焊接烟尘浓度分布规律实验研究

针对电焊所产生的焊接烟尘危害,对J422和J502两种焊条在自然通风和局部通风下进行了多工况条件的焊烟浓度进行了实验测定。分析了焊接烟尘浓度在空间上的分布特征,提出了其随时间的变化规律,总结了焊条类型对焊接烟尘浓度的影响。研究结果对焊接烟尘的危害评估与治理具有较强的理论和实践指导意义。     

分层空调下高大焊接厂房双扩散对流

利用计算流体力学技术并结合现场实测分析分层空调系统设计关键参数如送风量、送风速度及分层高度等对某高大焊接厂房室内双扩散对流及通风空调效果和效率的影响。同时,还分析高大焊接厂房分层通风空调系统的适用性。研究结果表明:厂房下部风口排风比宜取为75%;送风量安全系数Ks可取为2.5~4.0;提高送风速度、下部排风口底部安装高度及降低分层高度均无法有效提升厂房通风空调效果和效率;各工况下厂房室内流体运动、热、质输运为双扩散混合或自然对流,焊接表面Nusselt数及Sherwood数基本不变;当厂房焊接烟尘散发量大时,分层空调节能性是一大挑战。将焊接热和污染源简化为稳态散发的条缝形热和污染面源,室内焊接烟尘质量浓度模拟值与实测值较好地吻合,相对误差为11.2%。     

不同焊接工艺的焊接烟尘污染特征

介绍了11种不同的焊接工艺,分析了其焊接材料、焊接工艺内容及其所产生的焊接烟尘的污染特征。     

浅析焊接车间烟尘特性及影响因素

焊接生产会产生烟尘,本文针对焊接车间的污染,着重对焊接烟尘的影响因素进行了分析。     

大型船体装焊车间焊接烟尘扩散模式理论探讨

目前国内外对焊接烟尘主要集中在发生机理、性质和治理等方面的研究，但对其在室内的扩散方式、运动轨迹等方面几乎没有具体的探讨。这里利用成熟的室外大气污染物扩散理论—梯度输送理论和箱模式理论，提出焊接烟尘在室内的扩散模式和浓度分布的理论计算方法。     

基于数值模拟法的六氟化硫充气柜焊接顺序优化

采用有限元软件ANSYS的ACT插件Moving-Heat-Flux,添加多段高斯移动热源对六氟化硫(SF_6)充气柜单条焊缝、多条竖向焊缝、顶盖焊接不同焊接顺序下的焊接变形进行数值模拟。通过实验对比10次现场焊接下的变形基本与模拟结果相同,得出SF_6充气柜柜体焊接模拟的准确性。焊接模拟结果表明:不同焊接顺序的焊后变形有明显差异。对于单条竖向焊缝,采取自上而下的焊接方式,使变形减少12. 4%;对于四条竖向焊缝,采取上、前面板所形成焊缝→前、下面板所形成焊缝→后、上面板所形成焊缝→下、后面板所形成焊缝的焊接顺序,使变形减少17%;对于顶盖的焊接,由前、下、后、上面板分别与顶盖所形成的焊缝采用逆时针、顺时针、逆时针、顺时针的焊接方式,使焊接变形减少4. 2%,得出通过优化焊接顺序可以有效地控制SF_6充气柜的焊接变形,为实际焊接生产提供了合理的理论依据。     

焊接缺陷对超大跨拱桥钢管拱肋力学性能的影响

超大跨拱桥钢管拱肋本身对温度比较敏感,且误差累积效应明显,因此拱肋在焊接施工过程中的焊接缺陷对结构性能产生的不利影响将十分突出,甚至威胁结构安全性。为研究焊接缺陷对超大跨拱桥钢管拱肋整体力学性能影响,采用ANSYS有限元软件分析了拱肋钢管焊接残余变形大小与分布,并引入结构整体分析当中,得到了焊接残余变形对整体结构的影响规律,并从拱肋焊接制造方面提出了减小焊接变形的具体措施。结果表明：钢管-钢管对接焊接沿轴向焊接残余变形最大,为1.26mm;焊接缺陷使拱肋最大节点变形与最大杆件内力分别增大34.6%和22.9%;提出的施工措施对类似500m级拱桥工程减小焊接变形具有一定的指导性作用。     

基于数值模拟法的SF6充气柜焊接顺序优化分析

本文采用有限元软件ANSYS的ACT插件Moving-Heat-Flux,添加多段高斯移动热源对SF6充气柜单条焊缝、多条竖向焊缝、顶盖焊接不同焊接顺序下的焊接变形进行数值模拟。通过实验对比10次现场焊接下的变形基本与模拟结果相同,得出SF6充气柜柜体焊接模拟的准确性。焊接模拟结果表明：不同焊接顺序的焊后变形有明显差异。对于单条竖向焊缝,采取自上而下的焊接方式,使变形减少12.4%;对于四条竖向焊缝,采取焊缝A→B→D→C的焊接顺序,使变形减少17%;对于顶盖的焊接,焊缝abcd采用逆时针、顺时针、逆时针、顺时针的焊接方式,使焊接变形减少4.2%,得出通过优化焊接顺序可以有效地控制SF6充气柜的焊接变形,为实际焊接生产提供了合理的理论依据。     

关于焊接冲压联合车间问题探讨

目前公司焊接冲压联合车间出现了烟尘多、设备布置拥挤、操作者操作不方便等问题,这些问题严重影响了操作者的身体健康、降低了操作者工作效率、降低了生产设备使用寿命以及零部件的加工精度等。针对这些问题,研究分析了国内外一些汽车行业的焊接、冲压车间布局,并查阅了焊接、冲压车间布局相关资料,对公司焊接冲压联合车间工艺布局合理性进行探讨,并提出合理的工艺布局方案。     

基于3D视觉技术的钢格板机器人自动焊接系统设计与实现

钢格板是一种网格结构的金属制品,具有通风、散热、防滑等特点,其被广泛应用于工业、冶金、制药和港口等领域。目前钢格板焊接工序仍然以人工完成为主,焊接质量一致性差、工人劳动强度较大等问题突出,为此研究设计了一套基于3D视觉技术的钢格板机器人自动焊接系统,通过利用3D视觉系统、工业机器人和焊接系统,实现了对钢格板的高效率高质量自动化焊接。     

不同通风方式下地铁区间隧道火灾烟气特性分析

为了解不同通风方式下隧道火灾烟气的运移情况,开展了管道热烟实验;进行了不同通风方式下火灾烟气运移的数值模拟;分别采用理论计算和数值模拟方法得到了不同火源热释放速率的纵向临界风速。结果表明:纵向风速较小时管道中的烟气呈现层状运动,风速较大时烟气分层现象消失;车厢内烟气的温度高于车厢外相同高度的烟气温度;采用数值模拟得到的临界风速低于弗洛德临界模型的计算结果;相同火灾功率时压入式通风临界风速比抽出式通风临界风速略小。当隧道内产生速度不小于2 m/s的纵向风时,可将烟气限制在火源的下游隧道。     

Experimental Study of Tunnel Fire with Natural Ventilation

The 1/15 reduced-scale experiments using Froude scaling were designed to study the effect on the smoke control efficiency for subway tunnel fires with natural ventilation mode.The propane gas fires with heat release rate 11.48 kW was used,which corresponds to the heat release rate 10 MW in the full-scale tunnel.The temperature distributions under the ceiling were measured by K-type thermocouples to investigate smoke move-ment,and the velocity of smoke in shafts was measured by hot-wire anemometer to obtain the smoke extract amount of ventilation shafts.The results show that the smoke temperature under the ceiling varies with the lon-gitudinal different distance from fire Source.The results also show that the smoke temperature distributions and the smoke control efficiency in tunnel vary with the space between ventilation shafts and vary with the area and the height of ventilation shaft.     

基于MultiPatch 模型的大气污染三维扩散模拟

 垂直尺度上的污染浓度分布状况越来越受到关注,因此三维大气污染模拟具有非常重要的应用价值.结合三维GIS,采用多面模型与高斯烟羽数学模型集成的方式,通过边界值计算、三角条带构建、多面内插与渲染等技术方法,构建了基于三维的高斯污染扩散系统,探讨了污染物迁移规律和三维模型生成算法,并对某工厂含SO₂有害气体连续排放过程进行了二维与三维模拟,分析了大气污染物质量浓度空间分布特征,并计算得到该污染源大气污染最大落地点距离为206 m.实践表明,采用多面模型表达三维污染物空间分布具有快速、直观的优势,也利于剖面与三维空间分析运算.     

油气场站隔离防护动火作业三场耦合数值模拟研究

隔离防护系统是油气场所进行动火维修作业的一种重要隔离防护手段,针对该系统排除作业过程产生的可燃性气体和焊接作业所产生焊烟的能力进行了大量工况数值模拟,分析了其可燃性气体、焊烟和温度分布规律,总结了各因素对系统通风性能的影响,得到了不同工况条件下的可燃性气体允许泄漏量、系统供风量、允许工作温度与工作时间等动火作业参数。结果表明,采用隔离防护系统进行动火作业能有效排除作业产生的可燃气体、焊烟与余热,保证作业人员的安全与健康。     

细丝二氧化碳焊接焊炬高度自动控制系统的研究

设计了一种以MCS－8051单片机为核心的焊矩高度自动控制系统,该系统以焊接电弧为传感器检测焊炬高度,用MCS－8051单片机为主控元件进行实时控制,由BF－75型步进电机及其相应的驱动电路实现焊炬高度的调节,实现了空间复杂曲面或曲线气体保护金属极电弧焊（GMAW）焊炬高度的闭环控制。     

公共场所空间内气溶胶的扩散特性研究

通过数值仿真对局部触发的病毒气溶胶在公共室内环境中的传播规律进行预测. 采用常用的Realizable k-ε湍流模型研究公共空间内气溶胶瞬态扩散特性. 气溶胶颗粒在密闭空间中随时间向前上方向扩散,随室内环流存留在空气中. 当颗粒喷出后15 s内仅少数大颗粒落地,在60 s时部分颗粒附着于墙壁、人体,而70.86%(颗粒数目残留率)的颗粒存在于室内空气中. 提出3种通风方案:对侧通风、上送两侧通风、单侧通风-对侧/上侧回风. 通风条件破坏了原有的室内环流,颗粒随气流流出排风口. 结果发现:对侧通风方案中室内颗粒残留率为65.4%,上送两侧回风方案中残留率为63.22%,单侧通风-对侧/上侧回风方案中残留率为70.32%. 因此,上送两侧回风方案颗粒物传播距离较短,且颗粒残留率较低,是较理想的通风方案.     

高层建筑火灾时前室门的流场分析

高层建筑防烟设计的目的是为了防止烟害并对烟气扩散进行控制,高效防烟装置应具有绝对隔烟、自由出入隔烟场所、不影响视野等功能。该文通过对烟气流动的机理分析,讨论了前室门的流场特性,用理论的方法建立了前室门处的流场。根据流线流量原理,提出在火灾时用防烟空气幕控制烟气的扩散。在前人试验研究的基础上,导出防烟空气幕的计算方法。     

长大公路隧道火灾温度场分布试验研究

为了掌握长大公路隧道内的火灾行为,提升秦岭特长公路隧道的火灾安全性,进行了火灾时隧道内温度场的纵向、横向分布规律及温度场扩散范围的大比例(1:6)火灾模型试验.模型隧道内径为1.8 m,长100 m.隧道内的风速在10 m/s范围内.试验中设定了3个火灾规模用以模拟实际的隧道火灾场景.试验中隧道内烟流温度通过CAN数据采集系统自动记录.试验结果表明,横向温度分布呈现拱顶最高,拱腰、边墙次之,底部最低的规律.对纵向温度分布而言,火区温度最高,随着远离火区温度逐渐降低.火灾规模及通风速度对温度分布及温度扩散范围具有明显的影响.随着火灾规模的增大,隧道内各点烟流温度及影响范围均增大.而随着通风速度的增大,温度扩散范围增大,火区最高温度降低,隧道内温度分布趋于均匀.此外,根据试验成果对结构防火措施、设备布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议.     

基于FDS的运输类飞机货舱烟雾探测试验方法研究

运输类飞机货舱烟雾探测试验采用烟雾发生器产生模拟烟雾的方式来进行,为科学合理地验证货舱烟雾探测系统的有效性,开展货舱烟雾探测试验方法研究。首先采用火灾动态仿真（fire dynamics simulator,FDS）对美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration,FAA）开展的货舱火灾试验进行火灾烟雾数值模型验证;然后,以某型运输机货舱为模型进行建模,采用经验证的烟雾数值模型进行不同发烟位置、货舱通风/不通风、不同货舱环境压力等条件下货舱烟雾扩散规律研究和烟雾探测器对烟雾的响应研究。结果表明：当火源位于8位置时,烟雾探测系统响应时间最长,该处为最严苛火源位置;舱内烟雾扩散情况受货舱通风条件影响很大,通风条件下烟雾探测系统报警时间比无通风条件下长;货舱环境压力越低,货舱顶部的烟雾扩散范围越大,有利于烟雾扩散,烟雾探测器告警越短。最后,根据实际货舱烟雾探测试验条件,从烟雾量大小、试验工况、发烟设备、发烟位置点选择等方面设计该型飞机货舱烟雾探测试验方法。     

喷淋冷却与自然排烟耦合作用下烟气沉降研究

通过理论分析,建立了喷淋冷却与自然排烟耦合作用下火灾烟气层沉降的理论预测模型,并开展了相应的实验,把实验结果作为输入参数代入模型,得到了不同实验条件下烟气层的沉降结果。结果表明,喷淋冷却与自然排烟耦合作用下,烟气沉降速度相差很小;喷淋作用后,烟气层最终沉降高度降低;随着压力的增大,烟气层最终沉降高度相差较小。