本文關鍵詞：煤礦噴霧降塵霧化機理及仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：噴嘴是一種廣泛用于機械動力工程領域與煤礦開采工程中的關鍵部件,它一直向著高性能的噴霧趨勢發(fā)展。在煤礦濕式除塵中為了達到高效、經濟的降塵效果，，有學者專門從煤礦噴嘴的工作參數(shù)和結構參數(shù)上對煤礦噴嘴的霧化性能做了前期的研究。本文在此基礎上考慮噴嘴氣穴等影響因素，對煤礦噴霧降塵中霧化噴嘴的內外流場進行仿真研究和試驗。 本文首先從噴嘴霧化的機理對液體的霧化過程進行了本質的研究，揭示出霧化是在內外作用力的作用下導致液體的碎裂這一事實。其次,以壓力旋流霧化噴嘴為研究對象，對其內部流體的運動情況進行了仿真研究，并對其內部流體的運動規(guī)律進行了探究，得出了煤礦噴嘴的工作壓力以及口徑大小對噴嘴霧化的影響情況，由此用于指導煤礦噴嘴的合理運用。 此外，為了多角度、全方位探索高效的煤礦噴嘴噴霧情況，本文還從減小噴嘴口氣穴現(xiàn)象和液體霧化氣液兩相流場方面做了研究，通過對K系數(shù)噴嘴進行仿真研究得出K系數(shù)噴嘴能有效的抑制噴嘴口氣穴現(xiàn)象的發(fā)生，從而在很大程度上提高了噴嘴噴霧的效率。通過對噴嘴外流場氣液兩相流動的仿真研究，得出了在噴嘴2Mpa的入口壓力下的最佳捕塵位置和霧滴粒徑的變化情況。 最后，在大同燕子山煤礦試驗平臺上進行了水霧實驗，對仿真研究的結果進行了驗證，并對實驗結果進行了分析。
【關鍵詞】：噴霧降塵 噴嘴 氣穴現(xiàn)象 液體霧化 CFD
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 主要符號表10-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 煤礦噴霧降塵理論及技術的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展13-15
• 1.2.1 國內研究現(xiàn)狀及發(fā)展13-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展14-15
• 1.3 噴嘴噴霧技術研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)15-22
• 1.3.1 理論研究15-17
• 1.3.2 數(shù)值模擬研究17-19
• 1.3.3 實驗研究19-22
• 1.4 課題理論意義和研究目的22
• 1.5 主要研究內容22-24
• 2 噴嘴霧化機理24-36
• 2.1 液體碎裂過程24-29
• 2.1.1 噴霧的影響因素24-26
• 2.1.2 靜態(tài)液滴的形成26
• 2.1.3 液滴的碎裂理論26-29
• 2.2 圓射流機理29-32
• 2.2.1 圓射流碎裂的概述29
• 2.2.2 表面波模式29-30
• 2.2.3 不穩(wěn)定性分析30-32
• 2.3 液膜射流機理32-34
• 2.3.1 液膜射流碎裂的概述32
• 2.3.2 平面液膜射流理論及其不穩(wěn)定性分析32-33
• 2.3.3 扇形液膜射流理論33-34
• 2.4 本章小結34-36
• 3 基于 CFD 的霧化噴嘴數(shù)值模擬研究36-62
• 3.1 煤礦噴霧降塵系統(tǒng)中常用的噴嘴36-37
• 3.2 噴嘴內流場仿真研究37-50
• 3.2.1 fluent 軟件介紹以及 CFD 理論38-42
• 3.2.2 噴嘴內流場主要結構尺寸及噴霧流動數(shù)學模型42-44
• 3.2.3 CFD 建模及網格劃分44-45
• 3.2.4 數(shù)值求解45
• 3.2.5 模擬結果及其分析45-49
• 3.2.6 結論49-50
• 3.3 結構優(yōu)化后的噴嘴內氣穴現(xiàn)象的仿真研究50-60
• 3.3.1 影響噴嘴霧化以及煤礦降塵效果的因素50-51
• 3.3.2 噴嘴霧化粒度指標的確定以及改善噴嘴霧化的途徑51
• 3.3.3 噴嘴氣穴現(xiàn)象的研究背景51-52
• 3.3.4 計算方法和模型52
• 3.3.5 理論計算方程52-53
• 3.3.6 噴嘴結構圖及內部流體的 CFD 建模及網格劃分53-54
• 3.3.7 數(shù)值求解及其計算結果分析54-60
• 3.3.8 結論60
• 3.4 本章小結60-62
• 4 噴霧系統(tǒng)模擬巷道氣液兩相流流場仿真62-70
• 4.1 問題的提出62-63
• 4.2 建立噴霧數(shù)學模型63-65
• 4.2.1 連續(xù)相數(shù)學模型63-64
• 4.2.2 離散相數(shù)學模型64-65
• 4.3 模型網格劃分65
• 4.4 邊界條件和初始條件設置65-66
• 4.5 數(shù)值計算結果與分析66-68
• 4.5.1 模擬噴嘴噴霧結果及分析66-67
• 4.5.2 液滴粒徑分布情況數(shù)值模擬結果及數(shù)據(jù)分析67-68
• 4.6 結論68
• 4.7 本章小結68-70
• 5 噴嘴霧化實驗研究及其結果分析70-79
• 5.1 霧化噴嘴噴霧的實驗研究70-74
• 5.1.1 噴嘴噴霧粒度的測量方法70-71
• 5.1.2 實驗系統(tǒng)臺的搭建71-74
• 5.2 噴霧方案與實驗步驟的擬定74
• 5.3 實驗結果及其數(shù)據(jù)分析74-77
• 5.3.1 實驗噴嘴霧化空間粒徑分布74-76
• 5.3.2 不同入口壓力下，霧化噴嘴噴霧的粒徑分布76-77
• 5.4 分析實驗結果所得結論77-78
• 5.5 本章小結78-79
• 6 結論及展望79-81
• 6.1 論文總結79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 參考文獻81-86
• 攻讀碩士學位期間所取得的研究成果86-87
• 致謝87-88

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：煤礦噴霧降塵霧化機理及仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：335950