复杂洞室群施工期通风有害气体扩散数值模拟

为了进一步认识复杂洞室群施工期联动通风中有害气体扩散的特点,该文基于流体动力学和射流理论,针对某地下洞库工程建立了湍流k-ε数学模型,模拟了压入式风机与吸出式风机联合通风、压入式风机与通风竖井联合通风这2种方案的有害气体扩散过程,得到了主洞室中不同截面CO体积浓度随时间变化的规律,分析了不同通风出口的排烟总量,比较了这2种方案的通风效果。结果表明:复杂洞室群通风中适当布置吸出式风机可提高通风效率、减轻施工巷道的排烟压力。     

复杂长竖井引水隧洞施工通风两相流模拟研究

复杂长竖井引水隧洞纵横交错的洞室布置和上下平洞间的大高差导致其通风散烟困难,然而施工通风效果的好坏直接影响工程施工进度和施工安全.现有引水隧洞施工通风两相流数值模拟研究多是针对单一隧洞或同平面的交叉隧洞,并且其网格独立性分析局限于通过单一经验公式验证.本研究首先提出综合考虑气固两相相互作用力和上下平洞大高差导致的压差作用影响的复杂长竖井引水隧洞施工通风三维非稳态欧拉两相流数学模型,并且通过与现场实验数据对比,验证了数学模型的可靠性;其次,采用偏斜度指标、速度变化百分比以及经验公式对网格独立性进行分析,得出合理的网格划分方案;最后,结合实际工程,模拟得出复杂长竖井引水隧洞施工通风过程中的风流结构分布和污染物(粉尘、CO)迁移变化规律,并基于模拟结果得出合理的通风散烟时间.     

动物实验室通风熏蒸过程的模拟研究

动物实验室在启用前需要进行熏蒸彻底灭菌消毒以保证室内洁净. 通风系统熏蒸是在送风管与排风管之间加入熏蒸气体发生设备,通过室内空气循环来促进熏蒸气体扩散. 为了研究通风系统熏蒸过程气体浓度分布的影响因素,用icem建模以及fluent软件对该过程的不同的时间、换气次数、送风形式及温度分布状态下多工况的气流组织进行瞬态模拟,预测并分析熏蒸气体浓度和湿度的分布规律. 得出使熏蒸气体快速达到灭菌程度的最小换气次数随时间延长而减小,改变送风形式可以减少实验台附近的涡流,室内温度随高度降低有利于熏蒸气体快速扩散的结论,以便对熏蒸灭菌进行更有效的控制,对于指导动物实验的安全进行有重要意义.     

舱室有害气体泄漏数值模拟

为研究舱室内害气体泄露过程,减少有害气体对乘载员的危害。采用Navier-Stokes方程与RNG k-ε湍流模型,利用计算流体力学(CFD)理论方法,建立有害气体泄漏的数值计算模型。以某型车辆为例,对车舱内有害气体泄漏扩散过程进行数值模拟,计算得到舱室内有害气体各组分在舱内空间分布及舱室内有害气体泄漏扩散的一般规律。分析结果表明,文中计算方法有效地捕捉到舱内有害气体运动过程以及浓度变化过程,可为舱室有害气体控制设计与评价提供理论基础。     

高海拔隧道出渣过程CO分布分析及需风量研究

为解决高海拔施工隧道出渣过程的排气排放物污染,改善通风排污效果,基于海拔环境参数变化和紊流扩散理论,构建了高海拔隧道气体扩散模型.以海拔3200 m的川藏铁路某隧道为研究背景,对洞内的环境参数和CO分布进行测定,利用SolidWorks和ANSYS建立施工隧道掌子面出渣模型,采用Fluent中的组分输运方程,对不同海拔高度的有害气体运移规律和质量分数分布进行动态模拟.结果表明,隧道中内燃机械作业时,在靠近工作面迎头位置,CO分布不均匀,极差值较大.在靠近隧道出口方向,CO分布逐渐趋于平稳.CO质量分数随海拔的升高而增加,而CO质量浓度却呈相反的变化趋势.从0 m到6 km,CO质量分数上升了96％;由于环境参数变化对CO质量浓度影响的权重大于CO排放量,导致CO质量浓度下降了18％.在保证隧道内CO质量分数不变的条件下,需风量随海拔高度呈非线性增加.根据得到的需风量计算模型,在海拔3200 m时,需风量约为4.95 m3/(kW·min).     

大气混合层高度对通风及污染物扩散的影响

商业区建筑结构日益复杂,严重影响建筑群通风和周围气体污染物的扩散,选取重庆一商业区建筑群作为研究对象,以三维湍流模型为基础,采用CFD软件对商业区建筑的通风能力以及周围连续排放的气体污染物扩散情况进行数值模拟,对比分析基于气象条件的天变化和季节变化对建筑群通风能力和污染物扩散在水平方向和竖直方向的影响;分析得到建筑群通风能力和污染物扩散速率与大气混合层高度正相关;研究结果可为改善建筑通风效果和降低建筑周围污染物浓度提供参考。     

建筑环境中有害气体扩散及分布的分析

利用温差射流原理分析了有害气体泄漏时在大气中扩散的特点;在与实验结果对比的基础上,对某建筑小区环境下有害气体连续泄出的扩散迁移过程进行了初步数值计算．结果表明,泄出气体的主运动方向沿大气流动方向发生偏转,气体浓度分布区的范围和形状主要与大气主流风速的大小、建筑物阻挡作用和气体泄出速度等因素相关．     

瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律研究及危险区域划分

对矿井瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律进行了研究,建立了有毒有害气体在无风巷道扩散数学模型及有毒有害气体在通风网络中传播数学模型,并划分了瓦斯爆炸产生有毒有害气体传播的死亡区、重伤区、轻伤区,为瓦斯爆炸事故救援和安全评价提供了理论基础.     

工业区有毒有害气体扩散风洞试验研究

运用烟云照相法来观测某工业区有毒有害气体扩散参数,采用三摄像头图像处理系统现场记录有毒有害气体扩散情况,观测不同地形条件下羽烟流扩散轨迹和烟流区域,分析扩散机理,得出扩散规律．     

示踪气体诊断井下风流实态及弥散系数测定

为更好地评价井下通风网络,优化矿井通风系统.将示踪气体技术应用于特定复杂的通风网络,并对示踪气体在巷道内的移流扩散规律进行模拟计算.通过对兴阜矿示踪气体浓度实测数据与模拟数据的对比,对巷道理论计算风速和弥散系数进行有效修正,使推导出的在多条巷道内示踪气体浓度的理论计算公式及结果更加符合井下实际情况.在此基础上进一步分析检查实验矿井通风系统中存在的问题,明确漏风区域的具体位置,为通风系统优化及井下工作环境安全规划提供可靠的理论根据.     

巷道掘进中通风—瓦斯—供电联控技术研究

针对霍州煤电有限责任公司店坪煤矿掘进巷道过程中瓦斯涌出的不均衡性,提出了通风—瓦斯—供电联控技术,即掘进工作面通风量根据瓦斯浓度的变化而变化,实现对掘进工作面瓦斯涌出的不间断控制,最终保证掘进工作面的安全生产。     

集中有害气体在通风网路中传播规律的研究

依据紊流传质原理和通风网路理论分析了集中有害气体在通风巷道及通风网路中的传播规律，推导了网路中集中有害气体浓度分布的计算方法。     

高瓦斯复杂地质条件掘进工作面瓦斯综合防治技术

为了实现煤矿高瓦斯复杂地质条件下快速掘进,本文依据掘进巷道瓦斯来源及其浓度分布规律,以复杂地质条件下掘进工作面瓦斯防治新技术在界沟应用为背景,介绍了双路大功率局部通风机供风、掘进期间执行循环前探钻孔、巷帮抽放瓦斯技术,该技术重点突出稳定局部通风、加大瓦斯风排量、超前预测、超前治理瓦斯综合防治技术消除了高瓦斯给掘进工作面带来的安全生产隐患,提高了掘进速度,社会和经济效益显著,适用于高瓦斯矿井高产高效掘进工艺要求,是一种很实用掘进工作面瓦斯防治技术。     

高瓦斯特长高铁隧道通风方案设计及监测分析

成都至自贡高铁白云山隧道全长13 340 m,为特长高瓦斯隧道,多工区、多阶段施工通风问题严重制约着隧道运营施工与人员安全。通过工作面最大通风量、最大供风量及沿程风压损失对不同工区施工阶段进行通风计算,设计单工区通风方案及隧道总体贯通顺序,并采用水气分离方法处理地下水及自动安全监控系统实时监测隧道瓦斯浓度。分析表明：施工的大部分时间内,2#～6#斜井的瓦斯浓度均偏低,说明合理的通风方案及工区贯通顺序可以有效降低隧道瓦斯浓度;采用水气分离方法对地下水进行处理,将地下水和瓦斯分别排出,可进一步降低隧道内瓦斯浓度;监控系统对2#、3#和6#斜井出现的瓦斯排放异常情况及时报警提示并断电保护,保证了隧道施工进度及人员安全。针对特长高瓦斯隧道多工区、多阶段施工通风,基于隧道通风方案、贯通顺序、水气分离处理及瓦斯监测等方面建立一套完整的通风监测设计方法,为类似工程提供指导。     

基于人机工程的矿井通风系统可靠度数学模型

长期以来,可靠性研究对象被局限在"机",事实上很多事故是由人的差错造成的。为了解决这一问题,本文从理论上进行了基于人机工程的矿井通风系统可靠度数学模型研究。利用人的失误分析技术(ANTHEANA)定量确定人的可靠度;从风量、有毒有害气体浓度、温度、粉尘(煤尘)浓度四个方面考虑,确定了矿井通风系统可靠度数学模型;从功能结构上确定了人—矿井通风系统可靠度数学模型。     

船厂工业有害物对人体健康的影响与通风技术的应用

分析工业有害物(有害气体、粉尘)对船舶工人健康的影响,提出通风是排除有害物,减少职业病的有效措施。着重对船厂通风技术的应用进行了分析和讨论。船厂通风技术使用面广,既有在船上,又有在船下,还有在密闭舱室等特殊场所。对不同场合通风系统的工作原理、装置结构、使用效果进行了论述。     

独头巷道内瓦斯运移规律数值模拟

独头巷道内瓦斯异常出是引起煤矿井下瓦斯爆炸事故的主要原因之一.采用计算流体力学软件对独头端异常涌出后瓦斯在巷道中时空分布规律进行数值模拟研究.独头端的涌出速度采用幂函数的变化规律进行模拟.模拟过程监测了不同时刻巷道中心线瓦斯浓度分布情况以及巷道不同断面瓦斯浓度分布等值线图.模拟结果表明,巷道上部分瓦斯浓度比下部分瓦斯浓度大,瓦斯浓度沿巷道分为3个部分:先降低,后升高,然后又降低.涌出后一段时间瓦斯浓度降低部分非常短,整个瓦斯浓度是升高部分,且沿巷道长度方向基本呈直线升高.该研究对矿井瓦斯爆炸事故调查、通风风量调节、灾害预警以及应急救援具有一定的意义.     

水力压裂增透技术在煤巷掘进中的应用

针对高瓦斯低透气性突出煤层,若直接采用钻孔抽放瓦斯,则存在抽采效果差、抽放时间长、抽放率不高的问题。为提高低透气性煤层的抽放效率,达到预防瓦斯突出的效果,运用水力压裂增透技术在同华煤矿K1半煤岩巷掘进工作面进行了试验。试验结果表明,采用水力压裂能够增加煤层透气性,提高单孔瓦斯抽采浓度和流量,减少防突施工对掘进工作的影响,提高预抽瓦斯效果,减少掘进面生产期间的安全隐患。使掘进面瓦斯日抽采量增加120%以上、日掘进进度增加80%以上。     

矿井密闭巷道内瓦斯排放的数学模型

 矿井密闭巷道的瓦斯排放属于矿井通风管理中重要的非正常作业,应对瓦斯排放的过程进行详细的设计以保证排放过程的安全。在瓦斯排放速度不变的条件下,假设巷道内瓦斯与新鲜风流瞬间充分混合,则巷道瓦斯浓度在排放过程中均匀变化。在与传统瓦斯排放方法比较的基础上,建立一种新的瓦斯排放数学模型。该模型推导了巷道内瓦斯浓度与排放速度、排放时间和全负压通风量等参、变量之间的依赖关系。通过计算在排放过程中的危险时间长度及排放风险,得出危险排放时间与初始浓度无关、排放风险与排放率无关的重要结论。最后通过一个瓦斯排放算例,证明了该数学模型的优越性。     

高原隧道施工工程机械有害气体排放特性

工程机械在高原地区运行时有害气体(尾气)CO、HC等的排放量较大,为了给高原地区隧道施工等地下工程通风设计与污染控制提供科学依据,依托关角隧道工程,对高原隧道施工中所使用的装载机、挖掘机、自卸汽车等内燃设备所排放的有害气体进行了测试,并对测试结果采用多项式拟合的方法进行拟合。研究结果表明:高原环境下工程机械排放的有害气体(尾气)CO、HC排放量以指数方式变化,随着转速增大而增大;过量空气系数φa减小时排放量增大,反之,φa增大时排放量减小。