本文關(guān)鍵詞：礦用空氣幕阻隔風(fēng)流及煙氣的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：煤是一種不可再生能源,被譽(yù)為工業(yè)的糧食,煤炭資源的開(kāi)采需要工人通過(guò)艱苦的工作來(lái)完成,由于煤礦資源在地下埋藏深度各不相同,所以通常存在兩種開(kāi)采方式,即礦井開(kāi)采和露天開(kāi)采,我國(guó)露天煤礦的儲(chǔ)量?jī)H占7.5%左右,礦井開(kāi)采成為獲取煤炭的主要方式。一個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為三大部分:進(jìn)風(fēng)部分、出風(fēng)部分和供給各個(gè)工作地點(diǎn)的用風(fēng)部分,一般情況下,進(jìn)風(fēng)部分和出風(fēng)部分通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較為固定,而用風(fēng)部分則經(jīng)常需要根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的要求進(jìn)行調(diào)整,以獲得合理的通風(fēng)風(fēng)量。雖然在礦井通風(fēng)過(guò)程中風(fēng)流調(diào)節(jié)和控制的措施很多,但是常常出現(xiàn)效果不理想、實(shí)施成本高、管理麻煩等問(wèn)題,本文中利用礦用空氣幕來(lái)隔斷風(fēng)流和調(diào)節(jié)通風(fēng)就是在此背景下研究和發(fā)展起來(lái)的,利用礦用空氣幕來(lái)對(duì)巷道風(fēng)流進(jìn)行調(diào)節(jié)具有效率高、無(wú)污染、不影響生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),因此研究礦用空氣幕在礦井通風(fēng)網(wǎng)路中的作用是很有意義的。當(dāng)今,礦井火災(zāi)事故頻發(fā),給企業(yè)和國(guó)家造成了巨大的損失,甚至奪去了眾多工人的生命,由于礦井特殊的環(huán)境導(dǎo)致了火情復(fù)雜,救援難度大等特點(diǎn),研究礦井火災(zāi)時(shí)期的流場(chǎng)對(duì)降低事故損害,幫助人員逃生具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。CFD技術(shù)具有成本低、效果好、可重復(fù)進(jìn)行計(jì)算等優(yōu)點(diǎn),已逐漸被眾多的專家學(xué)者采用,本文中利用前處理軟件Gambit來(lái)劃分模型網(wǎng)格,繼而采用ANSYS公司的fluent14.0軟件來(lái)對(duì)礦用空氣幕隔斷風(fēng)流、火災(zāi)流場(chǎng)和空氣幕在火災(zāi)中的作用進(jìn)行模擬研究,通過(guò)在模擬軟件中選用合理的計(jì)算模型,設(shè)置正確的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬結(jié)果的可視化,與此同時(shí),為了檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的正確性,通過(guò)礦井通風(fēng)理論知識(shí)來(lái)計(jì)算理論值,比較理論值與模擬結(jié)果的差值大小,進(jìn)一步保證模擬結(jié)果的可靠性。本文首先模擬計(jì)算了礦用空氣幕的風(fēng)機(jī)型號(hào)、風(fēng)機(jī)全壓、出口寬度三個(gè)因素對(duì)阻風(fēng)率和隔斷壓差的影響,結(jié)果表明,在該巷道模型和通風(fēng)速度下,當(dāng)風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)為13、風(fēng)機(jī)全壓為600pa、出口寬度為0.76m時(shí),空氣幕的阻風(fēng)率達(dá)到最大值的93.12%。其次,文章研究了在該巷道模型下有無(wú)安裝空氣幕兩種情況下進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)和采面火災(zāi)發(fā)生時(shí)的流場(chǎng),得出空氣幕對(duì)火源點(diǎn)產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入空氣幕安裝巷道具有阻隔效應(yīng),當(dāng)進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)發(fā)生時(shí),空氣幕安裝巷道煙氣溫度和體積分?jǐn)?shù)分別降低了15℃和1%~1.6%,降幅分別達(dá)20%和40%~60%,效果顯著。
【關(guān)鍵詞】：巷道 空氣幕 fluent 阻風(fēng)率 火災(zāi)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 礦井火災(zāi)綜述10-13
• 1.2.1 礦井火災(zāi)分類及特征11-12
• 1.2.2 礦井火災(zāi)及煙氣的危害12-13
• 1.2.3 煙氣成分分析13
• 1.3 空氣幕的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 大門(mén)空氣幕的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 礦用空氣幕的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.3 空氣幕在控制火災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用研究17-18
• 1.4 研究?jī)?nèi)容、方法、意義 及創(chuàng)新點(diǎn)18-21
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.2 研究方法19
• 1.4.3 研究意義19-20
• 1.4.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)和模型驗(yàn)證21-32
• 2.1 CFD及其軟件介紹21-24
• 2.1.1 前處理模塊21-22
• 2.1.2 核心處理模塊22-23
• 2.1.3 后處理模塊23-24
• 2.2 數(shù)學(xué)模型理論基礎(chǔ)24-29
• 2.2.1 基本守恒方程24-26
• 2.2.2 湍流模型的介紹與選擇26-28
• 2.2.3 組分模型的介紹與選擇28-29
• 2.3 計(jì)算方法與邊界條件29-30
• 2.4 模型驗(yàn)證30-32
• 第三章 空氣幕的選型模擬計(jì)算及分析32-56
• 3.1 物理模型的建立32-36
• 3.2 模擬結(jié)果與分析36-52
• 3.2.1 出口寬度和風(fēng)機(jī)全壓對(duì)阻風(fēng)率的影響38-46
• 3.2.2 出口寬度和風(fēng)機(jī)全壓對(duì)隔斷壓差的影響46-50
• 3.2.3 風(fēng)機(jī)型號(hào)對(duì)阻風(fēng)率的影響50-51
• 3.2.4 風(fēng)機(jī)型號(hào)對(duì)隔斷壓差的影響51-52
• 3.3 空氣幕的綜合選型計(jì)算分析52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 空氣幕對(duì)礦井火災(zāi)影響的數(shù)值模擬分析56-75
• 4.1 火源形式及火源位置假設(shè)56
• 4.2 物理模型的建立56-57
• 4.3 進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)模擬與分析57-67
• 4.3.1 無(wú)空氣幕時(shí)進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)模擬與分析57-62
• 4.3.2 空氣幕安裝時(shí)進(jìn)風(fēng)流火災(zāi)模擬與分析62-67
• 4.4 采面火災(zāi)模擬與分析67-73
• 4.4.1 無(wú)空氣幕時(shí)采面火災(zāi)模擬與分析67-70
• 4.4.2 空氣幕安裝時(shí)采面火災(zāi)模擬與分析70-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 第五章 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82

【相似文獻(xiàn)】

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