风幕集尘风机流场的数学模型

风幕集尘风机流场的数学模型

葛少成[1]2001年在《风幕集尘风机流场的数学模型》文中指出风幕集尘风机是一项新型的环保产品,广泛适用于工矿企业有毒有害烟尘的治理。本文介绍了风幕集尘风机的结构,剖析了集尘风机“短路流场”的作用机理,利用环形紊流射流与汇流迭加的方法建立了其“短路流场”的数学模型,找出了“短路流场”相关影响因素,并通过实测和应用验证了其数学模型的正确性,为风幕集尘风机在工程实践中的广泛应用奠定了理论基础。

贾宝山, 汪伟, 祁云, 刘雅俊, 李守国[2]2018年在《综掘工作面风幕集尘风机除尘系统设计及试验研究》文中研究说明为了解决煤矿综掘工作面掘进过程中粉尘浓度过高,影响矿井安全生产的问题,设计了一种利用风幕集尘风机形成合理的控尘流场,防止综掘工作面高浓度含尘风流外溢的新型高效的风幕集尘风机除尘系统。基于流体力学理论和势流迭加原理,建立了受限空间内风机流场的数学模型,为了验证数学模型的合理性,进而在地面搭建了宽2.8 m、高2.3 m、长12 m的模拟巷道进行了风幕射流速度衰减试验。结果表明:风幕射流出口速度初期衰减较快,后期衰减变缓,数学模型所计算理论风速与实测风速基本一致,数学模型正确可靠;整体径向射流风幕需要封住的空间断面内,实测风速都在2 m/s以上,能够有效抑制粉尘颗粒向外逸散,可以在煤矿井下实际安装应用。

刘雅俊, 葛少成, 刘剑[3]2002年在《风幕集尘风机及其短路流场的数学模型研究》文中认为应用风幕集尘技术 ,推出一种新型通风机———风幕集尘风机 ;介绍其构造及应用 ;提出短路流场理论 ,根据流场迭加原理 ,建立了流场数学模型。为粉尘环境的治理工程提供了一种新兴的高效技术产品

葛少成, 贾宝山, 刘雅俊[4]2003年在《风幕集尘风机流场的作用机理研究》文中提出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迭加,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。

刘雅俊, 葛少成, 马云东[5]2002年在《半自由状态下的风幕集尘风机的短路流场及应用》文中研究说明为解决煤矿生产中粉尘的严重危害 ,研制了一种新型通风机———风幕集尘风机 .介绍了其构造及在煤矿中的应用 ,提出了短路流场理论 .半自由状态下的短路流场是平行平面流、环形紊流射流及汇流迭加而成 .通过流场迭加原理 ,建立了流场数学模型 ,为煤矿综掘及相关的粉尘治理工程增加了一项新的技术与新型产品 .

陈彩云[6]2008年在《基于风幕技术的综掘面粉尘防治研究》文中进行了进一步梳理为了解决综掘面粉尘浓度严重超标,特别是呼吸性粉尘浓度超标严重的问题,本文以风幕理论为基础,采用实验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法,研究并验证了辽宁工程技术大学自行设计的风幕集尘除尘系统的可行性。本文通过对综掘面粉尘产尘机理及风幕控尘原理的分析,介绍了风幕集尘除尘系统的工作原理及设计原则。通过实验室试验及地面工业试验验证了风幕集尘除尘系统的风幕形成效果。通过对风幕集尘除尘系统风流流场的分析及用Fluent软件进行的数值模拟,直观的获得了此系统风流流场特征。进一步验证了风幕集尘除尘系统的合理性和实用性,为其在今后的实际应用奠定了一定的理论基础。

李雨成[7]2010年在《基于风幕技术的综掘面粉尘防治研究》文中进行了进一步梳理随着矿井采掘机械化程度的不断提高,煤矿尘害问题日益突出。煤尘不仅危害作业人员的身体健康,引发尘肺病,而且有可能引起煤尘爆炸,酿成矿井重大灾害事故。本文综合分析了国内外粉尘防治及风幕技术的研究及应用现状,分析了综掘面粉尘的产生、分布及运移规律,以干式集尘为出发点,提出了一种利用风幕集尘并通过抽出式风筒将尘抽出净化从而达到综掘面粉尘防治目的的综掘面粉尘防治新方法。创造性的设计了用以形成风幕的射流箱,构建了风幕集尘除尘系统。通过理论分析、气固两相流及风流流场数学模型构建、数值模拟、实验室测试、现场试验和井下实际应用等多种手段,论证了风幕对综掘面粉尘控制尤其对呼吸性粉尘控制的效果,其对降低整个综掘面的粉尘浓度,特别是减少呼吸性粉尘向司机处的扩散作用明显,实用性高。利用气固两相流数值模拟风幕控尘,以及对风幕集尘装置、压入式和抽出式风流的流场分析,论证了该装置的集尘除尘机理,为其现场实际应用提供了理论依据。实践证明本文研制的集尘射流装置较为合理,倒U型射流腔与射流箱构成一体,所占据的空间可达最小,只要位置放置得当就不影响机体的叁维移动与司机操作;另外采用叁角形射流箱,不仅阻力较小,而且可以实现多级、多段调节并且能够控制射流的方向与风速的大小,因此此装置可适合不同断面的综掘面粉尘控制。在人们对职业安全和劳动保护意识不断增强和重视的今天,该研究成果的推广具有重大的现实意义,有较大的安全经济效益和社会效益,具有广泛的推广应用价值。

祝天姿[8]2011年在《综掘面机载风幕集尘除尘装置研究》文中研究指明随着综掘技术的迅猛发展,综掘工作面的产尘浓度逐渐增高,因此,粉尘对煤矿安全的危害日益明显。为确保广大井下工作者的生命安全,采取有效措施对综掘工作面内粉尘进行防治显得尤为重要。本文对综掘面粉尘产生机理及风幕控尘原理进行分析,设计了综掘面风幕集尘除尘系统的结构。为了验证该装置在综掘面内粉尘防治效果,通过计算流体动力学软件FLUENT模拟实际情况下,掘进机安装此风幕集尘除尘装置后掘进巷道内的风流状态及粉尘颗粒轨迹。并与目前井下常用的通风除尘系统在相同情况下的模拟结果进行对比,说明了该系统防治粉尘的实用性和有效性。另外,为了研究不同参数对系统的影响,本文还利用FLUENT软件,分析了风幕风机风速、除尘风筒直径及出口压力改变的条件下风机的表面空气流线以及粉尘颗粒轨迹。得到风机风速、除尘风筒的直径及出口压力对整个系统集尘除尘效果影响的规律。模拟结果表明:单方面增加风幕风机的风速或出口压力时,系统的集尘除尘效果在一定范围内可以变好,但是超过一定范围之后,风速的增加或者出口压力的增大反而使系统集尘除尘效果变差;在其他条件不变的情况下,除尘风筒直径越大系统集尘除尘效果越好。这些规律对系统的除尘效果优化起到指导性作用。

徐亚辉[9]2015年在《综掘工作面风幕隔尘集尘方法的数值模拟研究》文中提出煤尘是井下生产过程中的主要危害之一,不但威胁了井下作业场所的安全生产,而且严重的影响了井下工作人员的身体健康,做好井下工作面的防尘工作,最大限度的降低粉尘浓度是防治粉尘危害的重点。本文对煤矿井下综掘工作面粉尘的产生机理和运移规律进行了分析,在此基础上设计了风幕隔尘集尘装置,并分析了风幕装置的设计原则和工作原理。为了研究风幕隔尘集尘装置在综掘工作面的粉尘防治效果,运用FLUENT数值模拟软件研究了风流和粉尘的运动规律。通过风幕隔尘集尘系统与井下常用的长压短抽式通风除尘系统进行模拟比较,得出该系统对粉尘浓度控制的效果更佳。除此之外,为了研究风幕隔尘集尘系统的最优参数,在风筒直径和空气幕尺寸不变的情况下,分别改变压入风筒的入口风速和抽出风筒的出口负压,分析风流流场、粉尘运动轨迹和浓度变化规律。模拟结果显示:保持抽出式风筒负压大小不变增大压入式风筒入口风速,或者保持压入式风筒的入口速度大小不变增大抽出式风筒的出口负压的情况下,在一定的范围内可以使得空气幕隔尘集尘系统的除尘效果变得更好,有效的控制粉尘向司机一次运动,但是如果超过了一定的范围后,不但不能有效的控制粉尘,反而会使粉尘向司机侧的巷道扩散。空气幕技术的研究对综掘工作面的粉尘防治工作起到了一定的推动作用,并且空气幕技术在粉尘防治领域具有很好应用前景,对研究成果的推广具有较大的社会应用价值。

刘雅俊, 章庆丰, 张彦华[10]2003年在《风幕集尘风机的性能测试与分析》文中进行了进一步梳理主要介绍对新研制的风幕集尘风机的样机特性进行了具体的测试与分析,并简单介绍了其结构原理、使用条件,介绍了样机的测试方案、仪器、仪表及调风方法。由于风幕集尘风机特殊的结构,其特性曲线也较特殊。本文只介绍了其测试特性的方法与结果,并对其特性进行了分析。认为风幕集尘风机样机所形成的短路流畅符合预计效果,设计、制造满足应用要求,达到了预期目的。

参考文献:

[1]. 风幕集尘风机流场的数学模型[D]. 葛少成. 辽宁工程技术大学. 2001

[2]. 综掘工作面风幕集尘风机除尘系统设计及试验研究[J]. 贾宝山, 汪伟, 祁云, 刘雅俊, 李守国. 煤炭科学技术. 2018

[3]. 风幕集尘风机及其短路流场的数学模型研究[J]. 刘雅俊, 葛少成, 刘剑. 中国安全科学学报. 2002

[4]. 风幕集尘风机流场的作用机理研究[J]. 葛少成, 贾宝山, 刘雅俊. 辽宁工程技术大学学报. 2003

[5]. 半自由状态下的风幕集尘风机的短路流场及应用[J]. 刘雅俊, 葛少成, 马云东. 煤炭学报. 2002

[6]. 基于风幕技术的综掘面粉尘防治研究[D]. 陈彩云. 辽宁工程技术大学. 2008

[7]. 基于风幕技术的综掘面粉尘防治研究[D]. 李雨成. 辽宁工程技术大学. 2010

[8]. 综掘面机载风幕集尘除尘装置研究[D]. 祝天姿. 辽宁工程技术大学. 2011

[9]. 综掘工作面风幕隔尘集尘方法的数值模拟研究[D]. 徐亚辉. 河南理工大学. 2015

[10]. 风幕集尘风机的性能测试与分析[J]. 刘雅俊, 章庆丰, 张彦华. 辽宁工程技术大学学报. 2003

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