建筑物拆除爆破粉尘爆炸水雾除尘机理的研究

城市建筑物拆除爆破所产生的粉尘速度快，突发性强，颗粒细小，在室外环境下悬浮时间长，影响范围大等特点，给爆破工点周围的环境造成了严重污染。随着建筑物爆破技术在城市中的普遍应用，爆破工程中造成的粉尘污染公害得到全社会的重视。本课题利用炸药爆炸能量驱动水将其抛撒、雾化，形成极小的雾滴，在高速运动中与建筑物爆破粉尘相互作用，达到高效率降尘的目的。本课题将研究爆炸水雾与卷扬粉尘运动的特征，爆炸作用下形成的水雾粒子与粉尘颗粒相互之间产生碰撞、拦截以及凝聚等相互作用的机理，粉尘运动特征和水雾运动参数与除尘效率之间的关系。本研究设计了爆炸水雾发生器、爆破粉尘卷扬装置以及除尘系统，采用理论分析、数值模拟和试验的方法研究爆炸水雾和爆破粉尘的相关特性，分析爆炸水雾各因素对爆破粉尘的降除效率的影响，为有效解决城市建筑物爆破粉尘的污染问题提出合理化措施和建议。

城市建筑物拆除爆破所产生的粉尘是爆破拆除有害效应之一，它具有扩散速度快、突发性强、颗粒细小、在室外环境下悬浮时间长、影响范围大等特点。本研究利用炸药爆炸能量驱动水将其抛撒、雾化，形成极小的雾滴，在高速运动中与建筑物爆破粉尘相互作用，达到高效率降尘的目的。本研究设计了爆炸水雾发生器、爆破粉尘卷扬装置以及除尘系统，采用理论分析和试验的方法研究爆炸水雾和爆破粉尘的相关特性，分析了爆炸水雾的降尘机理。 主要工作及结论如下：. （1）根据爆破粉尘的特征，确立了模拟粉尘的材料和扬尘方式。测试结果表明：粉尘的浓度随时间和距离变化较明显，高浓度区随着时间的变化向远处运动，且浓度越来越低。. （2）利用测尘仪和激光粒度仪，对粉尘动态分布特性进行了测定，结果表明：粒径大于100um的粉尘先沉降，沉降距离为1～2m；10～100um的粉尘沉降较慢，沉降距离在2～3m；粒径在1.83～2.2um范围的微粒几乎不沉降。 . （3）水在爆炸作用下，水的抛撒过程可分为近场阶段、中场阶段和远场阶段。在水雾运动的中场阶段，水从中心装药爆轰获取较高的动能，由连续体裂解成离散质团，并在向外扩散中与空气混合，破裂成更小的液滴，它是液滴破碎的主要阶段。水雾抛撒的三个不同阶段有不同力学特征。. （4）设计了适宜于高速流动速度场测量的DPIV系统，并实现了对粒子场粒径分布的测量。. （5）研究结果表明，爆炸水雾具有较好的降尘效果，爆炸水雾的降尘效率与随着距离增加而减小，随着比药量的增加而增加，随长径比的增加先增加后较小，随着相互作用时间的延长而增加。爆炸水雾的降尘效率与粉尘浓度有关，随着粉尘浓度的增大，降尘效率先增大后减小，水的单位体积极限捕尘量为600～700 。同时，粉尘的类别不同，粉尘的降尘效率也不同。粉尘的吸湿性越大，爆炸水雾的降尘效率越高。