[發(fā)明專利]一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110925000.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-08-12 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113627020A | 公開（公告）日： | 2021-11-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄭新;吳成英;周麗;鄭純穎;謝姿炫;陳曉婷;曾嘉俊 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | G06F30/20 | 分類號(hào)： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 中山市科創(chuàng)專利代理有限公司 44211 | 代理人： | 謝自安 |
| 地址： | 528400 廣東省*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 印刷 車間 vocs 擴(kuò)散 模型 智能 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng) | ||
1.一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括以下步驟：
a.建立印刷車間內(nèi)VOCs的擴(kuò)散模型；
b.建立印刷車間VOCs氣體分布模型；
c.搭建VOCs的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的步驟a建立印刷車間內(nèi)VOCs的擴(kuò)散模型，采用GDPLD模型涉及連續(xù)性方程如式(1)所示、動(dòng)量方程如式(2)、(3)、(4)所示，和能量方程如式(5)所示，分析印刷車間VOCs廢氣擴(kuò)散行為；同時(shí)，包括非反應(yīng)組分的擴(kuò)散方程如式(6)所示和氣體狀態(tài)方程如式(7)所示，來(lái)模擬多組分混合氣體的擴(kuò)散：
ρV＝nZRT (7)
式中，ρ為甲苯、乙酸乙酯、丁酮等多組分VOCs氣體的混合密度，u為氣體速度，t為擴(kuò)散時(shí)間，u、v、w分別表示x,y,z方向的法向速度，F(xiàn)x、Fy、Fz動(dòng)量源項(xiàng)；p為靜態(tài)壓力，i為內(nèi)能，T為熱力學(xué)溫度，Φ為耗散函數(shù)；Ci為混合氣體中每一種氣體的體積分?jǐn)?shù)，以n種混合氣體為例，因?yàn)閚種氣體的和等于單位氣體，所以只需要指定n-1種氣體；Sh、Si分別為內(nèi)部熱源和質(zhì)量源，μ、k、Dc為物理參數(shù)分別與內(nèi)摩擦、傳熱和擴(kuò)散能力有關(guān)，V、n、Z和R為狀態(tài)方程中的氣體體積、質(zhì)量、可壓縮性和氣體常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的步驟b中，建立印刷車間VOCs氣體分布模型，通過(guò)采用FLUENT仿真方法對(duì)印刷車間內(nèi)VOCs的擴(kuò)散模型數(shù)值進(jìn)行模擬，由FLUENT仿真結(jié)果得出印刷過(guò)程中印刷車間的VOCs氣體分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，采用FLUENT仿真方法的具體步驟為：
第一步，仿真模型的建立，以實(shí)地考察印刷車間為VOCs擴(kuò)散模擬對(duì)象，然后根據(jù)車間的建筑結(jié)構(gòu)及尺寸建立三維模型，測(cè)量車間內(nèi)部通風(fēng)口位置與空氣流動(dòng)速度；
第二步，測(cè)量車間的進(jìn)風(fēng)形式，根據(jù)測(cè)得的進(jìn)風(fēng)速度、進(jìn)風(fēng)角度、進(jìn)風(fēng)高度等參數(shù)確定仿真過(guò)程的進(jìn)風(fēng)形式；
第三步，仿真模型的網(wǎng)格劃分，將印刷車間三維模型導(dǎo)入到FLUENT進(jìn)行網(wǎng)格化分，將出風(fēng)口與印刷車間的網(wǎng)格分區(qū)域獨(dú)立劃分；
第四步，F(xiàn)LUENT計(jì)算參數(shù)的設(shè)置，印刷車間內(nèi)VOCs氣流紊流的仿真采用改進(jìn)的κ-ε兩方程模型，并且采用Boussinesq假設(shè)，VOCs氣體的擴(kuò)散采用有限容積法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三步仿真模型的網(wǎng)格劃分采用純六面體網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格方向能夠沿著流動(dòng)方向布置，生成的網(wǎng)格數(shù)量為350～450萬(wàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種印刷車間VOCs擴(kuò)散模型及智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四步中改進(jìn)的κ-ε兩方程模型為：
式中，k為湍流動(dòng)能，ω為湍流耗散率，P和μt湍流產(chǎn)生率和湍流粘度，該模型結(jié)合了k-ε和k-ω模型的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算一個(gè)混合函數(shù)F1，該函數(shù)在接近墻壁處為0，在邊界層處為1。
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