ESP粉尘二维输运方程中紊流掺混系数及边界条件的确定

求解电除尘器ESP(Electrostatic Precipitator)电场粉尘输运方程中粉尘浓度分布时,确定紊流掺混系数及边界条件至关重要.根据紊流传质原理,推导出紊流掺混系数; 通过雷诺数将电风影响引入紊流掺混系数,推导出紊流掺混系数随电晕线到极板距离的增大而增大.极板附近存在具有一定厚度的层流边层.分析层流边层中荷电粒子迁移输运行为,得到极板处粉尘浓度变化规律,这可作为求解输运方程时极板处的边界条件.用Matlab程序求解输运方程.经验证,理论计算的数值结果与试验结果一致,这表明本文所推导的紊流掺混系数和边界条件是正确的.本文使ESP收尘过程的理论研究更加深入,对提高ESP的收尘效率也具有重要意义.     

废旧巷道对含尘气流自净特性的研究

着重研究了废旧巷道对含尘气流的自净特性,进而对利用旧巷自净进行受控循环通风的设想进行探讨;在对浓度场和流体场测试的基础上,建立了粒子在废旧巷道沉降的紊流弥散模型,对边界条件进行了正确的假设,得出了稳态时的自净效率公式;导出了风量与巷道体积的关系表达式。     

废旧巷道对含尘气流自净特性的研究

着重研究了废旧巷道对含尘气流的自净特性,进而对利用旧港自净进行受控循环通风的设想进行探讨;在对浓度场和流体场测试的基础上,建立了粒子在废旧巷道沉降的紊流弥散模型,对边界条件进行了正确的假设,得出了稳态时的自净效率公式,导出了风量与巷道体积的关系表达式。     

煤矿综掘面泡沫降尘技术研究与实施

针对煤矿综掘面粉尘治理技术中存在的不足,采用泡沫降尘新技术结合长压短抽式通风方式进行粉尘防治。以霍尔辛赫矿为例,根据井下实际情况,利用GAMB IT和FLUENT建立掘进巷道的几何模型,并对巷道掘进通风过程中粉尘分布规律进行解算,将模拟结果和现场实测数据对比,确定掘进面回风侧的高浓度粉尘分布区。对掘进面煤样进行湿润性试验,确定最佳的发泡剂添加比例。综合以上情况,泡沫降尘技术实施时采用环形前置式喷头布置,发泡剂添加比例定为10‰,并在回风侧距掘进面5 m、距底板2 m处设置风筒,将高浓度粉尘抽出并沉降。现场实测数据显示,泡沫降尘技术降尘效率明显高于喷雾降尘技术。使用泡沫降尘时,在司机侧测得全尘及呼吸性粉尘降尘效率分别达到75.4%和74.7%。     

综掘面旋流风幕抽吸控尘流场数值模拟

针对目前井下巷道内综掘工作面产尘量大,煤尘浓度高,降尘效率低的实际现状,探讨了配有附壁风筒的综掘工作面旋流风幕抽吸控尘的新型降尘方式,建立气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,利用Fluent对巷道流场进行数值模拟,并分析了风流扩散规律、粉尘分布规律以及影响粉尘分布规律的因素.模拟结果显示,综掘面旋流风幕抽吸控尘系统可在机掘工作面的有限空间内形成一个具有屏蔽作用的旋转风幕,将粉尘基本封闭在距掘进面0～3m的范围内.抽风口距离掘进面越近,高浓度粉尘存在范围和巷道中的粉尘浓度越小;增加抽风口个数可以提高除尘效率.     

煤矿井下喷雾降尘影响因素的试验研究

为提高煤矿井下喷雾降尘效率和改善作业环境,研究相关影响因素与降尘效果间的关系.基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用粉尘质量浓度测定仪对井下常用的螺旋形压力喷嘴在不同喷雾压力、喷嘴直径、风流粉尘质量浓度及巷道风速下的降尘效果进行了系统的测定.结果表明,1)随喷雾压力增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均不断增加;但当喷雾压力增加至8 MPa后,继续提高喷雾压力,降尘效率的提高不明显.2)在相同喷雾压力下,随喷嘴直径增加,全尘降尘效率不断增加;而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值.在耗水量相同的情况下,随喷嘴直径增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降.3)在井下喷雾降尘中,当耗水量不受限制时,为同时确保全尘和呼吸性粉尘的降尘效率,选择直径为1.5mm的喷嘴较为合适;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2mm的喷嘴.4)随风流粉尘质量浓度增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均有所提高.5)随巷道风速增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均呈现一定程度的下降,且巷道风速对呼吸性粉尘的影响更为明显.对于煤矿井下喷雾降尘,工作面风速对全尘降尘效率的影响并不明显,但对呼吸性粉尘降尘效率有较大的影响.     

爆破掘进空间内粉尘非稳态运移规律研究

为促进井下粉尘防治工作,对爆破掘进面粉尘非稳态运移规律进行研究。基于控制方程与RNG k-ε湍流模型,选择欧拉-拉格朗日法进行模拟。构建1100工作面三维几何模型并划分网格,确定气相流场边界条件。引入粉尘运动模型进行非稳态计算,利用CFD软件得到气相流场风速分布规律,得出掘进面60m范围内粉尘沿巷道纵向、垂向扩散规律及巷道沿程粉尘粒径分布规律与空间分布规律。此外,还得到爆破后50min内巷道沿程粉尘浓度随时间变化规律。     

金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用

为了减少掘进巷道的粉尘危害,以某金属矿掘进工作面为研究对象,经过现场调研和理论分析,研究开发了1种适合掘进巷道的新型通风除尘系统。介绍了新型通风除尘系统的结构和工作原理,并将该通风除尘系统应用于掘进巷道的粉尘治理,对该系统在掘进巷道的应用效果进行现场测定。研究结果表明:该通风除尘系统将压风筒布置在巷道中心位置的顶部,抽风筒布置在巷道两侧的呼吸带高度,使得掘进工作面的风流位置控制在1.5 m之下,保障了作业人员的职业健康。系统的湿式除尘风机对掘进巷道粉尘除尘效率达到了91%以上,彻底解决了掘进巷道粉尘污染问题。同时该系统能够实现按需通风除尘,净化后的风流可以循环利用,节能效果显著,在金属矿山掘进巷道生产系统具有较好的应用前景。     

新汶矿务局锚喷巷道掘进通风除尘的实践

采用长抽短压混合式通风方式,配合混凝土喷射机除尘器和除尘风机,使巷道掘进喷锚支护作业时巷道中粉尘污染的面积缩小,通风时间减少,粉尘浓度大大降低,总的除尘效率达98.6％.     

综掘面尘源位置对负压抽风口位置的影响

为探究综掘机配套抽风口位置对巷道除尘效果的影响,利用FLUENT软件建立综掘巷道相似几何模型,开展粉尘从不同尘源位置释放时,压入式通风系统和综掘机配套抽尘系统的流场及粉尘场模拟研究。结果表明:综掘工作面压入式通风系统的粉尘扩散范围在距工作面1～2 m处;综掘机配套抽尘口位置在距工作面1 m时的风流特征最利于除尘且此时各个尘源位置巷道内的粉尘均得到明显改善;当采用综掘机配套抽尘技术后,综掘工作面各个尘源释放粉尘时,巷道内的总体粉尘质量浓度都得到降低,平均除尘效率在80%以上,最高可达93%,可以很好地满足煤矿井下的降尘要求。     

Propagation and extinction of dust flames in narrow channels

This article has investigated the propagation and extinction of aluminum dust cloud flame in a narrow channel. The burned and burning dust particles act as heat sources and the channel walls act as heat sinks. In this method, discrete heat source has been used to analyze dust combustion in a narrow channel. Using the superposition of sources and sinks, the preheat zone temperature is predicted as an indicator of flame propagation or extinction. Dust concentration and channel width are two major parameters which affect the quenching distance and flame propagating speed. Wall temperature affects the heat loss; and by preheating the walls, quenching distance is reduced and flame propagation speed is increased.     

闭环回旋控尘技术的三维数值模拟研究

针对输煤皮带转载点粉尘污染大的问题,提出一种新型粉尘控制技术。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,以气固两相流理论的颗粒轨道模型为基础,结合现场实际粉尘扩散规律,三维数值模拟皮带转载点的粉尘逸散规律。根据粉尘颗粒在皮带转载点的运移规律,提出了闭环回旋控尘技术,通过气固两相流和颗粒碰撞理论的三维数值模拟对该技术的控尘机理进行研究,并在木瓜煤矿进行试验应用。结果表明:闭环回旋控尘技术能有效控制粉尘扩散和降低粉尘颗粒动能,其降尘效率达到88%以上,同时,该技术无需任何动力,是未来节能型除尘产品的发展方向。     

LZ型袋式除尘机的选择与设计

如何选择除尘机是生产单位经常遇到的实际问题，LZ型袋式除尘机是一种高效净化除尘设备。通过对LZ型袋式除尘机主要参数的合理选择和设计。满足了锅炉膜式水冷壁自动焊接生产线上管子磨光机的除尘净化，为类似工艺的粉尘回收提供了一种较理想的机型。     

CFD simulations of dust dispersion in the 20 L vessel: Effect of nominal dust concentration

Measurements of flammability and explosion parameters for dust/air mixtures require uniform dispersion of the dust cloud inside the test vessel. In a previous work, we showed that, in the standard 20 L sphere, the dust injection system does not allow generation of a uniform cloud, but rather high gradients of dust concentration are established. In this work, we used a previously validated three-dimensional CFD model to simulate the dust dispersion inside the 20 L sphere at different dust nominal concentrations (and fixed dust diameter). Results of numerical simulations have shown that, as the dust nominal concentration is increased, sedimentation prevails and, thus, when ignition is provided, the dust is mainly concentrated at the vessel walls.     

煤矿粉尘沉积模型的研究

推导了落尘的沉积模型,提出了落尘聚集体、落尘凝结体的概念。通过对落尘颗粒间四种主要内聚力以及气流浮力的量级分析,指出矿井条件下抑制落尘颗粒二次飞扬的前提是使尘粒得到充分的湿润,并进行了两种集合体的二次飞扬试验     

Dynamics of dust dispersion from the layer behind the propagating shock wave

The aim of the research was to investigate experimentally the process of dust lifting from a layer. The delay in lifting the dust from the layer behind the propagating shock wave and the vertical velocity of the dust cloud were calculated from the dust concentration measurements. Quantitative relations between those measurements and the parameters of the gas flow are presented. The results were compared with those obtained from the analysis of the frame pictures of the process. The pictures were made by using a high-speed camera working together with a Schlieren system. The measurements of the dust concentration behind the propagating shock wave are presented and analysed.The research was carried out for two selected dusts: black coal dust and silicon dust, and for different initial conditions: three shock wave velocities: 450, 490 and 518 m/s and three dust layer thickness equal to 0.1, 0.4 and 0.8 mm. Measurement results of the mean vertical component of dust cloud velocity between the layer and the first laser beam will be used in a new model, where the dust dispersing process is modelled as an injection of the dust from the layer. The dust concentration measurements will be very useful for validation of the model.     

煤尘与矿井特大爆炸伤亡事故的关系

为了阐明煤尘爆炸或煤尘参与爆炸的严重危害,在分析了煤尘爆炸与瓦斯爆炸各自特点的基础上,通过对近年来我国瓦斯、煤尘爆炸事故的情况分析,特别是对典型的重大恶性瓦斯煤尘爆炸事故的分析,指出煤尘对煤矿发生重大恶性爆炸事故的影响,并说明了沉积煤尘防治对控制重大瓦斯煤尘爆炸事故的作用。     

一种测定建筑物外墙表面黏附粉尘的方法

提出了一种测定建筑物外墙表面黏附粉尘的方法.该方法具体步骤包括1)选择建筑物外墙面污染有代表性的部位,确定建筑外墙的粉尘采样面积,通常取0 1～0 5 m2; 2)用玻璃烧杯量取适量蒸馏水,作为从外墙面采得粉尘的载体,通常一次测定使用的蒸馏水为0 1～0 5 L; 3)用干净小刷子或布片将圈定面积的外墙表面打湿,将粉尘搽洗到蒸馏水中; 4)将含有悬浮粉尘的蒸馏水用超声波振动分散,适宜时间和温度分别为2～5 min和20～35 ℃;5)测定单位面积墙面黏附粉尘质量,通过激光粒度分析仪测定溶液的粉尘浓度和分散度(如果粉尘浓度较大,可制作粉尘涂片,在显微分析系统上测定粉尘的粒径分散度).含尘溶液产生泡沫时会影响测定效果,因此测定粉尘浓度前需先加消泡剂消泡.该测定与评价方法对评价建筑物表面粉尘的污染程度和清洁剂效果等具有重要意义.     

综放面煤机水力引射喷雾降尘装置的设计与试验

根据滚筒采煤机割煤产尘扩散机理和水力引射降尘原理 ,优化设计了水力引射喷雾参数 ,研制综放面机载高压水力引射喷雾降尘装置 ,经历 1年多的时间 ,在姚桥矿 70 0 3综放面的工业性试验表明 ,在正常采煤条件下 ,其平均降尘效达 6 7.8%     

250轧机、370轧机除尘系统设计研究

通过分析氧化钼烟尘的物化性质及扩散原理 ,提出了 2 5 0轧机、370轧机系统除尘设计方案