水池四周， =0.8m(b)y=27m(c)y=60m(d)y=7.9m 收集废气，在一侧留有可开闭的操作口，操作口面积 为1.5m×0.6m(长×高)，如图4所示. 43改进后的室内污染物浓度分布 排风系统经改进后，排气柜的五个出口断面污 染物的浓度分布如图5所示.可以发现，除上文中 提到的污染源位置问题，造成在y=6.0m的出口 断面处污染物的浓度过大外，其它出口断面大部分 区域的污染物体积分数均能控制在6.3%以下，极 图4改进后香料合成室物理结构示意图 微小的区域的污染物浓度会高一些，但体积分数也 图6为改进后室内香料污染物扩散流线图图 不会超过15%.改进后的排风系统投入使用后，经 实测，室内平均体积分数仅为1.7%.因此，改进后 中以6个污染源64条流线的方式形象、直观地描述 的排气柜排风系统有效地控制香料污染物的扩散， 了污染物的主要扩散状况.在没有任何排风设施的 其浓度已符合要求. 情况下，香料污染物很快扩散到室内整个空间，甚至为绝热边界. 4 数值模拟及分析 4.1 排气柜风道流速的确定 分区控制、排气柜排风为控制污染物扩散的主 要途径 .若排气柜风量不足, 则香料污染物由排气 柜中扩散出来, 造成污染物失控 .下面通过数值模 拟的方法确定最优风道流速. 不同工况下的模拟结果表明, 当排气柜风道流 速取值如表 1 所示时, 基本控制了污染物向排气柜 外的扩散 . 表 1 风道最优流速值 风道编号 PIPE1 PIPE2 PIPE3 PIPE4 风速/ (m·s -1 ) 5.6 6.0 5.6 6.0 最优风道流速下, 排气柜的四个出口断面污染 物的浓度分布如图 3 所示.其中, 在 y =0.8, 2.7, 7.9 m 的出口断面上, 扩散出的香料污染物很少, 其 体积分数均在 12.5 %以下 .在 y =6.0 m 的出口断 面上, 可以发现污染物的浓度过大, 体积分数最大值 已达到 28 %, 其原因是 :在建立物理模型的时候, 将 这个排气柜中的污染物放到了距边缘 10 cm 处( 其 它污染物至少距边缘 20 cm), 在实际操作中, 不会 有这种情况出现.总之, 香料污染物的扩散基本得 到控制. 4.2 清洗水池的处理 在排风柜排风系统试运行阶段, 对室内污染物 进行了检测, 污染物浓度大幅降低, 但一段时间后室 内刺激性气味仍然过浓, 经调查发现污染物来自室 内的清洗水池, 是在清洗器具时残留的废液散发的 . 清洗水池的位置紧靠操作工作台, 为此提出如下措 施:对排气柜的结构重新进行设计, 密闭水池四周, 收集废气, 在一侧留有可开闭的操作口, 操作口面积 为 1.5 m ×0.6 m(长 ×高), 如图 4 所示 . 4.3 改进后的室内污染物浓度分布 排风系统经改进后, 排气柜的五个出口断面污 染物的浓度分布如图 5 所示.可以发现, 除上文中 提到的污染源位置问题, 造成在 y =6.0 m 的出口 断面处污染物的浓度过大外, 其它出口断面大部分 区域的污染物体积分数均能控制在 6.3 %以下, 极 微小的区域的污染物浓度会高一些, 但体积分数也 不会超过 15 %.改进后的排风系统投入使用后, 经 实测, 室内平均体积分数仅为 1.7 %.因此, 改进后 的排气柜排风系统有效地控制香料污染物的扩散, 其浓度已符合要求. 图 3 6.0 m·s -1 风速下排气柜出口断面污染物浓度分布.( a) y =0.8 m;(b) y =2.7 m;( c) y =6.0 m;( d) y =7.9 m 图 4 改进后香料合成室物理结构示意图 图 6 为改进后室内香料污染物扩散流线图, 图 中以 6 个污染源 64 条流线的方式形象、直观地描述 了污染物的主要扩散状况.在没有任何排风设施的 情况下, 香料污染物很快扩散到室内整个空间, 甚至 · 18 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 2