弯头导叶对主要通风机直立扩散器扩散效率的 影响试验与分析

以山西省四老沟矿直立扩散器为参照,开展扩散器模型试验,研究弯头导叶结构对直立扩散器扩散效率的影响规律。针对原装置存在的弯头处阻力过大的问题,设计了一种新型导流叶片弯头。试验结果表明:与安装原有弯头相比,安装了新型导流板弯头的扩散器,其回收动压效率显著提升。研究结果对矿井主要通风机的高效运行可起到指导作用。     

矿用气动瓦斯吹排风机的结构优化

气动瓦斯吹排风机是治理煤矿上隅角瓦斯的有效设备之一。对瓦斯吹排风机进行性能模拟,仿真叶轮叶片在不同安装角下的内部流场。通过压力分布图分布可知:安装角增大,叶片所受的升力随之增加,叶片前缘阻力因受到冲击能量损失增大,叶片后缘分离现象加剧。安装角较小时,二次流损失加大,导致风机的效率达不到最佳值。     

矿井主扇扩散芯筒出流速度分布数值模拟研究

扩散芯筒出流速度分布直接影响扩散器入口速度分布,进而影响主扇运行效率.根据工程现场情况,在扩散芯筒外筒体角度为2.1°~5.5°的范围内,和在扩散芯筒整流体角度为2.5°~6.0°的范围内,建立了多个矿井主扇扩散芯筒的物理模型.根据扩散芯筒出流平均速度,建立了扩散芯筒入口速度赋值公式,利用自定义函数初始化了入口速度边界.在扩散芯筒出流平均速度为6.0~10m/s范围内,利用Fluent数值模拟软件包,借助可实现κ-ε两方程湍流模型,进行了扩散芯筒多工况数值模拟.扩散芯筒数值模拟结果表明,就扩散芯筒出流速度分布而言,整流体角度的影响作用大于外筒体角度;在扩散芯筒整流体角度6.0°的优化情况下,随着外筒体角度增加和来流速度增大,扩散芯筒出流速度分布均匀度逐渐变差.     

锥角对水力旋流器流场及分离性能影响的数值试验研究

为了考察锥角对水力旋流器内部流场和分离性能的影响，针对实验室[?]50 mm水力旋流器，采用Fluent软件中RSM湍流模型、VOF和Mixture多相流模型进行了系统的数值试验研究。流场模拟结果表明，在相同操作条件下，增大锥角，空气柱直径增大，湍流强度增加，压强和压强梯度均明显增加，从而导致整体能耗增加；切向速度随锥角增大明显升高，轴向速度变化不大，但LZVV逐渐向器壁移动，分流比逐渐降低。颗粒分离模拟结果表明，增大锥角会导致分离粒度增加，各粒级分离效率降低；小锥角容易造成“底流夹细”现象，大锥角容易引起“溢流跑粗”现象。研究结果为水力旋流器锥体的结构选择和设计提供了参考。     

基于Fluent的新型气流微粉机数值模拟及结构优化

利用Fluent软件对新型气流微粉机内部流场进行数值模拟, 得到了内部流场规律, 并分析了不同结构参数对流场的影响。在新型气流微粉机内安装导流环可促使内部流循环, 增大球化室内流体的压力; 适当减小锤头与齿圈间隙, 可提升球形石墨产率及球化效率。通过实验验证了新型气流微粉机优化结构参数, 可为气流微粉机理论研究及结构优化设计提供依据。     

煤矿风井排风口除尘装置除尘效率的数值模拟

在某矿风井排风口安装了惯性重力除尘装置,安装该装置后,周围的环境得到大大的改善.运用数值模拟的方法计算该除尘装置的除尘效率.结果表明:该惯性重力除尘器的导风口处,从上至下气流速度逐渐减小,增加最下部导风口的面积,可以增大对小粒径颗粒的捕集量;在该惯性重力除尘器中,颗粒浓度最大的地方是在扩散塔外圆弧面附近,在紧连外圆弧面一侧的导流叶片中,最低的导流叶片出口处,颗粒的浓度很大;随着颗粒粒径的增加,惯性重力除尘器的除尘效率显著增加,对于120μm以下的颗粒,该除尘装置的除尘效率低于50%.     

入口弯管对矿用轴流通风机气动性能影响的数值研究

以某大型矿用低压轴流式通风机为研究对象, 采用气体动力学性能试验和数值模拟的方法研究了不同入口弯管对风机性能的影响, 重点分析了入口弯管引起的叶轮内部流动特征和损失分布的变化规律。研究结果表明, 风机入口采用弯管连接缩短了进口管道的轴向长度, 节省了地下空间, 但同时来流的均匀性受到影响。弯管内气流速度梯度较大, 管道内侧易发生流动分离, 产生回流区, 增大了流体流动时的能量损失, 风机的整体性能下降。弯管与叶轮入口之间的连接长度会影响内部流场, 当附加直管段较长时, 来流均匀性得到提高, 风机性能有所改善。     

燃煤电站SCR内烟气流场及还原剂浓度场模拟与优化

利用数值方法对燃煤电站SCR内烟气流场与还原剂浓度场的改进进行研究,依次定量研究了喷氨格栅（AIG）、导流板;AIG、导流板、整流栅;AIG、导流板、整流栅、混合器3种方案在氨氮比不均匀性、速度不均匀性、温度不均匀性、压降、入射角5方面性能的变化.结果显示,AIG、导流板的配置中,涡旋与二次流造成催化剂入口界面上速度不均匀性及入射角过大.催化剂上方增加整流栅可抑制涡旋与二次流.AIG 后增加混合器,可在保持流场稳定的基础上,减小氨氮比不均匀性.最后通过冷态模型及电厂现场反馈信息验证了数值模型的正确性与可靠性.     

燃煤电站SCR内烟气流场及还原剂浓度场模拟与优化

利用数值方法对燃煤电站SCR内烟气流场与还原剂浓度场的改进进行研究,依次定量研究了喷氨格栅(AIG)、导流板;AIG、导流板、整流栅;AIG、导流板、整流栅、混合器3种方案在氨氮比不均匀性、速度不均匀性、温度不均匀性、压降、入射角5方面性能的变化.结果显示,AIG、导流板的配置中,涡旋与二次流造成催化剂入口界面上速度不均匀性及入射角过大.催化剂上方增加整流栅可抑制涡旋与二次流.AIG后增加混合器,可在保持流场稳定的基础上,减小氨氮比不均匀性.最后通过冷态模型及电厂现场反馈信息验证了数值模型的正确性与可靠性.     

矿用通风机直壁式扩散器参数计算分析

扩散器是工业通风装置的重要组成部件,合理设计其结构参数可以回收风机出口动压损失,提高通风系统的运行效率。以中小型矿井普遍使用的4-72离心通风机为研究对象,采用数值模拟分析方法对该风机内部流动特性进行了计算分析。在此基础上,详细对比分析了不同工况条件下平面扩散器和锥形扩散器的扩散性能,得出了2种扩散器的适用场合和参数选择的基本原则。     

基于定常计算的轴流式通风机内部全流场数值模拟和性能预测

针对2K70型轴流式通风机从集流器进口到扩散器出口的内部三维全流场做了定常的数值模拟。该模拟在计算区域采用非结构化网格,选用标准的k-ε湍流模型和压力边界条件。模拟结果揭示了轴流式通风机内部流场的一些基本特征,根据这些特征对该通风机的整体性能做了有较高精度和可靠性的性能预测。预测结果可为内部流动优化提供参考。     

矿井主要通风机扩散弯道合理流型的研究

扩散弯道是矿井主要通风机装置的重要辅属装置,其性能的优劣直接影响通风机装置的运行效率。文章在应用计算流体动力学软件对不同流型的扩散弯道内部流动进行了计算分析的基础上,提出了一种新型扩散弯道结构,并进行了模型对比试验。模型试验结果表明,新设计的扩散弯道可以有效地提高静压回收能力。     

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。     

乏风氧化装置进气导流的流动均匀性研究

 运用计算流体力学（CFD）方法对乏风氧化装置内气流流动规律进行数值计算。研究不同导流板安置方式、板形、板长以及导流板数量对流动均匀性的影响。模拟结果表明：末端悬空的导流板对流动均匀性的影响明显好于末段封闭的导流板;弯板对改善氧化床内气流均匀分布的效果最明显,梯形板次之,直板最差;板长也是影响流动均匀性的重要参数之一,全板的流动均匀性最好,导流板相对板长越短,氧化床内气流分布均匀性越差;导流板的数量对流动均匀性也有较大影响,导流板数量越多流动均匀性越好,对应靠近入口处的氧化床内速度也越低。     

滤筒除尘器结构优化与流场研究

针对滤筒除尘器内部流场非均匀性,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent提供的标准k-ε湍流模型对滤筒除尘器内部流场进行数值模拟,发现原实验模型存在气流分布不均等问题。因此提出除尘器结构改进优化措施,并应用正交实验方法研究了结构因素对滤筒除尘器内部流动特征的影响。研究结果表明:适当增加灰斗挡风板长度E、增加气流均布板数量C及减小其角度D能够有效提高流场均匀性,并且灰斗挡风板的设置能够有效避免二次扬尘;导流板数A和角度B对气流均匀性影响较小;影响流场均匀性程度各因素的排序为EDCAB。     

对旋式轴流通风机变角度条件下特性匹配的研究

采用Realizablek-ε湍流模型和压力边界条件对对旋式轴流通风机从集流器到扩散器出口的内部流场进行了数值模拟。通过改变前后级叶轮叶片的安装角,揭示了其安装角变化对流量和压头的影响,使得两级叶轮压升更加合理。为提高对旋风机的运行效率和运行安全性提供了依据。     

离心风机进气箱导流板的优化设计

通过CFX软件,对离心风机进气箱进行了三维数值模拟及内部流场分析。研讨了在进气箱内部加导流板对离心风机性能的影响,并在此基础上研究了导流板数量与形式对风机性能的影响。并通过对比不同方案,得出一种性能较好的优化方案。采用C形风管试验对改进模型的数值模拟结果进行了验证,试验表明,数值计算结果与试验基本一致,验证了改进模型和数值模拟结果的可靠性。     

旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别

采用计算流体力学软件Fluent,基于非稳态雷诺应力湍流模型对旋流分离器流场进行了模拟,得到了旋流分离器内部切向速度和轴向速度分布,并与实验值进行对比;同时将Q判据应用于旋风分离器内漩涡结构的识别,比较了切向进口处两种不同网格结构对涡结构的影响。结果表明:非稳态的雷诺应力湍流模型模拟结果对切向速度进行很好的预测,几乎与实验一致,轴向速度与实验结果趋势一致,能够很好的预测轴向速度的"驼峰"结构;切向进口处的网格质量由于伪扩散对模拟结果有影响,需要进行优化;利用Q判据能够将旋风分离器内部的旋进涡及环形空间二次涡进行准确识别,在旋风分离器中心轴线附近及环形空间存在漩涡。     

锥形渐扩管内紊流计算机仿真诊断系统的研究

用DLR型k ε紊流模型·BFC法对锥形渐扩管内紊流的 3种算例进行了数值计算 ,计算结果表明紊流耗散率入流边界条件壁面值εin ,w对主流动方向时均速度 u、紊流动能k和涡动粘性系数υt 在流路中心分布的影响较大 ,而对ε分布的影响较小。