射流通风PIV实验与数值模拟研究

发布时间：2019-01-02 09:28

【摘要】：射流通风是一种便捷可靠的通风方法,在工程中有着广泛应用,其中矿山内采用的无风墙通风以及隧道通风的纵向通风系统是射流通风在工程应用中比较常见的方式,本文针对这两种通风方式研究风机附近区域的流场以及风机串联的合理间距。本文采用粒子图像测速(PIV)系统和计算流体力学(CFD)的方法对无风墙通风中风机附近区域的流场进行了PIV实验和数值模拟研究。研究表明:风流在风机出口的上方形成了明显的涡流;巷道模型通风阻力影响着风机附近的流场;当巷道模型的通风阻力增加时,风机的出口与进口间产生了循环风流;循环风流的风量随着模型阻力的增大而增加。将数值模拟得到的流场与PIV实验得到的流场进行对比分析,二者得到的流场相吻合;数值模拟的结果表明随着模型通风阻力的增加,风机的射程逐渐减小。针对文中选取的隧道原型与风机型号对隧道纵向射流通风进行数值模拟,模拟结果表明风机间距过小或过大,均会降低风机组的效率;与风机间距过小相比风机间距过大对风机组效率的影响更大;当风机间距为160m时,隧道的通风效果最好,风机组的效率最高。因此针对文中选取的隧道原型与风机型号风机的合理间距应为160m。
[Abstract]:Jet ventilation is a convenient and reliable ventilation method, which is widely used in engineering. The ventilation system without wind wall and the longitudinal ventilation system of tunnel ventilation are the common methods of jet ventilation in engineering application. In this paper, the flow field in the area near the fan and the reasonable distance between the fans in series are studied for these two ventilation modes. In this paper, the particle image velocimetry (PIV) system and computational fluid dynamics (CFD) are used to study the flow field near the fan in windless wall ventilation by means of PIV experiment and numerical simulation. The results show that the wind flow forms a clear eddy current above the fan outlet, the ventilation resistance of the tunnel model affects the flow field near the fan, and when the ventilation resistance of the tunnel model increases, the circulation air flow occurs between the outlet and the inlet of the fan. With the increase of the model resistance, the air volume of the circulating air flow increases. The numerical simulation results show that the range of the fan decreases with the increase of the ventilation resistance of the model with the comparison and analysis of the flow field obtained by the numerical simulation and the flow field obtained by the PIV experiment, and the results of the numerical simulation show that the range of the fan decreases gradually with the increase of the ventilation resistance of the model. Aiming at the tunnel prototype and fan model selected in this paper, the longitudinal jet ventilation is simulated. The simulation results show that if the fan spacing is too small or too large, the efficiency of the wind turbine will be reduced. When the fan spacing is 160 m, the ventilation effect of the tunnel is the best and the efficiency of the wind turbine is the highest. Therefore, the reasonable distance between the tunnel prototype and fan type fan should be 160 m.
【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】：2017
【分类号】：TD72

【参考文献】

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本文编号：2398324