风机横向布置间距对公路隧道污染物分布的影响研究

隧道内风机布置方式对通风效率和汽车尾气净化有显著影响,为了优化隧道顶部风机横向布置,提高隧道通风效率,改善隧道内的环境质量,有效节约隧道运营通风能耗,利用计算流体软件Fluent,建立公路隧道射流通风模型,开展不同风机横向布置间距隧道内流场和污染物分布的三维数值模拟,分析隧道内流场分布、纵向CO质量分数分布和不同截面CO质量分数分布特征及规律。结果表明:风机横向布置间距对隧道内的通风和净化除尘效果都有一定的影响,流场分布与污染物分布规律相似;在风机横向布置间距为3倍风机直径时,升压折减系数为0.6154,达到最大值,此时隧道内的流场分布和污染物控制效果较好;因此,在进行风机布置时,建议将风机横向布置间距确定为3倍风机直径。     

矿井井筒提升设备绕流的数值模拟

基于经典的流体力学理论,建立罐笼绕流的二维RNGκ-ε湍流模型,分析其初始边界条件,并结合工程实际应用FLUENT计算流体动力学软件模拟罐笼运行时井筒内流场及压力场,得出井筒内流场及压力场的变化规律。研究结果表明:在罐笼运行期间,由于空间受限而引发活塞效应,井筒内压力发生瞬态变化,造成通风系统的压力波动,导致气流运动的动态改变,对通风系统稳定性有一定的影响。     

高海拔环境下离心风机性能数值模拟研究*

为研究高海拔环境下离心风机的运行性能规律,采用计算流体力学（CFD）方法对海拔高度分别为0,1 000,2 000,3 000,4 000和5 000 m条件下的离心风机流场及性能进行三维数值模拟。研究结果表明:相同工况风量条件下,风机内部流场形态不受海拔高度影响,但随着海拔的升高,内流场各处压力绝对值均减小,风机叶片载荷减小,风机蜗壳出口压力及轴功率均大致呈线性趋势降低,海拔每升高1 000 m,风机输出全压及静压分别降低9.3%及9.1%左右,轴功率降低9.0%左右。离心风机效率受海拔高度影响较小,模拟结果表明,各工况条件下,海拔每升高1 000 m,风机全压及静压效率分别平均降低0.21%和0.29%左右。研究为保证高海拔地区离心风机的高效运转及风机选型提供理论参考。     

压力容器表面裂纹断裂参数的有限元计算与分析

借助ANSYS软件建立了适合压力容器表面裂纹断裂分析的有限元模型,能方便地计算出应力强度因子和J积分,与理论近似表达式的计算值对比,该方法具有较高的精度,能满足工程应用的要求.在验证模型合理的基础上,构造表征表面裂纹形状和尺寸的无量纲因子,通过分析其对J积分弹塑性分量的影响,指出断裂分析中除应力水平外,还应当将裂纹形状...     

金属矿井主扇反风技术分析及数值模拟研究

立足于现有的计算流体力学方法,提出了对轴流式风机反风的数值仿真模拟。运用CFD软件Fluent对轴流式风机正反转都进行了三维数值模拟,选用K40-4-15型轴流风机作为研究对象,重点研究了轴流式风机的反风性能以及叶片安装角、叶型拱度和转速对其反风量的影响。模拟结果为提高轴流式风机的反风量提供了科学的依据。     

检修忽视全面检查 空调室酿成大火

今年2月24日凌晨5点钟,四川省达县地区棉纺织染厂细纱一车间5号空调室突然大火熊熊,烟雾笼罩着有124台纺纱机的整个车间。由于夜班职工和消防队员们的及时扑救,才避免造成难以想象的灾难。大火只造成29台纬纱机停产,清除风道余灰近3小时。 事故发生后,厂公安科、技术科、机电场等部门深入现场勘察,发现大火几乎将轴流风机三角皮带烧尽,马达进线烧裸,风机进出口帆布接头烧完,风机叶片与风鼓有磨擦痕印,其中有一叶片顶部磨擦发蓝,手动风机转动困难。现场勘察和事故分析会认为,这次大火是由于风机运行时剧烈震动,使风鼓移位,叶片与风鼓磨擦而发…     

基于VP-MFC的采煤机摇臂系统齿轮性能退化可靠性分析

齿轮作为采煤机摇臂系统的关键零件,其性能退化对采煤机的工作可靠性有着重要影响。建立了采煤机摇臂系统的刚柔耦合虚拟样机（VP）模型,基于仿真结果,计算得到温度载荷,应用ANSYS对摇臂系统的薄弱齿轮副进行多场耦合（MFC）分析,得到了齿轮的温度场及结构场云图。建立引入裂纹后的齿轮有限元模型,利用FRANC3D对其进行断裂裂纹扩展数值模拟,得到了齿轮的裂纹前缘应力强度因子、扩展轨迹与疲劳寿命。提出以齿轮的裂纹扩展疲劳寿命和可靠度为退化指标的定量评估方法,结果表明齿轮性能退化成指数分布。将虚拟样机、多场耦合与断裂力学相结合,为齿轮性能退化可靠性研究提供了新的方法。     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型的应用

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小规模屈服、小规模氢化物沉淀条件下,应用有限元法研究氢化物诱致金属稳态裂纹扩展的信息.在考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理的耦合现象条件下,有限元结果和导出的分析表达式给出的结果都证实应力平稳平台的存在,且两种计算结果相当一致.分析关系式基于氢化学平衡并明确表明了温度、远端氢浓度和氢化物弹性性态效应.裂纹尖端场特性用于发展断裂准则和估计应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子趋于零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,表现为氢化物沉淀区出现常静水应力.随着归一化应力强度因子值增加,裂纹扩展裂尖场从阶段I演化到阶段II,氢化物沉淀区域实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不含有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

超高强度钻杆低温断裂性能及裂纹扩展特征研究

超高强度钻杆在冬季低温环境下容易发生脆性断裂事故,为了从断裂力学角度揭示其冷脆现象的本质,采用ZBC2302-D型示波冲击试验机,获得了不同温度下超高强度钢在冲击断裂过程中的力-位移曲线,并对比分析了冲击功、起裂功和裂纹扩展功之间的变化关系。采用国家标准GB 4161—2007中的计算公式,计算了冲击试样的裂纹扩展量Δa和阻抗应力强度因子K_R;同时,引入K_R阻力曲线,得到超高强度钻杆在不同温度下的剩余强度图。结果表明,当冲击试样开始出现裂纹时,随温度降低,钻杆的初始起裂应力有所增加,出现硬化现象。当钻杆出现一定长度的裂纹时,随温度降低,阻抗应力强度因子越来越小,而且降低速度越来越快,剩余强度也表现出相同的变化趋势。随温度降低,材料抵抗裂纹扩展的能力逐渐下降,表明钻杆在低温下更容易断裂。     

矿井风机叶片磨损机理与抗磨技术研究进展

从固体颗粒冲击叶片和气固两相流动过程两个方面论述矿井风机叶片磨损机理和规律,分析各种冲蚀磨损理论的优缺点,进而归纳出影响矿井风机叶片磨损的各种因素,其中材料硬度、颗粒特性、冲击速度和冲击角度对叶片磨损影响较大。分析矿井风机叶片多种抗磨防护技术原理并指出:冲蚀磨损机理研究应从宏观的力学分析深入到磨粒与材料的微观和宏观组织相互作用;深入研究动力学机理,将材料单纯的抗磨与抗冲击缓冲相结合;进一步应用数值计算和实验测试方法,提高流场磨粒速度和冲击角时空分布的预测计算精度。从而设计开发出耐磨弹性梯度材料、耐磨新材料和新涂层材料。     

X80天然气管道在役焊接应力分析与调控

为了探究X80天然气管道在役焊接的应力分布和变化规律，在考虑天然气介质的作用下，采用有限元方法模拟了X80天然气管道在役焊接应力场分布规律，分析了天然气工况参数和环境温度对X80天然气管道在役焊接应力的影响，并根据应力变化规律提出了降低X80天然气管道在役焊接应力的措施。研究结果表明:X80天然气管道轴向焊接应力和环向应力主要呈对称分布形式，且管道外壁的应力大于管道内壁上的应力；随着天然气压力和流速逐渐增大，轴向应力先增加后降低，而环向应力逐渐增大；当环境温度增大后，管道轴向和环向应力均呈下降趋势；降低天然气压力和流速、采用焊前预热能够有效降低焊接应力。研究结果可为我国X80天然气管道在役焊接安全提供参考。     

基于热-结构耦合分析的液化石油气储罐失效预警判定*

为研究火灾中球罐应力场分布情况,找到球罐失效破裂条件,以液化石油气为研究对象,基于球罐稳态热响应,通过ANSYS热-结构耦合有限元分析法进行研究。结果表明:充装率85%的液化石油气球罐最高温度部位出现在气相区,约619.66 ℃;最大应力值出现在气液交界处,约615.18 MPa;得到球罐破裂失效时温度值和应力值,并设置2次预警值。研究结果可为液化石油气储罐失效预警提供参考和判定依据。     

圆锥形喷嘴出口直径对水射流冲击动力特性的影响研究*

为探讨喷嘴结构对水射流冲击动力特性的影响,以圆锥形喷嘴为研究对象,基于COMSOL数值模拟软件,建立不同出口直径的圆锥形喷嘴模型,研究出口直径对水射流冲击动力特性的影响。研究结果表明:圆锥形喷嘴水射流冲击煤岩体过程中,不同喷嘴出口直径下水射流流场分布特征相似,整个流场可分为集中区、发散区、回流区和卷吸区4个区域,随喷嘴出口直径增大,卷吸区逐渐消失,其余3个区域分布也明显减弱;煤岩体应力分布可分为中心应力集中区和两侧应力集中区,随喷嘴出口直径不断增大,中心应力集中区与两侧应力集中区的范围逐渐减小,当喷嘴出口直径为6 mm时,两侧应力集中区基本消失;主体段入口速度恒定条件下,圆锥形喷嘴优选以2~3 mm出口直径为宜,此时水射流冲击煤岩体效果较佳,且不会对喷嘴产生结构破坏。     

湍球塔内气流分布优化的数值计算及试验

通过对湍球塔 (TCA)内三维流场的数值计算 ,找到了较佳的结构参数 ,在此基础上进行的试验表明 ,计算结果与试验结果相吻合。计算程序可为 TCA的设计及保证其长期安全经济运行提供理论依据。     

射线探伤质量评定中圆形缺陷的讨论

通过对现行射线标准中圆形缺陷定义的讨论,找出圆形缺陷定义的不足,并分析其产生的原因从而提出修正的意见。     

除尘风机磨损的数值分析:叶型和粒度分布的影响

采用CFD技术,基于RNGk-ε紊流模型和磨损模型,研究了不同叶型除尘风机的流场和磨损率,证实了后倾型叶片比直叶片能优化流场,改善磨损,使风机使用寿命延长5倍。计算了一定粒度分布的粒子对后倾叶片中的磨损率。结果表明,颗粒粒径和数量浓度的大小是决定磨损程度的重要因素。因此去除大粒径粉尘、降低小粒径粉尘的数量浓度,是减轻叶片磨损的重要途径之一,更是除尘设备的工作方向。     

强膨胀软岩巷道锚网喷架联合支护技术研究

强膨胀软岩巷道的支护问题是西部地区矿井建设中普遍遇到的难题。为解决强膨胀软岩遇水泥化、崩解等给巷道掘进、支护等工程带来的困难,以强膨胀软岩巷道支护工程为研究对象,通过理论分析和现场调研,研究强膨胀软岩巷道变形机理;利用有限元分析软件MIDAS/GTS建立强膨胀软岩巷道数值仿真模型,分析了锚网喷架联合支护时巷道塑性区范围、表面位移和钢支架的受力特征。进行现场测试,获得了巷道围岩变形和锚杆受力变化规律。结果表明,采用钢支架与锚网喷构成联合支护体系可有效提高支护结构整体刚度,提升围岩的自稳能力和自承能力。     

Experimental research on the variational characteristics of vertical stress of soft coal seam in front of mining face

Permeability of coal seam is extremely sensitive to the in situ stress loaded. The techniques of “Pressure relief” have been proved significantly effective in practice to improve the gas permeability and the gas extraction rate to the soft coal seam. It is very necessary to make clear of the variational characteristics of the stress distribution in front of coal mining face with the production process. The vertical stress values of the top and bottom layer of the coal seam at different distances in front of the coal face are respectively measured, and the corresponding curves of the vertical stress variation along the mining direction have been obtained. According to the research conclusions in this paper, some available technical measures of “Pressure relief” at different distances and different layers of soft coal seam in front of mining face, are expected to make and to put into practice. The research methods and correlative data included in this paper also can be referred to conduct some further and deep-seated exploration to get new theories and practical techniques for the gas drainage of the soft and low permeability coal seam.