防风网防风防尘效果现场实测研究

陈廷国 辛庚华

（大连理工大学，辽宁 大连116023）

引言

煤堆场在风的作用下经常会产生大量扬尘，导致严重的空气污染同时，造成了大量的原料的损失，根据国家节能减排、可持续发展的需要，从资源节约、环境友好、建设绿色港口的目标出发，某集团大型煤堆场建设防风网试验段工程，作为本次实测依托工程。

煤堆场原形长1650m，宽515m，堆场面积约54万m2，堆垛高度18m。防风网试验段工程建在实测堆场北侧，网长286.9m，网高20m，采用钢板防风网，板的开孔率33%，钢板厚度为1.6mm，采用热镀工艺，双面镀铝锌镁。

1 防风网防尘机理

煤堆场表面、特别是煤堆顶表面的微细煤粒在强风的推动和强涡场的卷吸作用下，大量进入风流中，形成煤堆场的起尘过程[1]。煤堆起尘量与风速关系密切，防风网通过降低堆场的风速，极大的损失风的能量，从而极大的减少了煤堆的起尘量。

2 实测方法

在防风网的上风侧（网前）布设1个参照点（不受防风网及周边环境的影响），测试堆场周边的自然风速；在网的下风侧（网后）不同距离处布设数个参照点，测试折减后的风速；在参照点、监测点处有3个不同高度的测试点，高度分别为5m、10m和15m。

通过比较监测点和参照点的风速值，分析得出防风网网后不同遮蔽距离（计算式见式1）、不同高度处对风速的遮蔽效果（计算式见式2）。

网材水平遮蔽距离：

?

式中：β－网材水平遮蔽距离（无量纲）；L－测点离网的水平距离（m），网前（上风口）为负值；H－网材高度，本次测试网高均为20m。

防风遮蔽效果：

式中：λ－遮蔽效果（无量纲），λ越小风速折减效果越好；V监－监测点风速值（m/s）；V参－参照点风速值（m/s）。

3 数据分析

根据实测风向的要求，实测得到防风网在不同高度、遮蔽距离处的遮蔽效果，结果见表1。

由表1可知，在防风网网后不同高度处（5m、10m及15m，下同）测点遮蔽效果随遮蔽距离β的增大，均呈先减弱后趋于平缓。

根据风洞试验结论，实测高度在0.4倍网高以上，遮蔽效果比较稳定[2]，风速变化对遮蔽效果影响不大。从表1中选取实测高度为10m（0.5倍网高）和15m（0.75倍网高）的实测数据，以北侧防风网为原点，遮蔽效果λ为纵坐标，遮蔽距离β为横坐标，绘制防风网在主导风向作用下网后遮蔽效果回归曲线，见图1。

通过回归分析得到回归曲线公式，见式3。

λ=-0.0011β3-0.0192β2+0.2001β+0.0004（3）

其相关性系数：R2=0.7173

式中：λ－正风向作用下的遮蔽效果（无量纲）；β－遮蔽距离（无量纲）。

由图1可知，偏风向作用下的实测数据较正风向下的实测数据离散，但从回归曲线反映的遮蔽趋势基本一致。

根据式3，分别对其进行数值积分，计算得到防风网在主导风向作用下，网后遮蔽距离在1≤β≤5范围内的平均遮蔽效果λ值为0.36，说明防风网对风速具有很好的折减效果。

4防风网防尘效果验证

本次通过现场实测的方法，用TSP浓度贡献值反映堆场的起尘量；TSP浓度贡献值是将布置在上风口处的监测点TSP浓度与下风口处的参照点TSP浓度作差，得到实测堆场煤尘的起尘量系数，以mg/m3为计量单位。比较建网前、后堆场TSP浓度贡献值的变化，来验证降低风速可以有效的减少起尘，间接反映防风网的降风效果，实测结果见表2、表3。

表2建网前起尘量实测结果表3建网后起尘量实测结果

根据表2、表3，以风速为横坐标，起尘量为纵坐标，绘制建网前、后的起尘量变化回归曲线，见图2。

通过建网前、建网后堆场起尘量得变化说明防风网的建设可以有效的降低堆场风速，从而减少堆场的起尘量，且对于高风速情况下，效果更加明显。

[1]赵仕琦等.煤堆场防风网防尘技术的数值模拟.科学信息,2007:616~619

[2]陈廷国等.国投京唐港防风网研究报告.大连:大连理工大学,报告2008.