朱楚珂　陈烨琳　刘刚

【摘 要】随着社会进步和城镇化进程加快，城市人口急剧增加，城市生活垃圾的产量也逐年增加，垃圾场、生产车间等场所异味和有害气体外溢现象严重，对周边环境和人员健康带来极大的危害。本文研究一种阻挡污染气体外溢的气压门，使压缩空气通过气幕管在门缝处形成致密的气帘，有效阻挡污染区内部空气向外流动，采用Fluent软件模拟分析在气幕作用下，室内外压差不同时，该种阻挡室内污染气体外溢气压门的适用条件，为今后研究及相关工程设计提供依据。

【关键词】气幕；门缝；室内外压差；Fluent

中图分类号： TB6 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.015

Research of Applicability for Barometer Blocking Overflow of Polluted Air

ZHU Chu-ke CHEN Ye-lin LIU Gang

（College of Environmental Science and Engineering， Donghua University， Shanghai 201620，China）

【Abstract】With the rapid development of socialization and urbanization， the explosion of population has became a big problem along with urban garbage problem which bring a lot of negative effect to surrounding environment and living health. The essay focuses on a kind of barometer which could block the overflow of polluted air. It can make compresses air become a compact air curtain through the crack so that the polluted air can be blocked in case of overfalling outside. In this research， FLUENT is used as simulation software to study the operation situation of the barometer when the in-and-out environment has a different pressure.

【Key words】Air curtain； Crack； Differential pressure； FLUENT

0 引言

惡臭污染物即一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质[2]，空气中如含0.1 %硫化氢就会迅速引起头疼晕眩等症状[3]。可以设计一种阻挡污染气体外溢的气压门[4]用以解决上述问题，现今使用的空气幕，有相当大数量的空气幕并没有达到预计的效果[5]，本文研究的阻挡污染气体外溢的气压门，在门缝处出风形成气幕，阻挡室内污染气体的外溢，分析比较该种气压门的适用条件。

1 模型设置

房间布置及门缝处的三维模型如图1所示：

如图1所示，房间模型为长方体4m×3m×4m，门高即门缝高度3m，污染源用地面表示。房间顶部设通风口0.5m×0.5m。

2 确定判断依据

以硫化氢作为污染气体代表进行模拟分析，结合实际情况，车间空气内硫化氢的最高允许浓度为10mg/m3，转化为质量分数8e-6。硫化氢气体的嗅觉阈值为0.035mg/m3[6]，转化为质量分数2.8e-8。现以车间空气允许浓度的最高值即质量分数8e-6作为室内污染气体释放浓度，污染气体为空气和硫化氢的混合气体以恒定速率释放。以硫化氢气体的嗅觉阈值即质量分数2.8e-8作为检测外溢的硫化氢浓度标准。

3 阻挡污染气体外溢气压门的适用条件

根据模型设置，门缝宽度从出风面至墙壁共计0.02m，门缝纵深0.05m。以上述工况为条件，模拟研究不同室内外压差情况下，溢出硫化氢气体的浓度及减少污染气外溢气压门的适用条件。

3.1 室内压力低于室外压力

当室内压力低于室外压力时，模拟研究仅靠内外压差作用能否减少污染气体外溢，使溢出的污染气体质量分数低于阈值。分别研究门缝宽度为0.005m，0.02m，0.04m时，在不同室内外压差（外高内低）且无门缝出风的情况下，室外与门缝交界面（平面z=0.05）的硫化氢质量分数。模拟结果见表1所示：

由表1可知，在室外压力高于室内压力的情况下，确实能够减少污染气体的外溢，随着门缝宽度的变化，硫化氢溢出浓度在嗅觉阈值范围内的最小压力差值变化。

根据模拟结果可以发现，门缝宽度不超过0.04m时，室内压力低于室内压力1Pa以上，能够阻挡硫化氢气体外溢使低于嗅觉阈值；室内压力低于室内压力1 Pa以内，溢出硫化氢气体超过嗅觉阈值，仅靠压差作用不能使溢出硫化氢浓度达标，需要在门缝处出风形成气幕加强阻挡作用效果。

3.2 室内压力等于或高于室外压力

当室内压力等于室外压力时，在门缝没有出风的情况下，模拟研究门缝处溢出硫化氢气体的浓度，在门缝高度的中间位置水平截面（平面Y=1.5）观察硫化氢浓度变化如图2所示：

由图4所示是该平面硫化氢质量分数浓度分布云图，图2-a横轴z=-3到z=0是室内，z=0.05到z=3是室外，中间位置z=0到z=0.05是门缝，纵轴表示房间宽度4m；图2-b放大图中可以明显看到污染气体溢出到室外的浓度值过高，会对人员活动区产生危害。

由模拟结果可以发现，外溢的硫化氢浓度与室内硫化氢基本浓度相等，说明在室内外无压差的情况下，门缝连通室内外，室内污染气体从门缝溢出，外溢现象严重。所以可知，室内外无压差的情况下，需要在门缝处设置出风面形成气幕屏障减少室内污染气体外溢。当室内压力高于室外压力时，在压差的作用下，室内污染气体更容易经由门缝溢出。

4 结语

以硫化氢气体作为污染气体代表分析不同室内外压差时，阻挡室内污染气体外溢气压门的适用条件，得到以下结论：

门缝宽度不超过0.04m时，室内压力低于室内压力1Pa以上，能够阻挡硫化氢气体外溢使溢出浓度低于嗅觉阈值；室内压力低于室内压力1 Pa以内，或者当室内压力等于或高于室外压力时，溢出硫化氢气体超过嗅觉阈值，说明此种情况下仅靠压差作用不能使溢出硫化氢浓度达标，需要在门缝处出风形成气幕屏障阻挡污染气体外溢。

【参考文献】

[1]El-Fadel M， Findikakis A N， Leckie J O. Environmental Impacts of Solid Waste Landfilling[J].Journal of Environmental Management， 1997，50（1）：1-25.

[2]《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）[C].1993.

[3]陈中元.含硫臭味污染气体的危害和防治[J].贵州化工， 2005（06）：32-34.

[4]刘刚，陈烨琳，张年洋，陈珊珊，朱楚珂，甘长德.一种防止污染气体外溢的气压门. CN106522788A.

[5]陆亚俊，赵永利.我国上送式热空气幕产品现状分析[C].全国暖通空调制冷2000年学术年会，2000：4.

[6]王兰芬.有害气体的嗅觉阈值[J].劳动保护，1983，（11）： 22.