ارزیابی عددی عملکرد انواع روش های تهویه آلاینده ها در یک سالن جوشکاری بزرگ

آلاینده های جوشکاری از قبیل فیوم ها و گازهای سمی بسیار خطرناک بوده و باید از ناحیه تنفسی کارگران دفع شوند. در این پژوهش عملکرد روش های مختلف تهویه صنعتی شامل تهویه اختلاطی، جابه جایی و موضعی در یک کارگاه بزرگ جوشکاری به صورت عددی ارزیابی شده است. به دلیل بزرگ بودن کارگاه مورد نظر، میدان حل با فرضیاتی منطقی محدود شده است. چون رژیم حاکم بر جریان از نوع مغشوش است، معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، اندازه حرکت، انرژی، غلظت آلاینده و معادلات اغتشاش k-? استاندارد بوده و به صورت پایا و به روش حجم محدود حل شده اند. پلوم جوشکاری با در نظر گرفتن فرضیاتی معقول از یک سطح کوچک با شار گرمایی و شار آلاینده مربوط به جوشکاری gmaw وارد میدان حل می شود. نتایج حل عددی شامل خطوط مسیر، میدان سرعت، دما و غلظت آلاینده در صفحه های مختلف و ناحیه تنفسی بررسی شده و روش های مختلف تهویه با توجه به مقدار غلظت در ناحیه تنفسی و عملکرد با یکدیگر مقایسه شده اند. پلوم جوشکاری از سطحی کوچک به دلیل نیروی شناوری برخاسته و جریان هوا و دما را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد. در این کار ابتدا شرایط موجود بررسی شده و مشخص می شود که تهویه اختلاطی استفاده شده عملکرد مطلوبی ندارد. ابتدا سعی می شود که تهویه موجود با کمترین تغییرات اصلاح گردد. در همین راستا مواردی چون استفاده از پنجره های سقفی و پنجره های روبه فن، تغییر ارتفاع دریچه های ورودی، استفاده از تهویه طبیعی و تغییر نرخ تعویض هوا بررسی می شود. نتایج نشان می دهد بیشترین اثرگذاری مربوط به تغییر نرخ تعویض هوا است. در مقابل تهویه طبیعی و پنجره های رو به فن و سقفی نمی توانند اثر قابل توجهی ایجاد کنند. تغییر ارتفاع دریچه های ورودی نیز درصورتی که بر پلوم جوشکاری اثر شدیدی نگذارد می تواند موثر باشد. همچنین روش های تهویه جابه جایی و موضعی تحت شرایط خاصی می توانند استفاده شده و غلظت آلاینده را به زیر حد مواجهه مجاز کاهش دهند. تهویه جابه جایی نسبت به تهویه اختلاطی موثرتر بوده و باعث می شود هوای تازه، کل ناحیه تنفسی را در برگیرد. استفاده از هود جانبی متحرک هم نشان داد که مقادیر غلظت آلاینده را در ناحیه تنفسی درصورت استفاده صحیح به نزدیک صفر تقلیل می یابد. در حقیقت این روش موثرترین در کاهش غلظت آلاینده های جوشکاری به زیر حد مواجهه مجاز می باشد.