矿井通风困难时期通风优化方案研究

针对陕煤澄合矿业有限公司二矿分公司矿井三水平延伸工程遇到的通风系统通风困难时期状况,文中在分析了矿井通风阻力分布特征和主要通风机性能特性的基础上,结合矿井三水平延伸工程即将完成主皮带斜井工程的情况,提出改善通风系统困难状况的2种方案,一是在东、西风井安装主通风机,进行双风机并联通风,二是利用主皮带斜井为回风井,其余井筒做进风井通风.经过分析发现,采用双风机并联通风存在有通风网络公共风路风阻大小与待选通风机风压之间存在相关性关系,澄合二矿风机并联工作不满足这一关系.经过通风网络解算,验证得出主皮带斜井回风可以改善通风系统困难状况,从而确定了这一较好方案,现场工程验证了所选择通风方案能够满足矿井安全生产要求.     

姚桥煤矿西十采区回风系统优化研究

针对姚桥煤矿复杂矿井通风系统中西十采区回风系统无独立通风问题,确定了西十采区回风系统优化设计原则,提出了对西十采区进行新掘水平回风巷和新掘回风上山两种回风系统设计方案.在"三掘"、"一采两掘"和"一采三掘"三种不同采区布局方式下,采用矿井通风网络解算方法对设计方案进行了模拟解算和分析.结果表明,两种方案分别采用"三掘"...     

碱沟煤矿通风系统稳定性分析研究

在建立了碱沟煤矿通风网络图的基础上,运用数理统计的标准偏差D为特征指标,分析了一段时期以来矿井主要通风巷道风量变化规律,又利用通风网络解算模型,计算各通风巷道在风阻参数变化条件下的风量变化,从而得出该矿通风系统中,有的巷道风流稳定性差,对于通风系统风量变化比较敏感;而有的巷道风阻参数发生变化时,对于通风系统稳定性则产生显著影响。最后,综合几种分析方法的结果,得出了碱沟煤矿通风系统稳定性程度以及影响其稳定性的巷道位置,为矿井通风系统稳定性分析创立了一种综合性的方法。     

节点风压解算通风网络的改进方法

当通风网络存在按需供风的分支且用节点风压法对通风网络进行解算时,将按需分风带来的节点风量代数和归零误差(又称不平衡差)全部集中在那些按需供风分支上,这给风量调节实施带来一定的困难,因为这些分支常常是工作场地.为解决此问题,提出了一种新的节点风压法通风网络解算思路.该思路通过使所有节点风量代数和归零误差的平方和最小化,建立了节点风压法通风网络解算模型,并获得了一种新的节点风压法风网解算算法.解算结果表明:若某节点的不平衡差恰好为0,则该节点相关分支不需进行风量调节;否则,与该节点相关的分支需要进行风量调节来消除该不平衡差.这样一来,可将最小不平衡误差根据工程实际需要分散到所有或部分节点的相关分支上,而不是将不平衡差完全集中在少数按需供风分支上.该方法理论上考虑到了通风系统按需供风分支的存在,具有理论完善、结果正确、可降低风量调节实施的难度的特点.图1,参11.     

基于WINDOWS的矿井通风网络解算软件的研制

针对现有矿井通风网络解算软件存在的不足,本文使用MATLAB和Visua1C++做为开发工具开发了基于Windows操作系统的矿井通风网络解算软件。采用引入回路重选策略的斯考德一恒斯雷解算算法,使得在通风网络模型上进行的风网解算速度加快。该软件采用通风网络参数解算与通风系统图形相结合方式,对王家岭煤矿通风系统进行网络解算,为王家岭煤矿通风系统优化提供依据。     

通风系统网络模拟在优化通风系统中的应用

为确保通风系统稳定、可靠、高效运行,在对通风系统现状进行相关数据采集后,针对通风系统建立网络模型。通过通风网络模拟解算,并对解算结果进行分析,确定影响矿井通风的瓶颈所在,提出优化通风系统的可行方案。通过方案的落实,使通风系统在一定程度上得到优化,以确保矿井通风系统的稳定、可靠、高效运行,降低矿井通风费用,节约矿井开采成本。     

矿井通风系统三维可视化及网络解算优化

 针对目前通风软件功能存在局限性的现状,结合矿山开采深度增加和通风网络越来越复杂的实际,开展了新型矿井通风系统三维可视化研究。基于回路风量法和节点风压法提出了新的改进解算算法,使其能够解决复杂的通风网络解算问题;根据新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法逐层生成闭合轮廓线,将各层轮廓线三角化并将所有的三角化网格合并,生成封闭的三维联通实体巷道;采用“层次式平台+插件”的方法进行系统开发。最终实现了通风系统三维可视化模拟、网络解算优化、通风管理信息化;与矿山数字化软件相结合,可有效集成监控监测系统,实现数据管理一体化和矿山安全管理。     

矿井可视化通风系统的研究

利用网络理论及计算机技术，研制开发了集绘图、数据管理、风网解算于一体的可视化矿井通风系统，为矿井通风图形一数据可视化管理提供了一种新的研究手段。     

晓南煤矿通风系统仿真

为了解决晓南矿通风系统过于复杂,难以管理的问题,利用矿井通风仿真系统(MVSS)软件,构建了晓南煤矿通风仿真系统,针对晓南矿通风系统的复杂性,进行了分析研究。对不合理的巷道布置提出了改进方案,并通过计算机进行了仿真模拟,根据仿真结果的比较,确定了优化方案,并成功地进行了通风系统改造。模拟结果表明,仿真效果良好,全面提升了矿井的通风管理水平及决策能力,对矿井通风管理有较好的指导作用。     

用Scilab开发通风网络解算软件的优越性

为了让通风工作者在不必精通计算机编程的情况下快速完成通风网络的解算,并能实现在基本不投入资金的情况下得到一套完整的通风解算系统.对Scilab在矩阵解算方面的优越性以及通风网络解算的矩阵运算本质进行了分析.对比了选用Python,Visual Basic和Scilab 3种语言实现的牛顿法解算模块,在代码的简洁可读性、执行效率、可移植性、开发平台的开放性等方面进行了研究.对Scilab通风工具箱的基本框架和使用方法进行了阐释.结果证明在通风系统解算方面Scilab相较于Visual Basic等编程语言,在界面友好程度方面基本持平,在代码编写量上显著减少,在可扩充可二次开发方面具有不可比拟的优势,在跨平台性上表现优良.但是由于Scil-ab是解释性语言,相较于编译型语言在程序执行时间上相对较长,而相对于基于虚拟机的语言时间基本持平.综合各种因素分析,认为Scilab在通风软件开发方面具有优越性,宜于在通风教学、科研以及工程应用中推广.     

煤矿乏风瓦斯变压吸附分离特性

以实验室活性炭吸附床为研究对象,建立了多维吸附床内煤矿乏风流动、吸附传质的数学模型.首先对活性炭富集煤矿乏风瓦斯过程进行了模拟,得到了各个循环步骤下床内详细的浓度分布和吸附量分布,模拟结果与实验结果符合较好.进而采用此模型,改变吸附压强、解吸压强和解吸温度等参数,对不同工况下瓦斯分离富集过程进行了对比模拟研究,揭示了煤矿乏风瓦斯变压吸附分离特性.     

单机变换喷射器辅助通风数值模拟

为解决爆破后产生的大量有害气体对巷道的污染问题,提出喷射器辅助单机变换通风方式。即正常情况下采用压入式通风,爆破时变压入式为抽出式并用喷射器辅助通风,形成喷射器压入、风机抽出的混合式通风方式,使污浊气体由风筒排出。利用流体软件模拟50和100 m炮掘巷道通风情况,结果表明：喷射器辅助单机变换通风分别在40和50 s排出炮烟,与压入式通风相比,该方法排烟时间短,炮烟污染巷道轻,对于长距离巷道,效果更加明显。喷射器辅助单机变换通风方式对炮掘巷道是可行的。该研究为解决爆破后通风提供了理论依据。     

红菱煤矿通风系统灵敏度数值分析

为了解决红菱煤矿通风系统稳定性判定问题,采用灵敏度分析理论进行研究.基于定量分析的方法来研究通风系统的灵敏度,为保持分支和整个通风系统的稳定提供了判别,通过数值分析,刻划了分支影响程度曲线和分支受影响曲线.研究结果表明:根据分支影响曲线,可以明显的看出不同分支对整个通风系统的影响程度;根据分支受影响曲线,可以明显的看出其它分支风路受到当前分支风路的影响程度.基于灵敏度的通风系统稳定性分析对红菱煤矿通风系统的安全管理具有一定的参考价值和指导意义.     

置换通风在卷烟厂应用效果的数值分析

存在大发热量设备的生产厂房具有空调系统能耗高的问题.以卷烟厂为例,采用数值模拟的手段,对某卷烟厂的卷接包车间应用置换通风进行了模拟分析,并与常用的上送上回进行了比较分析,结果显示,置换通风较上送上回具有更明显的温度分层,在满足车间环境参数的前提下,上送上回能量利用系数为1.1,而置换通风可达到1.5,其投入能量利用系数高,节能性较好.     

内混式扇形空气雾化喷嘴参数分析

采用Eulerian-Lagrangian耦合算法,对内混式空气雾化喷嘴的性能参数进行了数值模拟,结果表明:气液质量流量比为定值时,随着喷嘴孔口宽度的增大,雾化角和液滴的速度逐渐减小,索特尔平均粒径(SMD)不断增大;为了获得更细小的液滴,喷嘴孔口宽度不宜过大;喷嘴孔口宽度为定值时,SMD随气液质量流量比的增加,先逐渐减小,达到极小值后,又逐渐增大,喷嘴孔口宽度为0.6mm时,SMD的极小值约为39.5μm。     

热源厂房通风有效性的数值分析

采用k-ε紊流模型,利用ANSYS计算软件,对某热源厂房的自然通风进行数值计算,将生产线上的散热量作为能量方程的附加源项,预测厂房内的速度场和温度场。预测结果表明:降低进风口的标高以及减少通风障碍物对风流的影响,可增加作业区的有效风量,从而提高厂房的通风效果。厂房的通风改造实施后,验证了数值模拟的结果。热源厂房通风的有效性可以采用能量利用系数来衡量,也可以采用有效风量率和有效空间的速度不均匀性系数来衡量。     

不同通风模式下变温度送风的节能特性研究

通风模式对室内环境品质及建筑运行能耗均有重要影响。文章在采用非稳定传热方法得到建筑围护结构热边界条件的基础上,对比研究了寒冷地区某办公室分别采用置换通风和层式通风的通风效果和节能特性。结果表明:在保证舒适性的前提下,研究对象采用置换通风的送风温度范围为13.0～27.0℃,采用层式通风的送风温度范围为19.0～24.0℃。采用实时调整送风温度的措施可以使置换通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到2.87%,使层式通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到5.16%,与基准送风温度对应的送风量相比,两种通风模式下的送风量均有所下降,其风量节约率可分别达到22.65%和32.14%。置换通风的室内温度更接近舒适,两种通风模式下室内污染物浓度均未超标。     

动压气膜轴承间隙平面流动的数值分析

基于计算流体动力学中的SIMPLEC算法,从流动模拟分析的角度对动压气膜轴承的工作机理,包括气体可压缩性、轴承间隙大小、轴颈偏心率及轴承运行线速度的作用等作了分析．结果表明,减小轴承的间隙、提高偏心率和线速度可以使间隙内压力增大,从而提高轴承的承载能力．本文的结果为动压气膜轴承的设计计算和三维轴承的计算提供了基础．     

风场中两串列球形沙粒的阻力及流场特性的数值研究

利用数值方法对雷诺数Re≤300的风场中沿风向串列的两球形沙粒的阻力系数及流场特性进行了研究.结果表明:两串列球形沙粒,后沙粒对前沙粒的阻力系数影响不大,而前沙粒对后沙粒阻力系数的影响很大,这一影响随着两沙粒间距的增大而减小,并且两沙粒的阻力系数均逐渐趋近单颗沙粒的阻力系数;两串列沙粒的阻力系数均随流场雷诺数Re的增大...     

基于热舒适的层式通风脉动送风参数优化

脉动送风耦合层式通风,可以在保证良好能效和空气品质的前提下,进一步改善人体热舒适.建立和验证了脉动送风耦合层式通风的室内三维(CFD)模型,计算了26组工况.基于实验验证的动态热舒适评价指标,即时间平均预测平均投票(TAPMV)和时间平均吹风感(TAPD),分析了脉动送风参数(周期总时长、高速期与低速期时长之比、送风速度)对热舒适的影响.利用多目标优化TOPSIS方法可知,当周期总时长为300 s,高速期时长与低速期时长之比为1,高速期的送风速度为1.95 m/s,低速期的送风速度为1.05 m/s时,热舒适综合评价最优.