喷涂工艺是工业制造车间不可缺少的一部分,通常伴随着大量有机废气和漆雾颗粒的产生。为了保障工人的健康安全、防爆要求和工艺质量,多采用机械通风控制污染物在喷漆车间的扩散传播。在众多的机械通风系统中,均匀流与气幕射流耦合通风系统在手工喷漆或半自动化喷漆车间应用最为广泛。然而,均匀流与气幕射流均涉及到复杂的空气湍流,同时伴随着漆雾颗粒的卷吸和非线性传递,至今尚缺乏对均匀流与气幕射流耦合通风系统送排风气流、漆雾颗粒源释放、逸散、排放等基本过程的清晰认知,导致该形式通风系统下污染物没有被控制在有限范围内,车间工作环境较差。因此,本文提出开展喷漆车间均匀流与气幕射流耦合特性研究。首先,选取某飞机喷漆车间均匀流与气幕射流耦合通风系统为研究对象,采用计算流体力学方法,分别建立简化的局部喷漆射流过程以及喷涂机身时均匀流与气幕射流耦合通风过程几何模型和数学模型。并基于现有文献数据,验证已建立的数学模型的准确性。然后,利用已验证的数学模型解算局部喷漆射流过程,分析局部喷射速度、喷射距离、喷漆表面几何形状、背景风速等因素对局部气流及漆雾颗粒分布的影响,阐明局部喷漆射流过程漆雾颗粒分布特性。而后,解算均匀流与气幕射流耦合通风过程流场与漆雾颗粒浓度场,揭示均匀流速度及其均匀度、气幕射流速度、排气方式、漆雾颗粒源位置等对漆雾颗粒空间逸散的影响机制。最后,以某工业飞机喷漆车间为例,结合现场测试数据和数值模拟结果,分析喷漆车间内部气流分布特征,评估喷漆位置不同时通风系统对漆雾颗粒的控制效果。研究结果表明,对于局部喷漆射流过程,随着喷射速度减小、喷射间距增大,局部空间内漆雾颗粒滞留数量增多。同喷涂平面相比,凹面和凸面的喷漆作业过程更容易导致漆雾颗粒滞留。需结合涡流形成特点,调整喷射角度以尽量降低局部喷漆射流周边的漆雾颗粒浓度。对于均匀流与气幕射流耦合通风过程,气幕射流速度越高、均匀气流速度越低、排风量越低,漆雾颗粒逸散越严重。当喷漆位置在机身上半部时,漆雾颗粒被控制在较小的范围内,较易排出。对于本文选取的实际飞机喷漆车间,在作业工人呼吸高度,现有的通风系统在机翼和机身连接处产生较多的涡,其余位置呈现放射状向四周分布。当喷涂飞机的不同位置时,漆雾颗粒的逸散情况并不相同。同喷涂机尾和机头位置相比,中部机身段喷漆过程能够产生更大范围的漆雾颗粒逸散。