巷道测风站风速传感器平均风速测定位置优化研究

为了得到井下巷道测风站内风速传感器测定巷道平均风速的最佳布置位置,以郑煤集团白坪煤矿井下-175 m水平并联进风石门测风站为研究对象,根据巷道测风站实测通风参数建立测风站巷道风速场CFD计算模型,经现场实测结果与模拟结果对比,验证了巷道测风站风速场CFD模型模拟计算的可靠性。利用巷道测风站风速场CFD模型,对测风站内人员处于极端位置条件下巷道测风站风速场进行定量模拟分析,研究结果表明:巷道测风站的中垂线距巷道底板距离区间3.63~3.64 m为风速传感器最佳布置区域,将风速传感器布置该区域内,可保证测风站附近区域存在人员时测风站内风速传感器的测风精准度,可为巷道精准化测风工作提供指导。     

煤矿井下拱形巷道低风速区风速分布的风洞模拟

通过测量地下工程模拟风洞半圆拱形横断面8条特征线上的风速值,研究井下拱形巷道横断面上的风速分布规律。在不同断面中心点风速下边界层范围内,风流速度随传感器距巷道壁上各特征线端点距离变化关系的函数拟合基本符合对数函数形式。     

小风速巷道风流中瓦斯含量计算方法的探讨

从小风速巷道风流状态分析入手,以煤矿现场常见到的小风速巷道为例,结合国内煤矿行业使用较多的GFW15和GFY15型矿用风速传感器,量化分析了了当前风速传感器在测量小风速值所带来的误差和对瓦斯涌出量计算所带来的误差,指出小风速巷道直接使用风速传感器测量值计算瓦斯涌出量结果准确度不够的特点。结合现场实测数据序列变化特点和瓦斯涌出量等数据分析精度的需求,提出了采用分段函数的方法来区别对待不同测量区间传感器本身所带来的误差,建立了相应的分段函数,并结合现场数据对该方法进行了验证,得出通过该分段函数确定的风速值计算瓦斯涌出量的方法更为准确的结论。     

基于混合长度理论的巷道风速场规律研究

为研究巷道断面风流风速分布规律,准确测定风速大小,根据普朗特混合长度理论建立的粘性应力 与速度梯度关系与湍流运动基本方程式相结合,运用量纲分析法,分析平均风速与巷道断面任一点风速的关系,并 在实验巷道和井下进行现场实测,得出巷道风流风速分布规律。结果表明,巷道断面任一点风速与平均风速比和 实测点位置存在一种线性关系。针对煤矿井下巷道断面风速分布进行研究可以为准确计算巷道风量及平均风速 提供参考,并为风速传感器布置提出指导意见。     

巷道风速传感器数据实时处理方法

巷道风速监测点由于人、车经过等因素造成气流波动,导致风速传感器监测值存在"噪声"数据,这种问题无法从现阶段传感器测量技术的本身上解决,使得巷道风速值虽然被实时监测却不能被很好的采信和应用的问题。依据巷道风速变化的特征和拉依达准则本身的特点,提出了应用改进的拉依达准则对实时测量的风速值是否异常进行判定的方法。依托某工作面连续500次巡检风速数据对方法进行了实例验证。结果表明,虽然这种处理方法对巷道风速确实发生变化的状况响应会有延迟,但是对由于风速监测点气流波动所导致的干扰数据能够很好的进行剔除,数据实时处理效果较好。     

复杂流场下平均风速变化规律研究

矿井风速是支持矿井生产的重要指标之一。基于模拟矿井通风模型以及Fluent数值模拟技术,构建了拐弯巷道下的模拟矿井通风实验室以及三维物理模型,模拟在风流拐弯流场下距离对流场的影响,并用巷道直径作为划分影响流场的判断标准,通过试验与数值模拟得到风速传感器在距离拐弯后10倍巷道直径处,得到的测量值近似于平均风速值,此处平均风速受巷道拐弯的影响较小;在拐弯后2～8倍巷道直径范围内,半圆形巷道存在一部分区域风速值接近平均风速,区域位置在距底板长度的1/4处,沿着巷道中线往巷道外侧偏移,偏移范围为底板长度的1/4;矩形巷道同样存在近似平均风速范围,只是移动范围较小,偏移范围为底板长度的1/5。     

煤矿通风机系统的风速检测装置设计

煤矿通风机系统是煤矿井下送风的关键设备,井下巷道内的送风量直接关系到井下作业人员的生命安全,其中井下风速检测是评价煤矿井下送风量的重要指标。所以风速检测也是煤矿井下工作开展的前提。但煤矿企业仍然采用传统叶轮式风速测量仪,其在风速测量上存在精度不高、体积偏大、不易携带的缺点。为了解决这一问题,设计了以微控制器STC89C52为硬件核心,采用风杯式风速传感器来测量煤矿井下的风速的便携式检测装置。试验结果表明,该装置能够有效检测风速,且精度满足井下风速检测的要求。     

不同因素下煤矿巷道断面风速分布规律研究

巷道通风的智能化控制是实现矿井高效生产的重要保证,为了实现智能通风,其关键技术之一是巷道风速的快速有效获取.基于计算流体力学(CFD)基本原理,通过对巷道在不同条件下的断面位置、入口风速、巷道高宽比、粗糙度进行模拟,定量分析确定了不同条件下的巷道风速分布规律,研究发现:断面位置、入口风速、巷道高宽比、粗糙度对巷道的风速分布等值线轮廓没有影响;巷道风速在未充分发展之前,断面位置距巷道入口越近,平均风速的位置距离巷道顶端越远;风流充分发展后,入口风速不影响巷道平均风速位置;巷道高宽比与平均风速可通过定性函数表示;粗糙度越大,平均风速的位置距离巷道顶端越远.研究成果有助于巷道平均风速定点测量,为井下巷道利用风速传感器实时监测巷道风量提供了有力保障.     

基于S型皮托管的矿用自校准风速传感器设计

针对普通风速传感器因煤矿井下潮湿、粉尘等复杂环境引起的测压口堵塞,导致基本误差超标、工作稳定性下降等问题,提出一种基于S型皮托管原理的自校准风速传感器设计方法,重点介绍了其工作原理、自校准设计方案及软硬件设计思路。该传感器采用S型皮托管测量风的压力,压力信号经过滤波处理后,利用风速与风压的转换模型获得风速测量数据。实验结果表明,在风速0.4～15 m/s内,该传感器测量误差不大于±0.2 m/s,且具有较好的温度特性、防堵性能和工作稳定性。     

基于LabVIEW的风速与瓦斯浓度测试系统设计

针对通常测试系统无法高精度地测量井下风速与瓦斯浓度的问题,采用虚拟仪器技术设计了一套风速和瓦斯浓度测试系统。测试系统采用LabVIEW 2013为测试系统软件开发平台,利用研华PCL-818L数据采集卡采集数据,LabSQL工具包存储采集数据,实现对风速和瓦斯浓度数据的采集、显示、存储和查询。通过地下工程模拟风洞模拟实际井下情况,使用该测试系统对风洞中的风速和瓦斯浓度数据进行了测量及误差分析。     

风洞试验风载体型系数的理论推导

建筑结构的风荷载是控制结构安全的主要荷载之一.较详细的演绎了风洞测压试验中关于风载体型系数的理论推导公式,为风洞试验数据处理提供了帮助.     

矿用自动控制风窗局部风阻数值模拟

利用Fluent软件中的REGk-ε湍流模型对安装于王坡煤矿3205回采工作面回风联巷的矿用自动控制风窗的局部风阻进行了模拟计算,模拟结果表明,风窗局部风阻随风窗开启面积增大呈负幂函数形式减小,随风量增大呈负指数形式减小。根据数值模拟结果,分别从风量和风窗开启面积2个角度出发推导了风窗局部风阻计算公式。在井下实测了矿用自动风窗局部风阻,对比分析实测结果与公式计算结果,确定了风窗局部风阻最佳计算公式,最佳公式计算结果偏差小于8%。     

自然风压和活塞风影响下的会宝岭铁矿斜坡道污风治理

针对会宝岭铁矿斜坡道在夏季存在严重的污风积聚问题,为了及时将积聚在斜坡道中的污风排出,分别取当地全年温度最低和最高月份1月和7月中的某一天为样本,通过测算一天中矿井自然风压大小,建立自然风压在一天中的变化曲线图,得出7月15∶00左右自然风压最低,此时矿井通风最困难,斜坡道处的污风积聚最严重。通过现场测算,1月和7月斜坡道联通-410 m水平联络巷处的风量大小分别为6.9 m³/s 和2.3 m³/s,结合斜坡道受运输矿车造成的活塞风影响,考虑通风困难时期在斜坡道与-130 m水平的联络巷处安设风幕装置,计算阻风率为31%。运用Ventsim软件对矿井通风系统进行风路解算,得出斜坡道在-410 m水平联络巷处的风量为7.5 m3/s,优于冬季通风最容易时期的风量。现场应用表明,该风幕装置运行效果良好。     

改进桥塔形状降低风力影响

概述了日本不同形状的斜拉桥。从美学角度考虑，应用空气动力原理改进斜拉桥塔     

湿式混凝土湿喷机风压设计

介绍了泵送式和气送式湿喷机的工作原理,运用流体力学的流态理论分析了混凝土在输料管中的流态,并详细推导出气送式湿喷机风压的计算理论,最后探讨了本理论在其他领域的应用。     

矿用智能风速仪

利用单片机设计了一种较为简单的便携式风速仪,使测量结果的精度得到了 较大的提高。     

锅炉引风机的技术改造

根据使用锅炉引风机的经验 ,发现了原来引风机存在的几点缺陷 ,分析了产生缺陷的原因 ,进而提出了改进措施 ,并在实际使用中验证了改进的可行性     

输送机布设矩形巷道断面风速分布特征风洞模拟

通过利用太原理工大学的"地下工程模拟风洞"并制作比例模型进行相似模拟试验,掌握了应用风洞试验探索井下巷道流场特性这一较为新颖的研究方法。经过对试验数据进行分析得到模型巷道的风速分布图。试验表明:锚杆支护矩形断面巷道的断面风速分布具有左右对称的特征,最大风速点位置出现在模型巷道中心点的下方,其距中心点的距离约为巷道断面当量直径的15%～25%,进行函数拟合后可得在巷道横纵对称轴及两条对角线位置上的风速分布符合对数函数形式。