本文關(guān)鍵詞：斜溝煤礦井下巷道無軌膠輪車尾氣（CO）排放規(guī)律數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 無軌膠輪車 CO擴(kuò)散 動網(wǎng)格 數(shù)值模擬 氣體流動

【摘要】：隨著對煤炭需求的增加,煤礦井下對現(xiàn)代化設(shè)備的需求也隨之增加。為了提高煤礦井下工作效率,無軌膠輪車在井下得到了廣泛應(yīng)用。該設(shè)備安全性好、靈活性高,與傳統(tǒng)設(shè)備相比,運(yùn)輸效率提高5倍以上。然而在無軌膠輪車給井下工作帶來便利的同時,排放的尾氣也嚴(yán)重影響了井下的空氣環(huán)境質(zhì)量,危害了井下作業(yè)人員的身心健康,因此研究膠輪車尾氣(CO)擴(kuò)散規(guī)律具有重要意義。本文以井下無軌膠輪車尾氣生成機(jī)理及其對人體傷害程度的研究為基礎(chǔ),重點(diǎn)研究了不同工況條件下尾氣中CO的擴(kuò)散規(guī)律,獲得不同條件下無軌膠輪車附近巷道風(fēng)流的安全界限�；贑FD理論,以斜溝煤礦18107工作面材料巷為研究對象,用GAMBIT軟件建立巷道及膠輪車的物理模型,用FLUENT UDF中的define宏來定義膠輪車的動邊界條件,采用動網(wǎng)格技術(shù)模擬膠輪車的運(yùn)動,對無軌膠輪車尾氣中CO的擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了分析。本文分別對順風(fēng)行駛、逆風(fēng)行駛、會車硐室內(nèi)怠速時,CO擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬,CO排出后首先受濃度梯度影響,向軸向及徑向快速擴(kuò)散,之后擴(kuò)散主要受有效風(fēng)量的影響。順風(fēng)行駛時,當(dāng)膠輪車行駛速度小于巷道內(nèi)的風(fēng)速時,尾氣會向膠輪車車身前方擴(kuò)散;膠輪車行駛速度與巷道內(nèi)的風(fēng)速相同時,CO濃度高于24ppm的范圍最大,當(dāng)膠輪車行駛速度大于巷道內(nèi)的風(fēng)速時,CO濃度超標(biāo)范圍較前兩種情況小;逆風(fēng)行駛時,膠輪車行駛方向與巷道內(nèi)風(fēng)速方向相同,加快了CO的擴(kuò)散,隨著車速的增加,CO擴(kuò)散的越快。膠輪車在會車硐室內(nèi)怠速時,當(dāng)膠輪車以正向開進(jìn)硐室時,有利于CO的擴(kuò)散,擴(kuò)散范圍與巷道中風(fēng)量有關(guān);當(dāng)膠輪車倒入會車硐室時,排放出來的CO聚集在硐室內(nèi),不易向外擴(kuò)散,為了保證安全,應(yīng)將膠輪車正向開入會車硐室避車。模擬實(shí)際情況下,WC8型膠輪車在會車硐室怠速2分鐘時,CO從膠輪車排出后的擴(kuò)散規(guī)律,并讀取了A-I九個點(diǎn)的CO濃度值,與實(shí)際監(jiān)測值進(jìn)行比較,兩種結(jié)果近似相同,說明本次模擬效果較好,為以后研究如何有效防治膠輪車尾氣對人體的危害提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：無軌膠輪車 CO擴(kuò)散 動網(wǎng)格 數(shù)值模擬 氣體流動
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD525
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 柴油機(jī)車尾氣研究現(xiàn)狀12-22
• 1.2.1 國外柴油機(jī)車尾氣研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內(nèi)柴油機(jī)車尾氣研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 氣體擴(kuò)散模擬研究現(xiàn)狀16-22
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線22
• 1.3.1 本論文的主要研究內(nèi)容22
• 1.3.2 技術(shù)路線22
• 1.4 本章小結(jié)22-25
• 第二章 膠輪車排放污染物生成機(jī)理與危害及控制分析25-35
• 2.1 防爆無軌膠輪車排放污染物的生成機(jī)理25-27
• 2.1.1 CO的生成機(jī)理25-26
• 2.1.2 NOx的生成機(jī)理26
• 2.1.3 HC的生成機(jī)理26-27
• 2.1.4 微粒（PM）的生成機(jī)理27
• 2.2 膠輪車排放污染物的危害27-29
• 2.2.1 CO的危害27-28
• 2.2.2 NOx的危害28
• 2.2.3 HC的危害28-29
• 2.2.4 微粒(PM)的危害29
• 2.3 控制膠輪車排放污染物的途徑29-33
• 2.3.1 合理的井下通風(fēng)風(fēng)量30-32
• 2.3.2 控制尾氣的排放32
• 2.3.3 建立完善的管理制度32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 巷道中柴油機(jī)車尾氣擴(kuò)散模型建立35-51
• 3.1 應(yīng)用軟件的分析35-36
• 3.1.1 FLUENT的程序結(jié)構(gòu)35
• 3.1.2 FLUENT可以求解的問題35-36
• 3.1.3 FLUENT程序進(jìn)行求解問題的步驟36
• 3.2 初始條件和邊界條件36-37
• 3.2.1 初始條件36-37
• 3.2.2 邊界條件37
• 3.3 流體力學(xué)基本理論簡介37-41
• 3.3.1 流體及其流動狀態(tài)分類37-38
• 3.3.2 流體力學(xué)基本方程38-41
• 3.4 動網(wǎng)格計(jì)算與設(shè)置41-42
• 3.4.1 動網(wǎng)格更新41-42
• 3.4.2 動網(wǎng)格設(shè)置42
• 3.5 巷道中柴油機(jī)車尾氣模型建立與網(wǎng)格劃分42-44
• 3.5.1 研究對象簡介42-43
• 3.5.2 幾何模型的建立43-44
• 3.5.3 網(wǎng)格劃分44
• 3.5.4 基本假設(shè)44
• 3.6 數(shù)值模擬過程44-46
• 3.7 膠輪車尾氣中CO濃度分布數(shù)值模擬結(jié)果分析46-49
• 3.8 本章小結(jié)49-51
• 第四章 膠輪車尾氣擴(kuò)散規(guī)律數(shù)值模擬與分析51-71
• 4.1 不同車速行駛時對CO擴(kuò)散的影響51-65
• 4.1.1 膠輪車順風(fēng)行駛時CO擴(kuò)散規(guī)律51-59
• 4.1.2 膠輪車逆風(fēng)行駛時CO擴(kuò)散規(guī)律59-65
• 4.2 膠輪車在會車室怠速時CO擴(kuò)散規(guī)律65-69
• 4.3 本章小結(jié)69-71
• 第五章 FLUENT模擬尾氣擴(kuò)散規(guī)律的有效性71-75
• 5.1 引言71
• 5.2 CO濃度檢測方案71-72
• 5.3 數(shù)值模擬有效性分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-79
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 不足與展望76-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

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