煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源和原料,隨著我國煤礦機械化自動化水平的提升,煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(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。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)場進(jìn)行了霧化除塵對比試驗。（1）拉瓦爾效應(yīng)噴嘴霧化原理是通過拉瓦爾效應(yīng)作用提高噴嘴氣流速度,從而增大氣液兩相速度差,破碎的霧滴會在氣體動力的強烈作用下進(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)過旋芯被加速,在離心力作用下飛向固壁,形成一個旋轉(zhuǎn)空腔,液體以相對于周圍氣體較高的速度噴射而出,并通過氣液之間強烈的剪切作用實現(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度、擴(kuò)張段長度、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、... 

【文章來源】：華北科技學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

‐1近年我國煤炭產(chǎn)量變化

笛?宦畚?數(shù)遠(yuǎn)大于煤礦生產(chǎn)安全事故，煤礦粉塵對作業(yè)人員的職業(yè)健康影響已超過安全生產(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，實際煤礦塵肺病發(fā)病人數(shù)遠(yuǎn)高于報告病例數(shù)[3]。中國特色社會主義進(jìn)入新時代，黨的十九大作出"實施健康中國戰(zhàn)略"的重大決策，將維護(hù)人民健康提升到國家戰(zhàn)略的高度。陸續(xù)出臺了《“健康中國”2030規(guī)劃》《關(guān)于實施健康中國行動的意見》《關(guān)于加強職業(yè)病防治技術(shù)支撐體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》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戰(zhàn)略實施的重要組成部分。焀圖1‐2近年煤礦事故死亡人數(shù)和百萬噸死亡率變化Figure1‐2ChangesinthenumberofdeathsanddeathsofmillionsoftonsincoalminesinrecentyearsinChina綜上可知，隨著煤礦機械化自動化水平的提升、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題日益嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計和現(xiàn)場檢測，部分煤礦作業(yè)場所粉塵濃度超標(biāo)十幾倍乃至幾十倍，有的甚至超過國家標(biāo)準(zhǔn)幾百倍。在實施“健康中國”戰(zhàn)略背景條件下，研究和解決煤礦井下粉塵防治問題，有效遏制煤礦塵肺病和粉塵災(zāi)害事故[4]，是我國能源安全發(fā)展和社會穩(wěn)定的客觀要求，也是我國煤礦安全科技工作者的重大使命。1.2選題意義及課題來源（Significanceandsourceoftopics）煤炭是我國的主體能源，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，全國煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(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)形勢持續(xù)好轉(zhuǎn)的同時，煤礦職業(yè)病防治問題仍然十分突出，尤其是塵肺病的防治沒有實現(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）霧化研究有兩個重要的方法和途徑，第一個是實驗研究，其次就是作為理論進(jìn)一步推導(dǎo)。實驗研究作為實踐性的操作，最主要的就是利用各種工具對霧滴的特性進(jìn)行測試，然后測試數(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說、空穴擾動說、壓力震蕩說、邊界條件突變說、空氣動力擾動說等。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)，液滴會瞬間碎掉、并會擴(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)，由于實驗不太可能在真空狀態(tài)下進(jìn)行測試（真空環(huán)境下液態(tài)水瞬間會被氣化），最大的障礙是空氣阻力。事實上，對水滴進(jìn)行橫向風(fēng)流的實驗測試時，發(fā)現(xiàn)水滴破碎的坐標(biāo)向下移動，也即往上碎裂，空氣動力對射流的破壞有明顯的作用。水滴流體的碎裂主要與空氣動力學(xué)、水滴的粘力、表面張力有關(guān)�？諝庵械膭恿W(xué)促使波動的提高，而且會加大液滴流和水滴的不確定性。然而，相異的是，液體擾動的增長受其粘性力的掣肘，但是，液滴的表面張力最主要的目的就是使得液滴一點一點聚在一起，使得其不能流動。圖2‐1水平狀態(tài)下水滴破裂機理Figure2‐1Principleofliquidcrushinginhorizontalairflow7

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]四種霧化介質(zhì)對氣霧化流場影響的模擬及實驗研究[D]. 付軍華.北京有色金屬研究總院 2014



本文編號：3338629