综掘面风幕射流形成条件及数值模拟研究

发布时间：2017-06-06 19:17

  本文关键词：综掘面风幕射流形成条件及数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文综合分析了国内外综掘面现有的除尘技术及掘进面风幕技术的研究及应用现状,分析了综掘面粉尘的主要来源及相关性质,并对晋城SH矿综掘巷道的粉尘采样,进行浓度及分散度的分析,探究煤尘在掘进巷道中的运移规律。运用平面自由紊动射流原理,进行风幕射流装置模型风速衰减分析,得到“n”形的条缝上侧、左侧、右侧出口风速分别为17.39m/s、12.04m/s、13.66m/s,根据假设的物理模型计算出风幕控尘装置的最低控尘风速为5.48m/s。之后,对原有风幕控尘装置进行了适应于SH矿综掘巷道的改进,建立了一套完整的风幕控尘系统。利用FLUENT流体力学软件及气固两相流理论,选取距掘进工作面30m范围内的区域进行加装风幕控尘装置前后及抽出式风筒距离巷道底板分别为2.1m和3.0m时,粉尘浓度的数值模拟,最终得出加装风幕控尘装置后,巷道内粉尘浓度被有效控制,抽出式风筒距离巷道底板2.1m时的控尘效果更好。
【关键词】：风幕控尘 煤尘运移规律 粉尘防治 数值模拟 气固两相流
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景9
• 1.2 国内外研究综述9-14
• 1.2.1 国内外综掘面现有除尘技术9-12
• 1.2.2 矿井掘进面风幕集尘的国外研究现状12
• 1.2.3 矿井掘进面风幕集尘的国内研究现状12-14
• 1.3 选题意义14
• 1.4 主要研究内容及技术路线14-16
• 1.4.1 主要研究内容14
• 1.4.2 技术路线14-16
• 2 综掘面粉尘产生及运移分析16-32
• 2.1 掘进矿尘来源及影响16-17
• 2.2 矿尘的理化性质17-19
• 2.3 粉尘浓度测定及结果分析19-25
• 2.3.1 粉尘浓度的测定19-22
• 2.3.2 粉尘中游离二氧化硅(SiO_2)含量测定22-23
• 2.3.3 粉尘浓度的结果分析23-25
• 2.4 粉尘分散度的沿程分布25-31
• 2.4.1 分散度测试结果及分析26-29
• 2.4.2 工作面粉尘分散度分布函数29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 基于平面紊动射流的风幕控尘装置的研究32-49
• 3.1 风幕控尘原理32
• 3.2 平面射流的基本特征32-33
• 3.3 平面自由紊动射流风速衰减规律33-43
• 3.3.1 轴向最大速度衰变的相似性分析法33-36
• 3.3.2 轴向最大速度衰变的动量积分方程法36-37
• 3.3.3 平面自由射流时均速度分布理论解37-39
• 3.3.4 风幕控尘装置轴向最大时均速度衰变研究39-43
• 3.4 风幕控尘装置的设计43-45
• 3.4.1 设计原则43
• 3.4.2 结构及参数设计43-45
• 3.5 风幕控尘装置最低控尘风速及需风量45-47
• 3.6 晋城SH矿东四盘区西翼中部新增辅助运输巷风幕控尘装置布局47-48
• 3.7 本章小结48-49
• 4 风幕控尘装置数值模拟研究49-60
• 4.1 CFD软件简介49
• 4.2 多相流简介49-50
• 4.3 描述气固两相流的两种基本方法50-51
• 4.3.1 欧拉法50
• 4.3.2 拉格朗日法50-51
• 4.4 数学模型的建立51-59
• 4.4.1 连续相及离散相数学模型的假设51
• 4.4.2 建立几何模型及网格划分51-53
• 4.4.3 条件设定53-54
• 4.4.4 CFD模拟与精度分析54-55
• 4.4.5 模拟结果及分析55-59
• 4.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 作者简历65-67
• 学位论文数据集67

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