破碎硐室粉尘质量浓度分布的数值模拟及实验
【图文】：
求解，并与相似实验结果进行对比分析，以验证模拟结果的准确性及模拟方法的可行性［13－19］．!"#$%&’()%*"+,-./,-0/1,/!"#$图1破碎硐室相似实验模型装置示意2.1风流流场分布当硐室模型入口风速为0.4m/s时，计算得出硐室模型空间风流流场分布速度矢量图及渲染图分别如图2、3所示，从图中可以看出:1)风流自入口进入硐室后，沿原风流方向继续向前流动，流动至硐室前端壁面后，受壁面的阻碍作用转向右方继续流动，，流动至右侧壁面的风流由于右侧壁面的阻碍作用又转向后方流动，最终由硐室出口排出．2)风流流动过程中是以一个沿程覆盖范围逐渐扩大的趋势流动，且风速沿程逐步衰减，根据风流流动过程中所呈现出的不同状态，将硐室内风流流场划分为3个区域，即射流区、回流区及涡流区．3)由于风流流动过程中的附壁效应，扩散至硐室中央风量较少，导致硐室中央风流循环效果较差，并在中央区域形成一个风流漩涡．随着风流的附壁流动，风流漩涡的边界呈现出向内收缩的趋势．4)风流向前流动阶段，风速整体保持在0.3～0.4m/s;向右流动阶段，风速整体保持在0.2～0.3m/s;向后流动阶段保持在0～0.2m/s;在硐室出口处，由于风流在该区域内大量汇集，风速骤然增至0.4m/s以上．2.2粉尘质量浓度空间分布为了能直观地了解粉尘颗粒在破碎硐室相似模型内的运动轨迹，在满足人体肉眼观察及计算机计算能力的前提下，在离散相模型中，令破碎机下料口处随机产生170个粉尘颗粒，并运用随机轨道模型跟踪其运动轨迹，得破碎硐室相似模型装置粉尘运动规律如图4所示．通过大批量地跟踪粉尘颗粒运动轨迹并对其进行统计分析，得破碎硐室相似模型装置粉尘质量浓度空间分布如图5、6所示．图6中取z=1m(距地面1m)平面与y=5.3m(破碎机
质量浓度则较低．3)随着风流在模型空间内流动，由于硐室壁面的阻挡及碰撞等效应，粉尘质量浓度有所降低，但降幅较小．靠近壁面区域内粉尘质量浓度基本保持在25mg/m3以上，而漩涡内粉尘质量浓度基本维持在10mg/m3以下．图2硐室模型空间风流流场分布速度矢量图图3硐室模型空间风流流场分布渲染图图4破碎硐室相似模型装置粉尘运动规律2.3不同壁面条件下粉尘质量浓度分布为了研究壁面条件对模型空间粉尘质量浓度分布的影响，在壁面参数中进行设置，对反弹壁面条件及捕捉壁面条件下粉尘质量浓度分布进行模拟，图6为捕捉壁面条件下粉尘质量浓度分布，图7为破碎模型在反弹壁面条件下的粉尘质量浓度分布情况，从图6、7中可以看出:反弹壁面条件下第4期陈举师，等:破碎硐室粉尘质量浓度分布的数值模拟及实验·117·
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本文编号：2579921
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