本文關(guān)鍵詞：獨(dú)頭巷道掘進(jìn)風(fēng)流場分析及通風(fēng)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：爆破煙塵是礦山生產(chǎn)中所面臨的主要危害之一,開采獨(dú)頭巷道爆破掘進(jìn)產(chǎn)生的煙塵,其危害往往高于一般工作地點(diǎn)和生活場所粉塵的危害。因此,開展獨(dú)頭巷道風(fēng)流場分析及煙塵排除研究,對于保障礦山工作人員的身心健康具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 本文依托“深部開采通風(fēng)系統(tǒng)仿真模擬及優(yōu)化”科研課題,綜合運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬方法,采用幾何建模軟件GAMBIT和計算流體動力學(xué)軟件FLUENT,針對凡口鉛鋅礦獨(dú)頭巷道爆破掘進(jìn)所面臨的問題開展研究,主要研究內(nèi)容及所取得的成果如下： (1)根據(jù)獨(dú)頭巷道空間流體的特性,做出合理假設(shè),得到了流場主控制方程。分別建立了壓入式、抽出式和混合式通風(fēng)風(fēng)流場的三維分析數(shù)值模型,以此為基礎(chǔ),得到了獨(dú)頭巷道壓入式、抽出式和混合式通風(fēng)流場的風(fēng)速分布,揭示了獨(dú)頭巷道風(fēng)流流場的分區(qū),驗(yàn)證了選擇混合式通風(fēng)的合理性。 (2)結(jié)合礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體網(wǎng)絡(luò)圖等資料和數(shù)值模擬分析的要求,對獨(dú)頭巷道范圍內(nèi)的其他附屬建筑進(jìn)行省略或作簡化處理,確定通風(fēng)優(yōu)化模型的模擬區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,采用幾何建模軟件GAMBIT建立了獨(dú)頭巷道的三維幾何模型,并對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分等處理后,導(dǎo)入FLUENT中設(shè)置相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行運(yùn)算,形成獨(dú)頭巷道通風(fēng)優(yōu)化數(shù)值模型。 (3)運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計方法,開展獨(dú)頭巷道局部通風(fēng)效果影響因素分析及通風(fēng)方案優(yōu)化,設(shè)計了兩組正交試驗(yàn),每組試驗(yàn)有9個方案。研究獲得了各因素對通風(fēng)效果的影響規(guī)律、程度大小以及各因素的最優(yōu)參數(shù)組合,確定了一個相對較優(yōu)通風(fēng)方案。 (4)運(yùn)用所建立的通風(fēng)優(yōu)化模型及FLUENT軟件開展獨(dú)頭巷道掘進(jìn)通風(fēng)數(shù)值模擬優(yōu)化研究,揭示了計算區(qū)域的煙塵平均濃度及特定方向的煙塵分布、爆破后煙塵在巷道空間的最大濃度隨時問變化規(guī)律,以及各因素的影響程度。在此基礎(chǔ)上,確定另一個通風(fēng)排塵相對優(yōu)化方案。然后將這個方案與用正交試驗(yàn)獲得的較優(yōu)方案進(jìn)行對比分析,確定最終的優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：獨(dú)頭巷道 煙塵 FLUENT 風(fēng)流場 正交試驗(yàn)法
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD724
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題的由來及研究目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 獨(dú)頭巷道掘進(jìn)煙塵危害控制研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 氣固兩相流研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 獨(dú)頭巷道掘進(jìn)煙塵風(fēng)流場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 2 獨(dú)頭巷道掘進(jìn)風(fēng)流場分析19-32
• 2.1 主控制方程19-21
• 2.2 煙塵風(fēng)流場模型21-22
• 2.2.1 壓入式通風(fēng)流場模型21
• 2.2.2 抽出式通風(fēng)流場模型21-22
• 2.2.3 混合式通風(fēng)流場模型22
• 2.3 風(fēng)流場分析22-30
• 2.3.1 壓入式風(fēng)流場分析23-25
• 2.3.2 抽出式風(fēng)流場分析25-28
• 2.3.3 混合式風(fēng)流場分析28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 通風(fēng)優(yōu)化模型構(gòu)建32-42
• 3.1 通風(fēng)優(yōu)化模型模擬區(qū)域確定32-33
• 3.2 GAMBIT進(jìn)行前處理33-35
• 3.3 設(shè)置FLUENT計算模式及粘性模式35-36
• 3.3.1 計算模式的設(shè)置35-36
• 3.3.2 粘性模式的選擇36
• 3.4 操作環(huán)境和煙塵設(shè)置36-38
• 3.4.1 參考壓力37
• 3.4.2 重力37
• 3.4.3 煙塵噴射37-38
• 3.4.4 煙塵的性質(zhì)38
• 3.5 邊界條件設(shè)置38-40
• 3.5.1 動量選項(xiàng)設(shè)定38-39
• 3.5.2 DPM選項(xiàng)設(shè)定39-40
• 3.6 求解及后處理40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 4 獨(dú)頭巷道局部通風(fēng)方案正交試驗(yàn)優(yōu)化42-56
• 4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計方法的簡介42-45
• 4.1.1 正交試驗(yàn)設(shè)計方法的主要概念42-43
• 4.1.2 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法43-45
• 4.2 試驗(yàn)方案設(shè)計及結(jié)果分析45-54
• 4.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計45-50
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析50-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 5 獨(dú)頭巷道掘進(jìn)通風(fēng)方案數(shù)值模擬優(yōu)化56-84
• 5.1 模擬方案設(shè)定及基準(zhǔn)方案56-59
• 5.1.1 模擬方案設(shè)定56
• 5.1.2 基準(zhǔn)方案56-59
• 5.2 模擬結(jié)果及分析59-82
• 5.2.1 風(fēng)速對煙塵濃度影響分析59-65
• 5.2.2 高度對煙塵濃度影響分析65-71
• 5.2.3 抽壓比對煙塵濃度影響分析71-75
• 5.2.4 距離對煙塵濃度影響分析75-79
• 5.2.5 管徑對煙塵濃度影響分析79-82
• 5.3 單因素分析最佳組合82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 6 結(jié)論及展望84-86
• 6.1 結(jié)論84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果90-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

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