煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源和原料,隨著我國(guó)煤礦機(jī)械化自動(dòng)化水平的提升,煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn),與之相反,近年煤礦新發(fā)塵肺病人數(shù)則呈逐年升高態(tài)勢(shì)。煤礦井下粉塵濃度超標(biāo)嚴(yán)重,嚴(yán)重危害作業(yè)人員的身體健康。噴霧降塵是煤礦井下主要的防塵技術(shù)措施。本文在分析噴嘴霧化原理及主要性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,采用基于Fluent數(shù)值模擬軟件,分析了傳統(tǒng)壓力型噴嘴的霧化和不同結(jié)構(gòu)、不同工況參數(shù)的拉瓦爾效應(yīng)氣水兩相噴嘴霧化效果,并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了霧化除塵對(duì)比試驗(yàn)。（1）拉瓦爾效應(yīng)噴嘴霧化原理是通過(guò)拉瓦爾效應(yīng)作用提高噴嘴氣流速度,從而增大氣液兩相速度差,破碎的霧滴會(huì)在氣體動(dòng)力的強(qiáng)烈作用下進(jìn)一步霧化,形成細(xì)水霧。壓力旋流噴嘴霧化原理是液體經(jīng)過(guò)旋芯被加速,在離心力作用下飛向固壁,形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)空腔,液體以相對(duì)于周圍氣體較高的速度噴射而出,并通過(guò)氣液之間強(qiáng)烈的剪切作用實(shí)現(xiàn)液體的霧化。（2）與弧形結(jié)構(gòu)拉瓦爾噴嘴相比,錐形結(jié)構(gòu)由于激波對(duì)氣流的阻礙作用,導(dǎo)致氣流速度較低。分別確定了拉瓦爾噴嘴的收縮段長(zhǎng)度、擴(kuò)張段長(zhǎng)度、喉管直徑、半錐角等結(jié)構(gòu)參數(shù),數(shù)值模擬表明,拉瓦爾效應(yīng)噴嘴霧粒速度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的壓力旋流噴嘴。（3）液體壓力、氣液壓力比、... 

【文章來(lái)源】：華北科技學(xué)院河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

‐1近年我國(guó)煤炭產(chǎn)量變化

笛?宦畚?數(shù)遠(yuǎn)大于煤礦生產(chǎn)安全事故，煤礦粉塵對(duì)作業(yè)人員的職業(yè)健康影響已超過(guò)安全生產(chǎn)事故。由于煤礦職業(yè)健康檢查覆蓋率低和用工制度不完善等原因，實(shí)際煤礦塵肺病發(fā)病人數(shù)遠(yuǎn)高于報(bào)告病例數(shù)[3]。中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，黨的十九大作出"實(shí)施健康中國(guó)戰(zhàn)略"的重大決策，將維護(hù)人民健康提升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度。陸續(xù)出臺(tái)了《“健康中國(guó)”2030規(guī)劃》《關(guān)于實(shí)施健康中國(guó)行動(dòng)的意見(jiàn)》《關(guān)于加強(qiáng)職業(yè)病防治技術(shù)支撐體系建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》等政策、制度等，職業(yè)病防治，尤其是塵肺病防治是健康中國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施的重要組成部分。焀圖1‐2近年煤礦事故死亡人數(shù)和百萬(wàn)噸死亡率變化Figure1‐2ChangesinthenumberofdeathsanddeathsofmillionsoftonsincoalminesinrecentyearsinChina綜上可知，隨著煤礦機(jī)械化自動(dòng)化水平的提升、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，煤礦的粉塵安全隱患和粉塵引起的塵肺病問(wèn)題日益嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，部分煤礦作業(yè)場(chǎng)所粉塵濃度超標(biāo)十幾倍乃至幾十倍，有的甚至超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)幾百倍。在實(shí)施“健康中國(guó)”戰(zhàn)略背景條件下，研究和解決煤礦井下粉塵防治問(wèn)題，有效遏制煤礦塵肺病和粉塵災(zāi)害事故[4]，是我國(guó)能源安全發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的客觀要求，也是我國(guó)煤礦安全科技工作者的重大使命。1.2選題意義及課題來(lái)源（Significanceandsourceoftopics）煤炭是我國(guó)的主體能源，煤礦安全生產(chǎn)關(guān)系煤炭工業(yè)持續(xù)發(fā)展和國(guó)家能源安全，關(guān)系礦工生命安全與身心健康。在黨中央的高度重視和各方面共同努力下，全國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。職業(yè)安全與職業(yè)健康同等重要，在煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)好轉(zhuǎn)的同時(shí)，煤礦職業(yè)病防治問(wèn)題仍然十分突出，尤其是塵肺病的防治沒(méi)有實(shí)現(xiàn)同步好轉(zhuǎn)，塵肺病危害生命猛于事故。塵肺病已成為嚴(yán)重危害我國(guó)礦工身體健康的第一殺手，更?

3傳統(tǒng)壓力型噴嘴霧化數(shù)值模擬及分析2霧化原理及主要性能指標(biāo)2Atomizationprincipleandmaininfluencingfactors2.1霧化原理（Atomizationprinciple）霧化研究有兩個(gè)重要的方法和途徑，第一個(gè)是實(shí)驗(yàn)研究，其次就是作為理論進(jìn)一步推導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)研究作為實(shí)踐性的操作，最主要的就是利用各種工具對(duì)霧滴的特性進(jìn)行測(cè)試，然后測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的收集數(shù)據(jù)，最后做出歸納總結(jié)；然而理論推導(dǎo)，其首先就是作出假設(shè)，建立數(shù)學(xué)、物理模型，最后通過(guò)求解數(shù)學(xué)或者物理模型歸納霧化原理。代表性霧化原理主要有湍流擾動(dòng)說(shuō)、空穴擾動(dòng)說(shuō)、壓力震蕩說(shuō)、邊界條件突變說(shuō)、空氣動(dòng)力擾動(dòng)說(shuō)等。水平狀態(tài)下水滴破裂原理如圖2‐1所示。當(dāng)水滴的流體從純的液態(tài)變成氣－液混合的狀態(tài)，液滴會(huì)瞬間碎掉、并會(huì)擴(kuò)散，出現(xiàn)這種情況，與水滴自身的黏著力、表面張力有關(guān)，由于實(shí)驗(yàn)不太可能在真空狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試（真空環(huán)境下液態(tài)水瞬間會(huì)被氣化），最大的障礙是空氣阻力。事實(shí)上，對(duì)水滴進(jìn)行橫向風(fēng)流的實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)水滴破碎的坐標(biāo)向下移動(dòng)，也即往上碎裂，空氣動(dòng)力對(duì)射流的破壞有明顯的作用。水滴流體的碎裂主要與空氣動(dòng)力學(xué)、水滴的粘力、表面張力有關(guān)�？諝庵械膭�(dòng)力學(xué)促使波動(dòng)的提高，而且會(huì)加大液滴流和水滴的不確定性。然而，相異的是，液體擾動(dòng)的增長(zhǎng)受其粘性力的掣肘，但是，液滴的表面張力最主要的目的就是使得液滴一點(diǎn)一點(diǎn)聚在一起，使得其不能流動(dòng)。圖2‐1水平狀態(tài)下水滴破裂機(jī)理Figure2‐1Principleofliquidcrushinginhorizontalairflow7

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦粉塵防控與職業(yè)安全健康科學(xué)構(gòu)想[J]. 袁亮.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]中國(guó)煤礦粉塵危害防治技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 李德文,隋金君,劉國(guó)慶,趙政.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2019(06)
[3]注水煤體有效滲流通道結(jié)構(gòu)分形特征核磁共振試驗(yàn)研究[J]. 楊赫,程衛(wèi)民,劉震,王文玉,趙大偉,王文迪.  巖土力學(xué). 2020(04)
[4]電化學(xué)強(qiáng)化無(wú)煙煤吸水性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 侯鳴曉,張曉雨,康天合,康健婷,汪李龍,郭俊慶,李立功.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(08)
[5]綜掘工作面干式過(guò)濾除塵技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)踐[J]. 周福寶,李建龍,李世航,王飛.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]燃油直接噴射入橫向氣流中霧化機(jī)理數(shù)值研究[J]. 王亞軍,顏應(yīng)文,黨龍飛,李井華.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(10)
[7]外加磁場(chǎng)與表面活性劑對(duì)水表面張力影響程度對(duì)比[J]. 聶百勝,郭建華,袁少飛,王春亮,趙璧.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2015(04)
[8]掘進(jìn)機(jī)外噴霧負(fù)壓二次降塵裝置的研制與應(yīng)用[J]. 聶文,程衛(wèi)民,周剛,薛嬌,崔向飛.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]不同參數(shù)對(duì)綜放工作面塵流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響[J]. 姚錫文,鹿廣利,許開(kāi)立,閆放.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(11)
[10]采煤機(jī)內(nèi)外噴霧系統(tǒng)的優(yōu)化研究[J]. 左桂蘭,程越,章伊華.  煤炭技術(shù). 2014(11)

碩士論文
[1]四種霧化介質(zhì)對(duì)氣霧化流場(chǎng)影響的模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 付軍華.北京有色金屬研究總院 2014



本文編號(hào)：3338629