面粉车间粉尘风速及粉尘浓度分布的数值模拟

石威

（安徽理工大学 能源与安全学院，安徽 淮南 232001）

关健词：面粉车间；风速；粉尘浓度；数值模拟；后处理

粉尘指的是悬浮在空气中的固体颗粒，可以产生于众多生产车间，对于粮食加工业来说粉尘的产生数量是难以预料的，因此会造成很严重的危害，不仅会使得工作人员的身体健康受到严重威胁，更严重的还会导致爆炸事故。因此，对于车间的粉尘速度以及粉尘浓度的理论分析和控制显得尤为重要。

1 模型建立

1.1 物理模型

建立面粉生产车间，如图1 所示。该车间尺寸为10m×3.2m×3.5m，车间的墙壁上设置一0.6m×0.6m 的正方形排气扇，车间大门尺寸为2m×2.5m。其内部并排放置5 台磨粉机，可视作正方体，边长尺寸为1.4m，制粉机上方存在尘源产生面，即0.6m×0.8m 的矩形产尘面。磨粉机距墙壁距离分别为1.8m 和3m，每台磨粉机间距相等，都为0.3m，距两侧墙壁距离是0.9m，大门与排气扇厚度均为0.2m。

图1 制粉车间的几何模型

1.2 初始条件与边界条件

由于制粉车间内部属于低湍流流动，因此对其采用标准k-ε 模型，其它选项均为默认。因为该面粉生产车间计算域内的粉尘和空气属于离散相模型，而且离散相体积率远小于10%，因此可以采用lagrange 模型。因此模型选择离散相模型，同时要使用随机轨道模型来模拟车间内的风速及粉尘浓度分布。

尘缘面是0.6m×0.8m 的矩形面，其尘源产生粉尘的质量流率为1.68×10-5kg/s，车间为制粉车间，主要产生的是面粉粉尘，选择惰性颗粒，设置其密度为1330kg/m3，设置该车间的面粉粉尘的粒径分布符合rosin-rammler 分布规律，直径分布取10，平均分布指数则取默认值3.5。……