涡旋气动雾幕控尘装置的研发与模拟分析

为有效控制由机械截割破煤产生的大量粉尘,结合风幕除尘技术与高压喷雾降尘技术,研发了一种可以阻隔工作区域粉尘扩散的新型涡旋气动雾幕控尘装置模型.通过模拟后实验的研究方法对装置进行测试,采用CFD软件对装置内部的风流速度场、涡旋气动雾幕出口速度以及涡旋气动雾幕雾滴粒子场进行了数值模拟,得出初步装置运行最佳工作参数后对实验模型装置的性能进行了测定实验.研究结果表明:水泵供水压力为8 MPa、风机供风风速为12m/s、喷嘴安装角度为75°时,涡旋气动雾幕降尘装置模型处于最佳工况,涡旋状雾幕的有效覆盖范围达到最大.     

风幕集尘风机流场的作用机理研究

风幕集尘风机是一种新型的环保风机，由于其具有新颖特殊的流场结构，广泛适用于工矿企业中有毒有害气体及粉尘的治理。作者介绍了其构造，对风机的作用机理进行了分析，提出了短路流场理论。将环形紊流射流与汇流进行叠加，建立了风幕集尘风机流场的数学模型，为风幕集尘风机的应用奠定了理论基础。     

冷藏陈列柜风幕卷吸特性的数值分析

应用数值方法分别对不同射流速度分布(均匀分布、2种线性分布和抛物型分布)的垂直冷风幕的卷吸特性进行了研究,对体积卷吸率、温度分布及热卷吸系数进行了分析比较.结果表明,速度分布对风幕的卷吸特性有着重要影响,内侧较大的线性速度分布是其中性能最优的,对外部空气的卷吸量最小,对柜内空气的卷吸量最大.因此,在保证柜内温度的前提下,通过在出风口设置合适的整流装置,使外侧速度尽可能减小,可以显著降低对外界空气的卷吸,从而减小冷藏陈列柜的热负荷.     

立式冷藏陈列柜内部结构对冷风幕流动的影响

针对立式冷藏陈列柜内部结构对冷风幕流动的影响进行了数值模拟研究,分析了表征搁板位置的几何参数Dv和Dh对温度分布、速度分布与热负荷的影响.结果表明:内部搁板的位置和尺寸对于风幕流动和柜内温度分布具有重要影响,搁板的存在有助于提高风幕流动的稳定性,可使保证风幕稳定的Richardson数范围拓宽;Dv对柜内温度分布影响较大,相邻各层搁板之间的温差沿风幕流动方向逐渐增大,且随着H/Dv增大,柜内温度分布均匀程度增强,但柜内平均温度差异较小;Dh则对风幕流动轨迹和空气卷吸量影响显著,因此对热负荷有较大影响,但对柜内温度分布影响很小.将Dh/60控制在0～0.5范围内可以降低热负荷,从而改善风幕的性能.     

岩石机掘面多径向旋流风控除尘方法的研究与应用

为了有效降低岩石机掘面粉尘质量浓度,利用数值模拟、现场实测等方法,研究应用一种多径向旋流风控除尘方法。基于多径向旋流风控除尘方法研制控除尘系统,并在东区皮带巷岩石机掘面进行现场应用,实测多径向旋流风发生装置开启前后各测点粉尘质量浓度。研究结果表明:多径向旋流风发生装置开启后,可形成覆盖巷道全断面的多径向旋流风,并在掘进机司机至掘进头间形成风流方向均轴向指向掘进头的控尘风幕,压抽比越小,控尘风幕的风速波动系数、质量浓度为50 mg/m~3以上的粉尘运移距离、司机处粉尘质量浓度均越小,压抽比为0.75时控除尘效果较优。开启后,压抽比越小,控除尘效果越优,压抽比为0.75时,相对开启前,有人作业区域各测点的实测降尘率平均值为81.72%,控除尘效果明显。     

机掘工作面旋转射流屏蔽通风最佳送风角度的确定

为了确定最佳的送风角度,采用数值模拟和模型试验,对不同送风角度下机掘工作面旋转射流屏蔽通风流场和粉尘质量浓度分布进行研究。研究结果表明:在其他设计参数确定的情况下,工作面风流流场和粉尘质量浓度分布与送风角度密切相关;当送风角度θ为75°时,旋转射流屏蔽通风流场能在工作面形成完整的屏蔽风幕,且组合风口前方吸气速度和负压沿轴向衰减较其他送风角度吸气速度和负压沿轴向衰减缓慢,组合风口控尘效果最佳,组合风口后方粉尘质量浓度降至24 mg/m3,旋转风幕隔尘效率高达85.9%。     

多径向涡形风控制岩巷综掘面粉尘污染分析

针对岩巷综掘面粉尘质量浓度高且难以控制的难题,利用数值模拟与现场测试相结合的手段分析了多径向涡形风控制岩巷综掘面粉尘污染规律.结果表明:多径向涡形风应用后,压风量、压抽比越小,越利于形成轴向指向迎头流动且风速均匀的控尘风幕;压风量越大,压抽比越小,50mg/m3以上粉尘扩散距离越小,并得出了随压风量、压抽比变化的函数关系;压抽比为0.75时,形成的控尘风幕较优,高质量浓度粉尘扩散距离为3.4m,掘进机司机处粉尘质量浓度为19.6mg/m3,且易于现场应用.现场测试与数值模拟结果基本一致,应用多径向涡形风且压抽比为0.75时,距迎头5.5m断面测点的粉尘质量浓度已降至18.9mg/m3以内.     

垂帘安装位置对综采工作面旋转风幕控尘效果的影响

为了研究垂帘安装位置对综采工作面旋转风幕控尘效果的影响,使旋转风幕能获得最佳控尘效果,对隔尘垂帘的不同安装位置情况下的粉尘分布状况进行了数值模拟和模型实验研究.研究结果表明:当垂帘的安装位置为0.3m时,垂帘的控尘效果最好,全尘隔尘效率高达78.79％,绝大部分粉尘都被阻隔在煤壁侧.     

涡流风幕抽吸控尘系统数值模拟与应用

涡流风幕抽吸控尘系统可有效控制气载粉尘的扩散.为了解决综掘工作面粉尘浓度过大的难题,分析了涡流风幕的形成机制,并根据气固两相流理论和气体-粉尘颗粒两相流动的特性,建立求解综掘工作面祸流风幕抽吸控尘流场粉尘扩散规律的k-ε-θ-kp数学模型;采用基于同位网格的Simple算法,利用Fluent软件对综掘工作面粉尘浓度的空间分布规律进行了数值模拟,模拟结果显示,涡流风幕抽吸控尘流场能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5m的空间内.根据模拟结果和工作面现场的实际条件,设计了由附壁风简和抽尘净化装置构成的综掘工作面涡流风幕抽吸控尘系统,该系统在综掘工作面应用后,有效地降低了工作面现场的粉尘浓度.     

受料点密封负压袋式除尘机理分析

针对选煤厂输运皮带受料点处粉尘污染严重的问题,研究了密封负压袋式控尘机理.通过数值模拟和现场实测相结合的手段,采用颗粒运动方程理论,对各粒级粉尘颗粒分别受气流变化的运移轨迹进行研究.结果表明:粒子追踪技术可以实现除尘效率的量化分析,采取治理方案前后粉尘质量浓度的量化模拟数据和现场实际实测数据相一致,显示全尘和呼吸性粉尘质量浓度除尘效率分别达到95%和93%以上;密封负压袋式控尘方法能有效降低输运皮带受料点区域粉尘质量浓度,保障作业人员的健康.