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旋转风幕流场的数值模拟及实验研究

中国安全科学学报 2007年第6期17卷 18-24页

作者：李永存林爱晖刘荣华王海桥湖南科技大学能源与安全工程学院

基于流体力学中空气射流理论,建立气幕旋风排风罩流场的三维数学模型。影响气幕旋风排风罩效果的因素很多,主要包括:射流气动参数、吹吸气动参数以及流动空间的边界条件和装置结构等。针对不同送风速度、不同送风角度下两种情况进行分析... 详细信息

基于流体力学中空气射流理论,建立气幕旋风排风罩流场的三维数学模型。影响气幕旋风排风罩效果的因素很多,主要包括:射流气动参数、吹吸气动参数以及流动空间的边界条件和装置结构等。针对不同送风速度、不同送风角度下两种情况进行分析,并利用FLUENT计算动力学软件对这两种情况下气幕旋风排风罩的流场进行了数值模拟,经过比较确定出最佳效果时的参数,并利用示综烟雾进行了实验。结果表明:所建立的气幕旋风排风罩流场的数学模型完全正确,所确定的最佳效果时的参数和实际情况基本一致,可用于工程实际。

关键词：旋转风幕数值模拟实验研究流场数学模型

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旋转风幕排风罩数值模拟与实验研究

旋转风幕排风罩数值模拟与实验研究

作者：林爱晖湖南科技大学

学位级别：硕士

如何对那些已经产生并有可能在空气中漂浮和扩散的呼吸性粉尘或有害气体进行有效控制处理或排放是通风领域中一个非常重要但尚未得到很好解决的问题。国内外有关专家已意识到,要切底解决这个问题,必须放弃传统的抽吸方式,利用柔性的风... 详细信息

如何对那些已经产生并有可能在空气中漂浮和扩散的呼吸性粉尘或有害气体进行有效控制处理或排放是通风领域中一个非常重要但尚未得到很好解决的问题。国内外有关专家已意识到,要切底解决这个问题,必须放弃传统的抽吸方式,利用柔性的风幕或吹吸气流代替刚性的挡板。将吸口放到有害物附近或干脆将其“罩住”。但当外部干扰较大时,因风幕变形或吹气流破坏,效果明显降低。为了解决这一问题,有人提出了利用旋转风幕抗干扰能力强的特性,加强对有害物源扩散的控制,提高气幕式排风罩的捕集效果。由于对这种排风罩缺乏系统理论研究,至今处于尝试阶段。为了更好地推广应用这一新技术,本论文以旋转风幕排风罩为研究对象,针对其作用机理,借助流体力学、空气动力学,紊动射流理论及其它相关理论,采用模拟试验手段和计算机仿真技术,从旋转风幕的结构、控制机理及吹吸气流流动规律等多个方面对旋转风幕排风罩气流流场进行了系统综合的研究:(1)理论分析旋转风幕的形成过程,阐述旋转风幕的屏蔽控制作用机理。(2)分析旋转风幕气流流场结构特性,根据流体力学、空气动力学、传热学等相关基础理论,建立旋转风幕排风罩气流流场结构数学模型。选用CFD商用软件FLUENT对旋转风幕排风罩气流流场进行数值模拟,反映出风幕的送风角度、送风量、送风口宽度及排风量对旋转风幕稳定性的影响,得出了最佳送风参数及吹吸流量比;并分别以CO气体和余热作为有害物的代表,在旋转风幕的控制作用下,对流场内CO浓度分布和温度分布进行了数值模拟。模拟结果表明:旋转风幕能有效地控制有害物及热源扩散,提高排风罩的捕集效率。(3)通过模拟试验,进一步研究相关因素对排风罩性能的影响,验证理论分析。

关键词：旋转风幕排风罩流场数值模拟实验研究

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综采工作面旋转风幕隔尘理论及试验研究

安全与环境学报 2015年第6期15卷 68-72页

作者：王鹏飞刘荣华汤梦张文桂哲湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

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... 详细信息

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/m^3降低至69 mg/m^3,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14 mg/m^3降至8 mg/m^3,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。

关键词：安全工程综采工作面旋转风幕粉尘隔尘效率

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综采工作面旋转风幕隔尘数值模拟及试验研究

湖南科技大学学报（自然科学版） 2018年第4期33卷 14-19页

作者：王鹏飞刘荣华贺俊星成江喜湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为了研究综采工作面旋转风幕隔尘机理及其隔尘效率,对旋转风幕隔尘下的综采工作面风流流场、粉尘浓度分布及其隔尘效率开展了数值模拟和模型试验研究.研究结果表明:采用旋转风幕隔尘时,采煤机司机处的粉尘来源被有效控制,空气幕的隔尘... 详细信息

为了研究综采工作面旋转风幕隔尘机理及其隔尘效率,对旋转风幕隔尘下的综采工作面风流流场、粉尘浓度分布及其隔尘效率开展了数值模拟和模型试验研究.研究结果表明:采用旋转风幕隔尘时,采煤机司机处的粉尘来源被有效控制,空气幕的隔尘效率得到提升,旋转风幕隔尘与普通空气幕隔尘相比,司机侧的全尘隔尘效率由81.8%提高至84. 2%,呼吸性粉尘隔尘效率提高6.5%.

关键词：综采工作面旋转风幕粉尘数值模拟模型试验

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综采工作面气水联合旋转风幕隔尘效果研究

煤矿安全 2017年第7期48卷 29-31页

作者：钱杰胡鸣安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001

为了提高旋转风幕在综采工作面的隔尘效果,基于喷雾除尘的机理,对气水联合下旋转风幕的除尘效率进行了修正。设计了试验系统及方案,从试验研究方面将改进的气水联合旋转风幕隔尘效果与原本旋转风幕进行研究对比。结果表明:气水联合旋转... 详细信息

为了提高旋转风幕在综采工作面的隔尘效果,基于喷雾除尘的机理,对气水联合下旋转风幕的除尘效率进行了修正。设计了试验系统及方案,从试验研究方面将改进的气水联合旋转风幕隔尘效果与原本旋转风幕进行研究对比。结果表明:气水联合旋转风幕的隔尘效果要优于旋转风幕;相同工况下气水联合旋转风幕的全尘及呼吸性粉尘的除尘效率高于改进前的旋转气幕,与理论研究结果保持一致。

关键词：矿井降尘综采工作面气水联合旋转风幕效率修正