發(fā)布時間：2017-06-01 13:15

  本文關鍵詞：煤礦二次負壓降塵系統(tǒng)流場仿真及參數(shù)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：綜采工作面的煤礦粉塵問題嚴重影響了煤礦井下的安全生產(chǎn),危害了職工的身體健康。因此,了解綜采工作面滾筒割煤時產(chǎn)塵的擴散規(guī)律,加強對噴霧降塵機理的研究,提高降塵系統(tǒng)的降塵效率,降低工作面粉塵濃度,改善工作環(huán)境,為綜采工作面的高效生產(chǎn)提供安全保障具有非常重要的意義。二次負壓降塵器是一種通過高速噴射水霧,利用水霧活塞原理形成的負壓來達到卷吸粉塵并凈化的高效降塵裝置。本文基于流體力學理論,利用計算流體動力學軟件ANSYS FLUENT對二次負壓降塵器噴管的內(nèi)外流場進行了數(shù)值模擬仿真,為優(yōu)化其結構和工作參數(shù)匹配提供了理論參考。通過觀察分析噴管內(nèi)流場的仿真結果,可以得出不同的噴嘴噴射角度、噴射壓力和噴管結構對二次負壓降塵裝置內(nèi)部流場的影響規(guī)律,即其他條件不變時,隨著噴嘴噴射角的增加,噴管吸氣口端面邊緣處的壓力越來越大;隨著噴射水壓的不斷提高,噴管喉管處產(chǎn)生的負壓越來越強,即相對真空度也會逐漸變大;漸擴管長度一定時,隨著擴散角度的增加,形成的負壓,由開始的出口中心處比邊緣強,逐漸轉(zhuǎn)換為出口邊緣處的負壓比中心區(qū)域強,漸擴管角度變大出口端面的面積也隨之增加,負壓吸塵的面積范圍也會變大,出口邊緣的負壓越大,越有利于對漂浮在出口附近的粉塵進行吸附,捕捉,沉降。通過正交優(yōu)化試驗,觀察分析噴管外流場的仿真結果得出,在其他工況一定的情況下,噴嘴口徑、喉管長度、噴射水壓和漸擴管擴散角度對噴管外部速度流場的變化和氣液比都有影響。各因素對噴管外速度流場降為零的距離影響由大到小依次是噴射水壓、噴嘴口徑、漸擴管角度和喉管長度。對氣液比的影響由大到小依次是噴嘴口徑、噴射水壓、漸擴管角度和喉管長度。喉管的長度對氣液比和噴管外部速度流場的影響效果很小,所以,在現(xiàn)場實際安裝過程中,可以根據(jù)安裝空間的大小進行適當?shù)目s短,達到節(jié)省安裝空間使裝置結構緊湊的效果。
【關鍵詞】：粉塵 負壓捕塵 噴霧降塵 相對真空度 FLUENT 氣霧兩相流
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1. 緒論9-22
• 1.1 課題的研究背景與意義9-10
• 1.2 煤礦粉塵的概述10-17
• 1.2.1 煤礦粉塵的危害11-12
• 1.2.2 粉塵防治技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3 負壓降塵技術在礦井下的應用17-21
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容21-22
• 2. 噴霧降塵機理22-32
• 2.1 液體的碎裂霧化過程22-29
• 2.1.1 射流霧化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-26
• 2.1.2 噴霧的影響因素26-27
• 2.1.3 霧滴的形成27
• 2.1.4 霧化27-29
• 2.2 噴霧降塵理論概述29-31
• 2.3 負壓降塵效率分析31
• 2.4 本章小結31-32
• 3. 負壓降塵的原理及流場模型的建立32-41
• 3.1 負壓降塵的原理32-33
• 3.2 FLUENT軟件簡介33-34
• 3.3 流體動力學方程34-35
• 3.4 氣霧兩相流的湍流模型35-38
• 3.5 多相流物理模型的選擇38-39
• 3.6 離散相模型的求解過程39-40
• 3.7 本章小結40-41
• 4. 負壓降塵裝置內(nèi)流場仿真研究41-52
• 4.1 二次負壓降塵器噴管內(nèi)部流場的流動特性分析41
• 4.2 數(shù)學模型的建立41-42
• 4.3 幾何模型的建立42-43
• 4.4 仿真參數(shù)的設置43-44
• 4.5 漸擴管擴散角度對噴管內(nèi)部流場影響的仿真結果44-47
• 4.6 噴嘴噴射角度對噴管內(nèi)部流場影響的仿真結果47-49
• 4.7 噴射壓力對噴管內(nèi)部流場影響的仿真結果49-50
• 4.8 本章小結50-52
• 5. 負壓降塵裝置外流場仿真研究52-69
• 5.1 滾筒割煤產(chǎn)塵的機理52-54
• 5.2 水射流卷吸機理54-56
• 5.3 噴管外部速度流場的正交試驗56-58
• 5.3.1 正交試驗原理概述56-57
• 5.3.2 噴管外部速度流場的正交試驗設計57-58
• 5.4 負壓降塵裝置外流場仿真研究58-66
• 5.4.1 模型的建立及仿真參數(shù)的設置58-60
• 5.4.2 噴管外流場的速度仿真結果60-63
• 5.4.3 仿真試驗結果分析63-66
• 5.5 耗水量及氣液比的分析66-68
• 5.6 本章小結68-69
• 6. 結論及展望69-71
• 6.1 主要結論69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 參考文獻71-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果76-77
• 致謝77-78

【參考文獻】

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本文編號：412689