多层螺旋雾幕技术的喷雾模拟及降尘试验研究

为了解决掘进工作面传统喷雾除尘无法有效抑制粉尘扩散的问题,提出了一种将气动喷嘴呈螺旋状布置的多层螺旋雾幕除尘方法。采用k-ω湍流模型与K-H液滴破碎模型,通过Comsol多物理场耦合数值模拟,得出了多层螺旋雾幕速度场分布和粒子轨迹的变化规律,结合模拟结果搭建试验平台,并将多层螺旋雾幕与传统喷雾的除尘效果进行对比分析。以2层雾幕为例的模拟结果显示,喷雾2 s时就会形成明显的2层螺旋状雾幕,10 s后旋转水雾充满整个模拟区域,并且雾滴粒径较传统喷雾更小。试验表明多层螺旋雾幕的除尘效果明显强于自然降尘与传统喷雾,3 min后可将浓度470 mg/m3左右的粉尘降到4 mg/m3以下。     

回风顺槽全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术研究

为治理综采工作面采煤过程中回风顺槽粉尘污染问题,基于超音速气动雾化控尘原理,提出全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。以敏东一矿01工作面回风顺槽为例,采用离散元和有限元方法,利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)仿真模拟软件中的k-ε湍流模块和流体流动颗粒跟踪模块,建立控尘技术装置三维数值模型。利用数值模拟方法分析技术装置气流场和液滴粒子轨迹的变化特征,以得到技术装置风流场及液滴粒子分布规律;搭建仿真试验模型,并通过仿真试验平台研究技术装置最佳抗风性能参数。结合现场试验对比分析,以验证控尘技术的高效除尘性能。结果显示：当雾幕装置气压为0.6 MPa时,雾化效果好且不会影响现场其他设备供压,捕捉小粒径粉尘能力强,但抗风性较弱;车载装置抗风性高,控尘能力强,但雾化效果较差且受气压的影响较小。2种装置有效地结合应用并形成了全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。该技术有效阻止了粉尘的运移,有效覆盖了全断面。呼吸性粉尘和总粉尘控制效率分别达到94.92%和96.53%,这为治理煤矿井下回风顺槽粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。     

超音速气动液滴荷电雾化及降尘性能试验研究*

为探究煤炭生产过程中呼吸性粉尘难以捕捉且对人体造成伤害的问题,提出超音速水雾荷电降尘技术。基于荷电雾化机理,研究电极环直径、电极间距、电压3因素对超音速气动液滴荷电、雾化效果的影响。利用网状目标法测量雾滴群电流并计算荷质比,采用SPSS软件分析3因素与雾滴荷质比之间的相关性,并用激光粒度仪测量雾滴粒径。最后,采用最优荷电雾化参数进行喷雾降尘试验。研究结果表明:各因素对荷电效果的影响次序为:电压>电极间距>电极环直径;雾滴粒径随电压的升高而减小,随电极间距的增大先增大后减小,随电极环直径的增大先减小后增大;当电压12 kV,电极间距2.5 cm,电极环直径6 cm时,超音速荷电水雾降尘效果最佳,与普通水雾降尘相比,全尘降尘效率提高12.4%,呼尘降尘效率提高49.6%。     

电弧防护服性能测试及影响因素研究

针对电力行业电弧引发的事故,电弧防护服相关标准开始制定并逐步完善。现有电弧防护性能的标准测试方法包括开弧测试和盒式测试,针对不同形式的电弧,测试方式仍在不断发展。电弧防护性能的最常用的衡量指标是电弧热性能值ATPV。对于不同工作场所电弧服的选择是基于对工作现场的危害评级。最后文章总结了电弧防护服性能影响因素的研究,包括电弧防护性、热湿舒适性和作业适应性。未来的电弧防护服的开发会朝向更安全、低成本、更舒适的方向进行。     

论电梯制动性能试验的影响因素

本文针对目前电梯制动系统试验的实际状况,分析了电梯曳引条件与曳引机制动能力对电梯制动性能的影响,阐述了制动系统试验的评价方法。通过算例,分别讨论了曳引条件变化、机械制动器制动力变化与制动试验滑移距离的关系;并揭示了曳引条件与机械制动力综合作用时对制动性能的影响规律。     

钢筋套筒灌浆接头抗拉性能影响因素试验研究

通过对54根钢筋半套筒灌浆接头进行单向拉伸试验,分析灌浆料强度、钢筋锚固长度及钢筋直径对套筒灌浆接头抗拉性能的影响。在此基础上,寻找满足安全使用条件下抗拉性能最弱的接头试件,分析早期振动荷载中振幅和频率变化对接头试件抗拉性能的影响。结果表明:同一钢筋直径灌浆接头试件,抗拉性能随灌浆料强度和钢筋锚固长度的提高而增强;钢筋直径越大,接头抗拉性能越强;早期振动荷载中振幅的增大对试件极限承载力及钢筋与灌浆料之间的锚固性能产生不利影响;频率的变化对试件抗拉性能影响很小;由振动荷载引起的钢筋偏心情况对接头抗拉性能影响微弱。     

细水雾灭火过程中雾卷吸影响因素的研究

细水雾与火焰相互作用中雾滴主要是通过动量和雾卷吸进入火焰区,以达到抑制或扑灭火焰的效果.对细水雾与煤油火相互作用时雾卷吸现象及其影响因素进行了研究,初步确定了雾卷吸量的计算方法,对各种影响卷吸效果的因素做了研究,并进行了大量的灭火实验.实验结果表明:细水雾的卷吸效果随着雾通量增加而增加,随着雾滴粒径增加而减小.     

综采工作面旋转风幕隔尘理论及试验研究

为了进一步提高综采工作面空气幕隔尘效率,提出采用新型旋转风幕进行隔尘.根据冲击射流相关理论,推导出了垂帘合理安装位置及垂吊高度.利用旋风分离理论,导出了旋转风幕所能控制的最大粉尘粒径和隔尘效率表达式.借助模型试验,对旋转风幕隔尘下的综采工作面粉尘质量浓度分布及旋转风幕的隔尘效率进行了分析.结果表明:采用旋转风幕隔尘时,空气幕气流在煤壁侧形成一旋转风幕,采煤机滚筒割煤所产生的粉尘在该旋转风幕的卷吸作用下,被控制在煤壁侧,并被工作面风流带走;由于垂帘的阻隔作用,空气幕气流冲击顶板后只能往煤壁方向运动,阻止了空气幕将卷吸进来的粉尘带到采煤司机的工作区,提高了空气幕的隔尘效率;旋转风幕隔尘时,司机侧的粉尘质量浓度较普通空气幕隔尘时进一步降低,其粉尘质量浓度由78 mg/m3降低至69 mg/m3,粉尘隔尘效率由81.8％提高至84.2％,提升了2.4％;旋转风幕对呼吸性粉尘的隔尘优势更为明显,司机侧呼吸性粉尘质量浓度由14mg/m3降至8 mg/m3,呼吸性粉尘隔尘效率高达92.6％,较普通空气幕提高了6.5％;旋转风幕对不同粒径粉尘的隔尘效率有差异,随粉尘粒径增加,旋转风幕的隔尘效率不断下降.     

呼气阀配方设计及性能影响因素研究

采用天然橡胶为主体胶种,进行配方设计,并研究三种不同结构的呼气阀性能影响因素。结果表明,选用1号烟片胶为胶种,立德粉为填充体系,凡士林为增塑体系,Zn O+次磺酰胺类+噻唑类+S为硫化体系,RD为防老剂,该配方物理机械性能好,能满足呼气阀逆向气密性和呼气阻力性能指标要求;三种不同产品结构对呼气阻力和逆向气密性均有影响,对于同一种结构的模具,模具厚度越小,呼气阻力也越小。非等厚伞形呼气阀和非等厚塔形呼气阀更适合电动送风式防毒面具。     

水性聚氨酯粘合剂性能影响因素及改性研究

聚氨酯弹性体是一类特点鲜明、性能优异的热塑性树脂,水性聚氨酯粘合剂作为其中一类,起步较晚但发展很快,综合性能提高明显,目前已具有与溶剂型相近的品质。溶剂型聚氨酯粘合剂在施胶过程中往往需要加入大量的有机溶剂以降低粘度,便于使用。有机溶剂易挥发、易燃、易爆、有毒、污染环境。近些年来,随着各国环保法对VOC（Volatile Organic Compound）含量的限制以及人们环保意识的增强,     

影响涡旋型电除尘器离子产生浓度的因素分析

通过回归正交设计,建立涡旋型电除尘器电场中的离子浓度n_e与放电电压U、电场风速v_0和同排极板空隙距离D这3个因素之间的函数关系式。通过编程求解回归模型,获得离子浓度较高的优化结果:当U为17.8 k V,v_0为3 m/s,D为40 mm时,n_e可达6.97×10~9个/cm~3以上。根据粒子成像测速法,可以得出放电极附近的风速约为v_0的2.5倍以上。通过收尘试验可知,对于粉尘粒径小于15μm的微细粉尘,涡旋型电除尘器收尘效率可达到90.2%。     

煤样瓦斯放散性能多因素敏感性试验研究

煤的瓦斯放散性能是影响煤与瓦斯突出的一个重要因素,瓦斯放散初速度是表征瓦斯放散性能的主要指标之一,其影响因素较多。采用"四因素、四水平"正交试验方法,通过自主研发的MFGE-1型瓦斯放散初速度试验台,测定了粒径、水分、吸附时间及温度等影响下的瓦斯放散初速度;应用方差分析等方法,研究各因素对煤样瓦斯放散性能影响的敏感性,以及两者相互间的变化规律。结果表明:自主研发的瓦斯放散初速度试验装置可满足试验测定要求;粒径对瓦斯放散初速度的影响最大,其次是水分、温度及吸附时间;绘制了各因素对瓦斯放散初速度影响的直观分析图,得到瓦斯放散初速度随粒径、水分及温度增大而减小,随吸附时间增加而增大;与粒径、水分呈指数关系,与温度呈线性关系,与吸附时间呈幂函数关系,并构建了多因素影响下的综合模型。     

泡沫-细水雾雾场特性的试验研究

为了研究泡沫-细水雾与细水雾雾场特性的差异,建立了泡沫-细水雾和细水雾雾场测定系统.利用高速摄像技术、激光器偏光技术、激光粒度分析技术分别对中压工况下的泡沫-细水雾和细水雾雾场参数进行了试验研究.结果表明,雾场形态均保持标准的圆锥状,细水雾和泡沫-细水雾雾场边缘雾化效果较好,雾化效果向中心逐渐变差.系统工作压力对泡沫-细水雾的雾化锥角影响较大,工作压力为1.0 MPa时雾化锥角为51°,工作压力为3.5 MPa时增大到80°.不同压力下细水雾的雾化锥角变化较小,约为80°.泡沫-细水雾锥体中心处的雾流密度与系统工作压力成反比,压力越高,雾场的保护半径越大,雾滴分布越均匀.1.0MPa、1.5 MPa、2.0 MPa、2.5 MPa压力下泡沫-细水雾锥体中心处的雾流密度均大于细水雾锥体中心处的雾流密度.泡沫-细水雾雾滴粒径分布呈现随距喷头垂直距离增大而增大的总体特征,由于泡沫-细水雾雾滴的发泡作用,泡沫-细水雾雾场的雾滴粒径在喷头正下方10～100 cm处均大于细水雾雾场的雾滴粒径.     

矿井避难硐室气幕隔绝系统试验研究

根据避难硐室气幕阻隔系统的防护功能,确定该系统由供气装置、散气装置和启闭装置组成;根据射流理论和对比试验确定气幕系统最佳孔径为1.2mm,最佳孔间距为40mm;通过SPSS方法建立模型,确定气幕系统以衰减距离x为变量的气体衰减函数;根据孔径、孔距及幕帘尺寸,计算确定气幕防护系统的最小供风量为1.61×10 -3m3/s;通过模拟密闭空间阻隔性能测试,确定气幕系统的最大阻隔效率可达90％以上,同时阻隔效率随着二氧化碳初始浓度的增加而降低.     

防风网气动特性参数的试验研究

防风网气动特性参数是防风网结构设计中的重要参数.通过风洞试验的方法研究了透风率分别为29.9%和35.4%的蝶形、平板两类防风网的静力风荷载气动特性参数.结果表明,防风网风载体型系数背风面为负值,其绝对值远大于迎风面;迎风面风载体型系数,当透风率较小时为负值,较大时为正值,即防风网向后的吸力是主要作用力. 防风网的压力损失系数、风载体型系数和阻力系数相互紧密联系,其值具有一致性,随着前者的提高,后两者的值也提高,即防风抑尘效果越好,抗风安全性越差.防风网结构设计时,要统筹兼顾,权衡利弊,选其最佳结合点.     

硫磺粉尘爆炸特性影响因素试验研究

为了解硫磺粉尘爆炸特性,利用20 L球形爆炸装置开展正交试验和单因素试验,研究粉尘质量浓度、点火能量和粉尘粒径3个因素对硫磺粉尘最大爆炸压力(pmax)和最大爆炸压力上升速率((dp/dt)max)的影响机制。利用SPSS软件对试验数据进行极差分析,并构建回归模型。结果表明:其他条件一定时,pmax和(dp/dt)max均与粉尘质量浓度、点火能量成正相关关系,与粉尘粒径成负相关关系;3个因素的影响程度依次为:粉尘质量浓度点火能量粉尘粒径。硫磺颗粒燃烧过程生成的硫磺液滴能造成20 L球罐内的硫磺燃烧不充分,并削弱粉尘粒径对pmax和(dp/dt)max的影响;较高的点火能量可以削弱硫磺液滴的这种不利影响。     

综掘工作面风幕控尘除尘系统数值模拟及试验研究

针对综掘工作面掘进过程中粉尘污染问题,设计了一种新型高效的风幕控尘除尘系统,利用风幕风速衰减试验分析了风幕风速与距出口距离衰减的关系,当风幕末端风速达到2 m/s以上就能够有效控制呼吸性粉尘逃逸,另外,利用数值模拟的方法,对风幕控尘除尘系统工作原理进行了模拟,当风幕初速度为15 m/s、除尘风筒负压为-250 Pa时,风流到达巷道壁时的风速均达到了3m/s以上,风幕控尘除尘系统起到了很好的控尘和除尘作用.并对压入式通风+湿式除尘机除尘的方式进行了数值模拟,压入式通风的风流大部分被除尘风筒吸入,掘进头和压入式风筒与除尘风筒重叠段形成了无风区,大部分粉尘颗粒和瓦斯不能够及时排出,给生产带来了极大的安全隐患.     

煤岩自振频率的影响因素试验研究

为探究振动波增渗煤岩的优势频率,依据敲击法测试原理自主搭建煤岩自振频率测试系统,从煤岩尺寸、含水率及孔洞缺陷等3方面,研究煤岩的自振频率.研究结果表明:进行振动信号的快速傅里叶变换(FFT)时,汉宁窗较矩形窗、指数窗的加窗效果更好;在此基础上,测得4组不同尺寸煤岩的一阶、二阶自振频率范围分别为11.1～17.2 Hz、...     

煤自燃特性影响因素的试验研究

影响煤炭自燃的因素较多,重点从煤的粒径、供氧浓度及供风量3个方面进行分析探讨,选取变质程度为中等的焦煤煤样为试验对象,利用矿井煤炭自燃测试装置,分别改变粒径、氧气体积分数和风量,研究其对煤炭自燃过程的影响,得出参数改变后煤炭与氧气反应生成气体的变化规律,并进一步分析气体变化的原因,从而有针对性地提出安全对策及措施。结果表明:当粒径大小为0.18~0.38 mm时,煤与氧气反应所生成的CO、CO_2的体积分数最大;当氧气的体积分数为8.20%时,所生成的CO、CO_2的体积分数明显比氧气体积分数为11.80%的小;而空气流量为100 m L/min时,气体产物的生成量最大。