井下避难硐室压风供氧分布规律研究

为实现避难硐室内良好生存环境,提高人员生存环境质量,并为今后避难硐室的设计提供指导性依据,基于数值模拟软件FLUENT仿真平台,以压风供氧方式下的避难硐室生存区为研究对象,对主要扰动源进行分析,建立两种压风供氧管路方案下的避难硐室三维模型.通过控制方程组、RNG k--ε湍流模型、有限容积离散方法和SIMPLE算法相结合的方式,实现避难硐室空气分布可视化.得出在压风供氧下,以九个布气孔弥散式均匀布气的管道布置及尺寸设计最优方案,以及硐室内氧气和二氧化碳体积分数的主要分布规律.通过现场载人试验验证了数值模拟的可靠性.     

涡流室结构参数对小管径涡流管制冷性能影响的三维数值模拟

为提高小管径涡流管的制冷效率,以产生高速涡流和发生工质分离的涡流室为对象,分析了涡流室内工质分区域流动和组合涡流动的特点,并利用standard k-ε湍流模型实现了涡流室内工质的流动过程仿真.通过分析涡流室内工质速度场、温度场和压力场的变化情况,阐明了涡流室内工质分区域流动和组合涡流动的原因,以及这一流动形式与涡流管制冷性能的关系.在此基础上,讨论了涡流室结构参数对制冷性能的影响.其结果表明,为获得较低制冷温度和较高制冷效率,涡流室直径应取1.5~2倍的热端管管径,涡流室高度为1/6.67~1/5.71倍的热端管管径,同时流道喉部截面宽度应使涡流室最小进气面积为热端管横截面面积0.233倍.     

井下避难硐室温湿度分布及耦合机理研究

为提高避险人员的生存舒适品质,建立基于密闭小空间的载人试验,对人体热舒适的温湿度耦合影响进行了定量分析和研究,验证了避难硐室配置制冷除湿装置的必要性,并对硐室内温湿度的主要扰动源进行分析和计算.采用CFD技术,构建了氧气瓶供氧时的避难硐室三维模型.模拟结果表明:无空调时避难硐室温湿度在9h内能达到33℃,90%,即人体闷热的环境条件;通过制冷除湿装置能有效地将其控制在30℃,83%以下.通过现场载人试验,验证了数值模拟的可靠性,并得硐室内温度达到28℃时,相对湿度应控制在80%以下.为避险设施设计提供指导性依据.     

煤矿井下避难硐室的选址及其关键技术

针对安全避险"六大系统"中,避难硐室选址的问题,从瓦斯爆炸事故的分析、避难硐室选址的地质因素、避难硐室选址与人员分布和人员疏散检验4个方面来研究避难硐室选址中的关键技术.结果表明:避难硐室选址应该避开压力峰值区域;避难硐室至工作面的距离要大于冲击波破坏造成的人员死亡边界;根据疏散时间检验,避难硐室距离工作面以1 000 m为宜;避难硐室两端入口要布置在进风巷道中,以采区布置为主,井底车场附近可不设置避难硐室.     

煤矿井下避难硐室建设趋势探讨

根据我国煤矿紧急避险系统实施的现状和问题,结合我司长期在避难硐室建设方面的经验,本文探讨了煤矿井下避难硐室的合理布局,性价比高的避难硐室,避难硐室整体解决方案,新型避难硐室设备的研发等方面的建设趋势探讨。     

君颖煤矿避难硐室研究与设计

针对君颖煤矿紧急避险系统的设计问题,研究了君颖煤矿采区区域人员分布情况,根据紧急避险系统设计要求,确定采用永久避难硐室作为君颖煤矿的紧急避险系统;根据避难硐室位置选择原则,确定了在主斜井联络道-70.8 m标高处和-71m标高新掘-70 m永久避难硐室,并对永久避难硐室的结构、容量及基本装备进行了研究与设计.永久避难硐室的研究对于实现科学、有序、有效救援起到了十分关键的作用,其研究成果能够为类似条件的矿井设计永久避难硐室时提供参考.     

君颖煤矿避难硐室设计

针对君颖煤矿紧急避险系统的设计问题,研究了君颖煤矿采区区域人员分布情况,根据紧急避险系统设计要求,确定采用永久避难硐室作为君颖煤矿的紧急避险系统;根据避难硐室位置选择原则,确定了在主斜井联络道-70.8 m标高处和-71 m标高新掘-70 m永久避难硐室,并对永久避难硐室的结构、容量及基本装备进行了研究与设计.永久避难硐室的研究对于实现科学、有序、有效救援起到了十分关键的作用,其研究成果能够为类似条件的矿井设计永久避难硐室时提供参考.     

喷嘴对锥形涡流管热分离影响研究

通过涡流管内部气体的流动分析,得到了喷嘴结构对涡流管热分离性能的影响关系,基于锥形涡流管进行了对比实验,实验验证了分析结果的正确性.实验结果表明:影响涡流管热分离性能的基本参数是喷嘴流道的总截面积,而非单个流道的截面积或流道个数.保持单个流道的截面积一定,当冷气流率较小时,流道个数越多对应制冷效应越大,而冷气流率较大时,结果相反.当冷气流率较小时,增加喷嘴流道的总截面积可获得更高的制冷效应,但制冷效率变化不大.分析表明:在本实验条件下当喷嘴流道总截面积与锥形涡流管截面积之比为0.153时,可同时获得较高的制冷效应和制冷效率.     

基于均匀设计的制冷小管径涡流管结构优化

为了更好地将小管径涡流管应用于油田伴生气的轻烃回收工艺中,采取均匀试验设计,选取涡流室直径、热端管长、冷端孔径3个对小管径涡流管制冷性能影响很大的结构变量因子,利用CFD软件对其在入口总压0.4 MPa,入口总温293 K,冷流比0.71下的制冷温差进行了结构优化计算,并对计算结果进行了回归分析,拟合并验证了经验公式,通过对经验公式寻优,得到了优化后的结构参数。对比优化结构与初始结构涡流管内速度场、温度与压力场分布发现涡流管结构优化后冷热分离性能更佳,同时计算对比了冷流比在0.71～0.79范围内优化结构与初始结构涡流管的制冷温差与单位制冷量,计算结果显示相同冷流比下结构优化后的涡流管制冷温差与单位制冷量更大。以上研究结果表明,采用均匀试验设计结合数值计算和回归分析可以对小管径涡流管的结构参数进行有效的优化调整,显著提高其制冷性能。     

金庄煤矿永久避难硐室的设计与维护

针对金庄煤矿的具体地质条件和紧急避险系统的设计要求,确定采用永久避难硐室作为金庄煤矿的紧急避险系统,并对其进行了位置选择、具体设计及基本装置的配备及避难硐室的日常维护提出了一些建议。永久避难硐室的设计与维护的研究将会对事故发生时科学、有效地救援起到十分重要的作用。     

地下矿山避灾硐室压风系统设计研究

研究如何设计进入避灾硐室的供风管道以及回风管道的参数,对于如何利用压风系统对避灾硐室进行供氧,而又能保证避灾硐室内人员的安全性具有重要的意义.研究首先根据避灾硐室所需风量确定了避灾硐室压风管道的管径;其次,通过对人体最大承受能力的分析,确定了避灾硐室内最大的超压;然后,利用流体力学相关理论分析了合适的排风管径;最后,通过计算避灾硐室内的绝对压力核对是否能保证人员的安全性.研究结果可为避灾硐室的设计提供依据.     

输电塔钢管构件涡激振动数值模拟

用数值模拟方法对钢管构件涡激振动现象进行研究,分别进行了静止圆管绕流数值模拟以及弹簧支撑单自由度圆管绕流数值模拟.结果表明:静止圆管计算工况雷诺数介于20 000~35 000之间,升力系数幅值以及阻力系数均值的平均值分别为1.427和1.273,与前人试验结果较为吻合;涡街形成的决定性因素是物体后部两个分离剪切层的相互作用;发生涡激振动时,顺风向响应要远小于横风向响应;基于单自由度模型进行动网格分析,给出了最大位移比公式以及线性插值关系式,将二维数值模拟应用于三维钢管构件的涡振疲劳分析.     

新型矿用可移动救生舱热防护性能研究

矿用可移动式救生舱是井下紧急避险系统中的重要技术装备,为井下被困人员提供稳定可靠和保障齐全的维生空间,而热防护性能是直接影响救生舱救援效果的一个重要因素。对比原有救生舱隔热结构对提出的新型救生舱舱体隔热结构进行了研究,通过ANSYS Workbench对新型舱体进行了瞬态热分析,模拟救生舱舱内在高温环境条件下的温度变化,并对分析结果进行了总结评价。最后通过试验进行对比分析,验证了模拟分析的可靠性。     

四流道喷嘴涡流管能量分离特性的实验研究

以压缩空气为介质,对两种四流道喷嘴涡流管内的温度分布及能量分离特性进行了实验研究,得到涡流管内的温度分布曲线;实验结果表明:随着冷气流分量的增加,冷气流的温度逐渐升高,制热效应增加,制冷效应和冷热分离效应降低,喷嘴形式对涡流管制冷效应影响很大,实验测得的温度分布趋势与理论一致.     

基于ANSYS Workbench的救生舱舱体优化分析

目前对救生舱舱体参数的设计大多还是根据设计人员的经验来确定的,这种设计方法往往效率低下,不能适应新的要求。利用基于ANSYS Workbench（AWE）的协同设计方法,可以有效缩短设计周期,降低设计成本,提高救生舱的可靠性和经济性。以方形救生舱舱体为例,通过Pro/E与AWE的协同优化功能对其结构参数进行仿真分析,并与之前的经验设计参数比较,得到最优设计点。     

防水型救生舱防护结构研究

参考潜艇结构设计方法,对耐水压150米的防水型救生舱环肋圆柱壳耐压结构的进行了研究,获得了壳板厚度、肋骨型材、肋骨间距和肋骨型号关键参数对耐压外壳所受关键应力和稳定性的影响。通过对外压容器的补强方式的比较和分析,确定了防水型救生舱舱门和观察窗开孔补强的方式方法和面积。通过数值模拟对舱段耐压结构的多种影响因素进行模拟计算,完成了整舱承压性能的应力应变模拟分析。结果表明,所设计防水型救生舱在2.25 MPa的外压下,舱体所受最大应力为100 MPa~300 MPa,整体形变最大值出现在舱尾椭圆封头的最中心,大小为6.1 mm。救生舱整体结构合理,对于防水型救生舱结构设计提供给了依据。     

小型风冷柴油机镶块双通道倾角对涡流特性的影响

为分析风冷柴油机镶块双通道安装位置对涡流室内涡流形态的影响,以BHl75F柴油机为例,基于FLUENT流体仿真软件,研究活塞从曲轴转角210°CA运动至上止点（TDC）时双通道倾角对柱形平底涡流室内涡流特性变化规律．模拟结果表明,镶块双通道倾角对涡流室内涡流形态发展具有重要影响,在设计的30°、40°、45°及50°四种通道倾角方案中,涡流室内涡流发展过程较为相似,均在连接通道左侧形成自由涡,随着曲轴转角的增大,涡流强度增大,涡核上移并稳定在O点位置附近;相对30°、45°通道倾角而言,40°、50°对应的涡流形态发展较快,且在喷油始点附近位置,45。通道倾角所获得的涡流形态更稳定、矢量速度和涡流尺度更大,有利于提高油气混合质量．     

Simulation technology for refrigeration and air conditioning appliances

The output of refrigeration and air-condition appli- ances have been increasing rapidly in recent years, es- pecially in China. For example, the annual output of room air conditioners in China is over two thirds of the world total, and the use of air cond…     

大管径八流道螺旋喷嘴涡流管流动与传热数值模拟

为了探究大管径涡流管内流场分布规律和冷热分离机理,建立大管径八流道螺旋喷嘴涡流管三维模型,选取甲烷作为工质气体进行数值模拟,并对相关物理场进行重点分析。研究结果表明:涡流管内径向存在一环形区域,内外旋流气体在区域内相互剧烈作用,总压迅速减小,不可逆熵增大,能量快速传递,总温产生分离;同时,在一定入口总压、总温下,调节热端出口背压,涡流管存在最佳的制冷、制热温差以及最优的制冷、制热量,且同一冷流比下,工质气体的单位制冷量要优于单位制热量。