矿用两级轴流通风机流场的数值模拟方法

建立矿用两级轴流通风机流场模型,选用RNG k-ε湍流模型、SIMPLE算法和非结构化网格,通过求解三维N-S方程对流场进行数值模拟。揭示了轴流风机内部流场的基本特性,主要分析风机内特定面的压力场、速度场、涡量场及压力脉动分布。可为风机的优化设计提供参考。     

双入介圆筒-圆锥-圆筒型三产品重介质旋流器的模拟研究

利用Fluent软件,采用RSM湍流模型和Mixture多相流模型,对一种新型的三产品重介质旋流器的流场进行模拟研究。通过对旋流器内部压力场、密度场和速度场分布情况的研究,从理论上分析该新型旋流器实现矿物分选的可能性。     

降阻剂对多孔旋转喷头流场特性的影响模拟分析

采用RNG k-ε湍流模型和有限体积法对添加DR-12型乳液聚合物降阻剂的连续相混合介质进行数值模拟,分析了降阻剂对多孔旋转射流喷头流场特性的影响规律,得到了喷头各喷嘴射流形态和压力场、速度场的变化情况。结果表明:添加降阻剂可以有效提高射流的密集性、作用喷距和喷头内部静压力值,而对动压力和射流速度影响有限;在入口压力50 MPa时,喷头各喷嘴静压力提高了2.67～5.36倍,而动压力和射流速度仅提高了1.04～1.06倍和1.02～104倍;随着入口压力变化,喷头各喷嘴平均静压提高了3.25～3.76倍,降阻效果更为明显,进而验证了添加降阻剂可以有效降低多孔旋转喷头的压力损耗。     

基于纳米材料的水泥浆液粗糙裂隙注浆数值模拟

采用Hurst指数的独立分割方法,建立了岩石粗糙节理剖面的几何模型,基于N-S方程对纳米碳酸钙水泥浆液在微裂隙中的注浆渗流进行分析。设定3组注浆压力、3种不同粗糙度裂隙,分析其对裂隙中的浆液速度场、压力场及填充时间的影响。结果表明,裂隙粗糙度与注浆时间呈正相关,注浆压力与注浆时间呈负相关,皆为非线性关系;浆液流速先迅速增加后逐渐衰减到稳定状态,浆液压力呈现先迅速衰减至最低后逐渐上升到初始值的变化趋势,距注浆口4 mm处压力变化幅度最大。     

煤矿对旋轴流通风机三维全流场数值模拟

针对矿用局扇对旋风机,建立了三维整机全流场几何模型,采用四面体非结构化的网格进行空间离散,完成了整机的数值计算。主要分析了风机内部特定面处的压力场和速度场的分布规律,揭示了轴流风机内部流场的基本特性。研究结果可为风机的优化设计提供借鉴,对提高轴流风机的整机性能具有重大意义。     

贯流风机非稳态流场及气动噪声的数值研究

建立某型号局部通风贯流风机的三维几何模型,完成其额定工况下风机内部的非稳态流场数值计算,并进一步完成风机远场气动噪声的频谱计算,对贯流风机内部的非稳态速度场、压力场以及声功率级的分布规律进行了深入分析,研究了贯流风机非稳态内流场及气动离散噪声的基本规律。研究结果可为贯流风机的优化设计提供依据,对风机降噪和整体性能提升具有重要指导意义。     

矿井大型轴流式通风机整机流场的数值模拟

针对矿用两级轴流式通风机建立整机几何模型,选用非结构化网格,通过求解三维N-S方程对其全流场进行了数值模拟。主要分析了通风机内部特定面处的压力场、速度场及涡量场的分布,揭示了轴流式通风机内部流场的基本特性。数值模拟结果可为通风机的设计参数优化和内部流动优化提供参考,对提高轴流式通风机的整体性能和运行安全性具有重要的工程应用价值。     

基于Fluent的液体分流器内部流场分析

对Fluent软件做了简要介绍,并对简易型液体分流器进行了内部流场仿真。对此分流器压力场、速度场和速度流线做了技术性分析,并通过改变分流器的结构对多个因素分析比较,从而得出分流器的最佳结构设计。     

硐室型采场流场数值分析和排烟模拟简介

本文通过假设硐室型采场的流态性质为势流,用有限元方法分析了几种硐室型采场中气流的速度、压力、等压线、等流量线等分布情况.另外,参考其他研究者建立的污染数模,对硐室型采场的排烟过程进行了数值模拟.     

对旋风机流场分析与数值模拟研究

运用ANSYS等仿真软件对对旋轴流式风机进行数值模拟与仿真,从风机速度流线、流道内速度与压力矢量以及二级叶片压力等几个方面,对比分析了不同工况下风机内流场的变化情况。通过数值模拟,能真实反映风机内部的复杂流动,为对旋风机的设计和改进提供依据和方向。     

某铁矿管道自流输送分析及管道磨损研究

对某铁矿充填系统的管流输送进行了输送参数确定及管道磨损研究,采用经验公式得出料浆临界流速及运输管道的临界管径,并运用Fluent进行数值模拟分析,找出料浆在输送过程中对输送管道磨损较为严重的部位。结果表明,铁矿料浆质量浓度62%~68%时,临界流速0.806~0.831 m/s、输送管道直径0.207～0.209 m条件下可实现自流输送;料浆流动过程中速度与压力最大值集中在管道中心线附近,但在各拐点处的管段料浆流速与压力会产生突增,且最大值在拐点内侧管壁;在拐点后一段管道内料浆流速与压力值先增大后减小,最大值由靠近下管壁逐渐回到管道中心线附近;整个输送管道中磨损较为严重的部位出现在弯管内侧及其接下来的一段管道的下管壁。     

流量对离心泵内部流场的影响

借助Fluent软件,基于三维Navier-Stokes方程和标准k-ε模型,采用多重参考坐标系和Simple算法对IS80-50-315离心泵内三维湍流流场进行了数值模拟,得到了不同流量下离心泵内的速度分布和压力分布,研究了流量对离心泵运行性能的影响,研究结果为离心泵的设计提供了有益的参考。     

煤与瓦斯突出过程中煤－瓦斯两相流的运动状态

运用经典气体动力学理论,对突出孔洞内煤－瓦斯两相流的运动参数进行了一维讨论,推导了压力、密度、速度及流量等参数之间的数学函数关系,分析了突出过程中煤－瓦斯两相流流动的临界状态以及与其相关的两相流声速理论,并通过数值模拟和现场实例对临界流动理论进行了直观描述。在煤与瓦斯突出过程中,煤－瓦斯两相流的出口流动状态与孔洞形态、瓦斯压力、煤体破坏速度、瓦斯含量等因素密切相关。当两相流在孔口达到并超过临界状态时,由于突出孔洞口小腔大的形状限制了瓦斯流的完全膨胀,此时喷出的瓦斯流处于未完全膨胀状态。大量未完全膨胀状态的瓦斯流在巷道空间的瞬间膨胀可产生巨大的动力效应,从而严重破坏矿井生产设备和通风设施。临界运动状态是影响煤与瓦斯突出动力效应的关键因素之一,它对煤与瓦斯突出灾害的预警和防护都有重要意义。     

除尘通风机数值模拟及性能预测

用分离隐式求解器对除尘通风机内部流场进行定常数值计算,湍流模型采用Realizablek-ε模型,近壁区域采用标准壁面函数处理。通过对典型截面上的压力场,速度场和涡量场进行分析,找出了边界层分离、叶道涡和二次流等的部位,它们是各种损失产生的根源,为除尘通风机的改进和优化设计提供了依据。     

Computational study of gas quenching on carburizing hypoid ring gear

Due to its pure convective heat transfer, flexible process parameters, and clean nontoxic quenching medium, gas quenching has become a solution to traditional quench distortion and growing environmental problems. To further improve the productivity of gas quenching, the present quench pressure and flow velocity have been increased to five or more times greater than those common 10 to 20 years ago. Thus, the nonuniformity problem of gas quenching has arisen. Previous works have shown that, by varying the quench pressure, flow velocity, gas type, rack design, and furnace ducts, the uniformity of gas quenching process can be improved. In this paper, the relationships among gas pressure, flow velocity, and cooling-speed uniformity were investigated by CFD analysis coupled with experimental validation. Results indicate that the uniformity of the gas-quenching process can be improved by increasing the quench pressure and decreasing the flow velocity. This can be explained by the smoother gas flow around parts treated with higher quench pressure and lower flow velocity. In addition, it is found from the obtained results that the configuration of parts may influence the cooling capability and uniformity of a gas-quenching process significantly.     

Wemco浮选机叶轮叶片倾角的数值模拟

针对Wemco自吸式浮选机,采用CFD方法对叶片倾角β分别为前倾(-22.5°、-37.5°)、径向(0°)和后倾(22.5°、37.5°)浮选机的流场进行数值模拟,探讨了叶片倾角对浮选机内流场特征、湍动能和压力分布的影响,分析了不同转速下叶片倾角对Wemco浮选机循环量和功耗的影响。结果表明,叶片倾角对浮选机内流场结构影响较小,但对叶轮旋转区域的轴向速度、湍动能和压差等影响较大。叶片倾角为0°时,流体在叶轮旋转区域的轴向速度、湍动能和压差最大;叶轮循环量和功耗均随着转速的增加而增加,径向叶片比前倾和后倾叶片的循环量和功耗更大。     

矿石形状对浸堆结构及渗流场影响机制

为了研究筑堆矿石形状对堆内结构和渗流速度场分布的影响,选取了相同级配下的球团制粒矿石与普通原矿石进行柱浸实验。利用核磁共振成像(MRI)技术非接触地获取内部饱和结构,通过图像处理与统计研究了矿石形状与孔隙分布的关系,并利用Navier-Stokes方程模拟了相同压力和入渗速度下矿石形状对渗流速度场的与优势流分布影响。结果表明,饱和状态下的内部孔隙并不都服从正态分布,制粒矿石间孔隙分布更为均衡,服从正态分布,μ=2.0mm,原矿石间孔隙分布不服从正太分布,在8.00～11.00mm间缺失,最大当量直径为11.39mm;制粒矿石间速度场分布更加均匀,孔隙间无明显优势流,原矿石间速度场分布不均衡,存在贯穿结构的优势流和较大浸出盲区,出口边界表现为流场叠加状态;提出矿石形状均匀系数K可以有效描述矿石形状对内部孔隙和渗流的影响机制,K值小,孔隙分布均衡,渗流速度场分布均衡;K值大,容易产生大孔隙,连通成为优势流的通道,致使流场分布不均衡。     

高浓度充填料浆管道输送流态及其判别方法

充填料浆在管道内的流态决定了其管输阻力特性，论文针对这一关键问题开展了高浓度料浆流态及其判别方法研究。通过布设监测系统开展充填流量及管道压力的同步实时监测，在综合分析监测结果与充填料浆流型及流态的基础上，揭示了高浓度充填管输系统阻力损失与料浆流速的典型关系；评估了四种高浓度充填料浆流态判别方法及对应过渡流速计算方法的可靠性。结果表明：采用修正的Swamee方法得到的过渡流速与实测回归所得值相对误差在0.9%-6.4%之间，证明该方法能够满足应用需求。     

上隅角瓦斯吹排风机试验研究

介绍了用于煤矿上隅角瓦斯的吹排风机的试验,选择了6个比较特殊的截面,利用五孔球探针测量了风机风筒内部的压力和各向速度,从而可以分析了解风筒内的流场分布。通过分析提出了适合本风机的切向速度分布模型,得到了二次流分布图,为消除二次流影响提供参考。     

煤屑瓦斯扩散规律研究

为深入探讨煤屑瓦斯扩散规律,基于Fick定律,建立了煤屑瓦斯球向流动微分方程,并运用分离变量法对其进行解算,得出了煤屑瓦斯扩散规律的无穷级数解;通过理论分析及模拟计算,对无穷级数解进行了简化,获得了其近似解。研究表明：在B值为6.579 7×10 -6~6.579 7×10-3 s -1范围内,n＝135,K=0.92时,理论分析结果与煤屑瓦斯实际扩散过程相符,B值标志着瓦斯扩散的快慢程度及衰减程度,可作为煤屑瓦斯扩散特征指标;煤屑瓦斯扩散速度在扩散瞬间达到峰值,此后随时间的延长逐渐衰减,最终无限趋近于0,扩散速度曲线存在一条水平渐近线Vt＝0,但少数学者提出的铅直渐近线并不存在;在同一时刻,吸附平衡压力越大,则煤屑累计瓦斯涌出量越大,瓦斯扩散速度也越快。