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。     

虚拟现实及其在粉尘扩散研究中的应用

探讨了国际上流行的虚拟现实技术 ,并针对大气中粉尘扩散的规律 ,以相关数学模型为基础 ,采用 Open GL开发了可精确地调整流场参数和观察视角的粉尘扩散三维动态场景 ,以及在重力、风速等影响因素和射流作用下粉尘扩散的三维场景。该方法为更好地掌握粉尘扩散规律 ,寻求合理预防措施提供了科学依据。此项技术在安全科学的其它领域也有很好的应用前景     

综放工作面转载破碎点PM5及PM10粉尘分布规律

为了对综放工作面转载破碎点提出有效的防尘措施，从宏观上研究PM₅和PM₁₀粉尘的分布规律。在进风顺槽内靠近煤壁侧布置10个测点，对PM₅和PM₁₀粉尘质量浓度进行实时监测，同时采用数值模拟的方法建立转载破碎点几何模型并解算，将模拟与实测结果进行对比分析并得到了转载破碎点及周围工作空间的整体污染状况。结果表明：转载机周围无论是呼吸性粉尘和还是可吸入粉尘变化都比较稳定且产尘较多，破碎机周围呼吸性粉尘的产尘速率相对较低，但由于扩散较慢使粉尘不断积累；前溜和后溜周围可吸入粉尘的占比相对较高，同时受风流影响，前后溜中部和后溜处粉尘质量浓度升高明显；实测和模拟结果的浓度变化趋势基本相同，而高浓度粉尘主要集中于离地面1 m左右，且一直蔓延到整个进风顺槽和工作面；转载机机头1 m处、破碎机处以及前溜和后溜处是综放工作面进风顺槽转载破碎区域的主要起尘点，且以呼吸性粉尘和可吸入粉尘为主，治理时应高度重视。     

综放工作面转载破碎点粉尘分布特征研究

为了研究综放工作面转载破碎点的粉尘分布特征,对进风顺槽沿程粉尘分布进行了现场实测,得到主要产尘点为转载机机头1 m处、破碎机处和前溜及后溜处.进一步分析了主要产尘点的分散度和粉尘浓度变化规律,结果表明:转载机机头1 m处以5 μm以下呼吸性粉尘为主,PM5粉尘质量浓度呈现先高后低的趋势,PM10粉尘质量浓度变化与之相反,治理时尘源处要以呼吸性粉尘为主,还需关注扩散滞留的可吸人粉尘;破碎机处主要为10 μm以下可吸人粉尘,PM5粉尘质量浓度开始波动较小,一段时间后升高,PM10粉尘质量浓度表现为先高后低的趋势,治理时尘源处要以可吸入粉尘为主,还应关注呼吸性粉尘的扩散;前后溜区域粉尘颗粒分布比较均匀,PM5粉尘质量浓度呈间歇性波动,PM10粉尘质量浓度变化比较平稳,治理时除考虑呼吸性粉尘和可吸人粉尘外,还应注重风流的影响,后溜处还需考虑粉尘粒径分布的多样性.     

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。     

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.     

基于CFD-DEM模拟物料流在转运点处的流动特性

转运点处产生的大量粉尘严重危害生产人员健康及设备安全,为了减少物料颗粒流在该处的产尘量,对颗粒流在输送带转运点处的运动过程进行了数值模拟。模拟依据流体力学基本控制方程和颗粒运动方程的基础理论,其中湍流模型选用RNG k-ε两方程模型,方法采用CFD-DEM双向耦合。经颗粒运动分析和压力流场分析,结果表明:物料颗粒流在转运点处的运动过程呈现出3个运动阶段:弧形下落、碰撞反射、稳定运输。根据这3个阶段的颗粒流运动规律及流场变化情况,改进了一种符合气固两相流流动规律的弧形防尘罩及溜槽,维持物料稳定流动,降低了下落时的动能和产尘量。     

基于FLUENT的炼钢电炉车间粉尘控制措施优化*

为降低炼钢电炉车间粉尘对作业人员的危害,通过对某钢铁厂电炉车间实际情况为研究背景,利用现场调研与数值模拟对炼钢电炉车间的粉尘空间分布以及粒子运动规律进行分析。在采用FLUENT粒子流场综合计算的理论基础上,利用DPM颗粒运动轨道中的离散运动模型,加载粒子相,并综合计算两相流,最终得到粒子的运动规律。通过分析逃逸扩散粉尘在不同空间分布中的情况以及扩散粉尘颗粒物逃逸率的情况,综合分析对车间环境造成的影响。结果表明:粉尘粒径越小,对气流的跟随性越好,排风口对粉尘的捕集效果越差;集气罩的安装位置距离污染源越近捕集效果越好;集气罩的尺寸越大对粉尘的捕集效果越好。     

湿式颗粒层除尘脱硫的实验研究

从理论上分析了湿式颗粒层的除尘、脱硫机理。重点研究了湿式颗粒层的阻力、除尘效率、脱硫效率分别与空塔风速、喷液强度、颗粒层厚度、二氧化硫浓度及粉尘浓度等主要影响因素的关系。提出颗粒层厚度、空塔风速、喷液强度、颗粒粒径等主要参数的合理取值。利用双膜理论和气体扩散方程,推出湿式颗粒层的脱硫效率公式。     

一种新型电-袋复合除尘器的粉尘颗粒运动规律分析

针对一种新型电一袋复合除尘器.对环形电场巾的粉尘颗粒受力及运动规律进行研究.忽略粉尘颗粒形状等因素的影响,把粉尘颗粒视为理想球体,不考虑复杂流态,把气流视为层沉.通过列表计算,对不同颗粒直径和电场风速条件下颗粒所受离心力与其所受静电力进行对比.结果表明.颗粒直径大于或等于10μm且电场风速达到10 m/s以上时,离心力和静电力才能对粉尘颗粒的收集起协同作用.     

基于凸形壁面的虚拟冲击式呼吸性粉尘采样器研究*

为研究满足BMRC曲线的呼吸尘采样器,提高呼吸尘采样的准确性,基于虚拟冲击原理,针对隔离主流和弱流通道壁面的形状,提出1种基于虚拟冲击原理的呼吸尘采样器的改进结构,并对不同模型进行模拟仿真实验,利用Ansys Fluent气-固2相流模拟采样器中的流场,对呼吸性粉尘颗粒在流场内的运动轨迹进行跟踪,对仿真得到的呼吸尘分离效能与BMRC曲线的标准进行对比。结果表明:相比采样器原型和主弱流壁面形状为“凹型”,虚拟冲击式呼吸尘采样器主弱流壁面形状为“凸型”时对呼吸尘采样的效果更好,同时分离效能与BMRC曲线的标准差为δ=2.65%,满足偏差小于等于5%的要求。研究结果可为呼吸尘采样器的优化设计提供参考。     

综采工作面粉尘运移和粉尘浓度三维分布的数值模拟研究

分析了综采工作面流场及粉尘分布的特点 ,视工作面含尘风流为气 粒两相流 ,建立了描述综采工作面风流中粉尘运动和浓度分布的数学模型。采用计算流体力学的有限容积法求解 ,编制了模拟计算综采工作面三维空间内风速和粉尘浓度分布的计算机程序     

燃煤发电厂粉尘危害及防治对策

粉尘是燃煤发电厂重点防治的职业病危害因素。以某燃煤发电厂2×330MW机组为例,调查和分析了燃煤发电厂中粉尘的种类、分布及防护设施,并对该燃煤电厂主要工种和作业场所粉尘浓度情况进行了检测、分析和讨论,提出皮带巡检工、灰库巡检工是燃煤电厂粉尘危害重点防护对象,而输煤皮带转载点、破碎机以及灰库卸灰操作位现场粉尘浓度超标严重,是燃煤发电厂粉尘危害防治的重点工作场所。在对该燃煤电厂粉尘浓度超标原因分析的基础上,从工程防护和管理等方面提出了燃煤发电厂粉尘危害相应的防治措施,为燃煤电厂粉尘危害防治提供参考和依据。     

输煤巷道通风排尘特征参数数值模拟优化研究

针对输煤巷道煤炭运输过程中煤尘污染问题,利用数值模拟的方法,对不同风速下的煤尘颗粒运移规律、巷道底板沉积煤尘粒子扬尘规律进行模拟。通过对两种模拟结果进行对比分析,确定在一般干燥巷道中排尘风速以1.5～2.7 m/s为宜,既有利于粒径小于24μm的煤尘颗粒排出井外,也有利于粒径大于24μm的煤尘颗粒沉降;并且风速+带速不超过4m/s为宜,可以把粒径小于30μm的煤尘颗粒排出井外,很好地起到风流稀释作用。并与现场实测结果进行对比,结论基本一致。     

基于Vega的灭火救援视景仿真研究

Vega是目前流行的虚拟现实应用程序开发环境,与Vega环境相关的应用程序还有三维建模工具Creator和人物仿真软件DI-GUY.在基于虚拟现实技术的灭火救援模拟训练系统中,救援场景的视景仿真是其重要组成部分.本文分析了基于Vega的软件平台开发灭火救援视景仿真系统的可行性,论述了在开发仿真系统过程中的一些关键技术,包括数据处理流程、三维建模、Vega软件的二次开发等.结论表明,利用Vega技术开发灭火救援视景仿真系统的方法是切实可行的.     

煤矿火灾过程仿真模拟系统的研究

以煤矿火灾理论和仿真模拟理论为基础，建立了描述煤矿火灾烟流扩散和风流状态的数学模型。运用面向对象技术和三维虚拟现实技术，开发了煤矿火灾过程三维动态仿真模拟系统。该系统通过逼真、形象的三维可视化，模拟火灾发展趋势，实现了火灾数值模拟与灾害现象真实描述的有机结合，为煤矿火灾影响范围和危害程度的预测提供了切实可靠的决策依据。     

大空间建筑烟气填充研究方法的对比

为了对大空间建筑烟气填充研究方法进行对比分析。以一个废弃的大空间仓库为研究对象,采用了全尺寸火灾实验、计算机数值模拟和理论分析相互应用验证的研究方法,研究理论及数值模拟两种火灾烟气层高度的描述方法的准确性。结果表明当采用t2火模型时,在与现实的吻合程度方面,数值模拟〉Zukoski理论模型〉Yamana-Tanaka理论模型;随着火灾的不断发展,相对误差逐渐增大。通过对比分析发现,全尺寸实验、理论模型和数值模拟三种方法相互验证可以更好地保证研究的准确性;总结得到了两种与现实较吻合的描述烟气层高度的理论方法,并且提出减小误差应注意的几点事项,包括尽可能提高火源热释放速率、烟气层温度描述的准确性;不考虑火源热量通过建筑边界结构散失等。     

铁路轨道施工工艺及职业病危害因素分析

调查铁路轨道施工工艺及施工过程中职业病危害因素,对铁路轨道施工现场进行职业卫生学调查及工作场所职业病危害因素检测。结果表明,铁路轨道施工现场部分岗位接触的矽尘/其他粉尘、水泥粉尘、电焊烟尘、锰及其化合物、手传振动和噪声是职业病主要危害因素,建议加强铁路轨道施工作业个体防护。     

Workstations for people with disabilities: an example of a virtual reality approach

This article describes a method of adapting workstations for workers with motion disability using computer simulation and virtual reality (VR) techniques. A workstation for grinding spring faces was used as an example. It was adjusted for two people with a disabled right upper extremity. The study had two stages. In the first, a computer human model with a visualization of maximal arm reach and preferred workspace was used to develop a preliminary modification of a virtual workstation. In the second stage, an immersive VR environment was used to assess the virtual workstation and to add further modifications. All modifications were assessed by measuring the efficiency of work and the number of movements involved. The results of the study showed that a computer simulation could be used to determine whether a worker with a disability could access all important areas of a workstation and to propose necessary modifications.