矿井喷雾降尘超声雾化激振喷嘴参数优化仿真分析

为了提高矿井喷雾降尘用喷嘴的水射流雾化效率,设计了一种结合自激振荡的高效雾化喷嘴,并通过数值仿真的方法对其关键参数进行优化。研究结果表明:当通道内有流体通过时产生了速率呈现层状分布特征,在喷嘴腔内形成涡旋流场,在靠近谐振腔的前部区域喷嘴速度达到100 m/s以上;当超声波和自激振荡波发生共同作用时,喷嘴内达到最优湍流扰动效果,获得更优的雾化效果;当角度变小后获得更大的内腔体积,处于60°～70°的碰撞壁角度范围内,涡旋对喷嘴内腔形成充满状态,获得更明显湍流作用;在谐振腔达到3 mm的深度时,实现了最优灌入效果,并且激波也明显增强;随着谐振腔深度的增加,湍流动能表现出单调减小的变化规律;处于更大的谐振腔深度下,湍流动能随之提高,由此实现更强湍流作用。     

降尘用超声雾化喷嘴内流场仿真及参数优化实验研究

通过数值计算和实验测试手段研究了降尘用超声雾化喷嘴的内外流场。结果表明:通过超声雾化喷嘴内部流场的压力和速度矢量分布可以看出:射流喷嘴进口处和超声波振荡腔内部的压力分布较大。液体速度经过超声波振荡腔后速度减小,并且在喷嘴内部形成了漩涡。随着射流水压的增加,雾滴D50表现出明显减小趋势。随着以射流喷嘴口为起点距离超声波振荡腔的相对距离的增加,雾滴D50表现出先减小后增加,雾滴速度表现出先增大后缓慢减小,得到最佳的超声波振荡腔位置为3.5 cm。     

基于正交试验的内混式空气雾化喷嘴结构参数优化

为掌握结构参数对内混式空气雾化喷嘴雾化特性和降尘效率的影响规律,从而获得经济合理的喷嘴结构参数,采用自行设计开发的喷雾降尘试验平台,应用正交设计方法,开展了不同结构参数组合下的喷嘴雾化特性及降尘效率试验。试验结果表明：随着液体帽注水孔直径的增大,喷嘴水流量不断增加,而气流量不断减小;喷嘴气流量随液体帽注气孔数量增加而增大,喷嘴水流量受液体帽注气孔数量的影响较小。当逐渐增大注水孔直径时,索太尔平均粒径（Dsm）不断增大;Dsm随着注气孔数量的增加呈现出先减小后增大的变化规律,当注气孔数为4时达到最小值,雾化效果最好;空气帽出口直径为2.0 mm和2.5 mm时,喷嘴雾滴粒径较小。全尘和呼吸性粉尘降尘效率均随着液体帽注水孔直径和注气孔数量的增加呈现先增大后减小的变化规律,并分别在注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4时获得最佳的降尘效果;随着空气帽出口直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均有所提高,但空气帽出口直径大于2.0 mm后,降尘效率增幅较小。综合考虑喷嘴雾化特性参数和降尘效率,对于喷嘴空气帽,其出口直径应选择2.0 mm;对于喷嘴液体帽,注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4...     

除尘旋流雾化喷嘴仿真及CFD流场分析

在矿用机载湿式除尘器中,喷嘴是其关键部件,其流量、广角及雾化液滴直径对除尘效率有直接关系。通过试验研究了供水水压与流量、雾化角之间的数学关系,并用FLUENT软件进行CFD模拟,模拟结果与试验数据基本吻合,证明CFD分析模型有效性;分析了喷嘴雾化机理,提出了喷嘴选用原则。     

高压水雾化气体保护喷嘴的设计

从国内外研究水雾化制粉的现状入手，在综合国内外研究资料的基础上，为实现高压水雾化制取不锈钢球形或类球形粉末，设计了_种高压水雾化、低压氮气保护的组合雾化喷嘴。经过试制应用证明，喷嘴运行正常，粉末基本能实现球形，粒径较均匀，使用效果好。     

旋流离心喷嘴结构参数对雾化特性影响现状分析

影响旋流离心喷嘴雾化特性的因素很多,其中旋流离心喷嘴结构参数对喷嘴雾化特性影响复杂、多样,得到很多学者关注,并开展了大量的研究。归纳与分析整理了以往学者的研究成果,对旋流离心喷嘴雾化锥角、液滴速度、液滴直径的影响因素及研究现状进行了较全面的评述,并总结得出了有待进一步研究的问题,为今后的研究方向提供了参考。     

雾化喷嘴及其设计浅析

按喷雾形状和雾化方法对现有喷嘴进行分类,并介绍各类喷嘴的特性和应用场合;针对不同类型,具体分析了影响喷嘴雾化能力的相关因素;在分析相关因素的基础上,根据雾化机理和实验研究以及煤矿现场使用经验,提出改善喷嘴雾化能力的措施。     

高压水射流喷嘴不同轮廓曲线的设计优化

针对锥直形喷嘴效率低的问题,设计并仿真了4种不同形状的流线形喷嘴。应用AutoCAD和CFD ICEM等前处理软件建立各自的物理模型及网格划分,使用FLUENT软件对水射流喷嘴进行内流场的数值模拟分析。结果表明:高斯形喷嘴具有水流速度高、压力低和紊流能量小的特点。高斯形喷嘴更适合用于高压水射流超细粉碎。     

高压喷嘴雾化特性试验研究

喷嘴的性能直接影响喷雾降尘的效果。基于室内模拟巷道降尘试验平台,对喷嘴在不同压力、孔径下的雾化特性进行试验研究。结果表明:当喷嘴孔径一定时,喷雾压力与喷雾粒径呈负相关关系,而雾滴分散性则与喷雾压力呈正相关关系;当喷雾压力一定时,雾化粒径与喷嘴孔径呈正相关关系。试验喷嘴的最优工作喷雾压力为6 MPa,并给出了最优喷雾压力下各孔径喷嘴的喷雾粒径分布范围与索太尔平均粒径。     

基于CFD的纵向旋流喷嘴参数优化

为解决矿用旋流喷嘴耗水量大、雾化效果差的问题,提出影响喷雾效果的相关参数:旋流芯螺旋角度、喷嘴收缩段与旋流段长度比;运用CFD流体力学和VOF多相流理论对喷嘴内部流场进行数值模拟分析。仿真结果表明:旋流芯螺旋角对喷嘴出口速度和湍流动能影响较大,根据需要适当增大螺旋角有利于提高雾化效果,进口压力相同时螺旋角为40°的喷嘴出口速度增幅最明显;合理选择收缩段与旋流段长度比可有效提高喷嘴雾化能力,两者长度相等时出口水平中心速度峰值位于轴心,水流出射均匀、喷雾效果较好。     

喷嘴喷雾压力与雾化粒度关系的实验研究

对喷嘴雾化粒度的指标和雾化粒度的测定方法进行了分析,利用Winner313激光粒度分析仪设计了喷嘴雾化实验系统,对煤矿采煤工作面常用的5种喷嘴进行了5个压力下的雾化粒度测定,得到了各类喷嘴在不同压力下的D50、D90、D[3,2]等数据,根据数据分析得出：要对呼吸性粉尘有较好的捕集作用,就必须实现高压喷雾;8 MPa作为支架和煤机喷雾压力时的雾化粒度对采煤工作面降尘效果最佳。通过在综放工作面的实际应用,降尘率平均在90%以上。     

高性能喷射混凝土参数优化研究

采取以下技术措施， 研制出高性能喷射混凝土： （１） 研制高活性细掺料， 提高胶凝材料的强度和粘聚性； （２） 确定粗细骨料最佳配比， 提高骨料强度； （３） 提高胶凝材料与骨料界面的强度； （４） 降低用水量， 并实施养护． 工业性试验结果表明， 回弹率降到１０ ％ 以下， 粉尘降到２０ ｍｇ／ｍ３ 以下， 喷射混凝土强度达到３５－６ ＭＰａ ， 巷道总成本降低２０ ％ ．     

基于有限元法的岩质边坡数值模拟与分析

高大岩质边坡的稳定性对其下部建筑物和工业场地的安全至关重要,有限元强度折减法数值模拟分析岩质边坡破坏机制是一条对岩质边坡稳定性进行可靠分析的有效方法。文章结合强度折减理论的有限元应力分析法对柏泉选厂西边坡的开挖支护过程进行了数值模拟,能够科学分析边坡的变形破坏机制及演变过程。该方法把锚杆等支挡结构的共同作用和地下水的影响统一考虑,从而可以验证边坡加固措施的合理性,与其他方法相比实用性更强。边坡稳定模拟分析所依据的岩土物理力学参数来自工程地质勘察报告,数据真实可靠,分析结果切合实际。边坡稳定性分析结果直接指导边坡加固设计,根据边坡岩体应力情况调整锚杆规格和布局,从而使边坡加固措施更加安全可靠、经济合理。     

水射流割缝喷嘴几何参数优化数值模拟研究

应用SolidWorks软件建立水射流割缝喷嘴内部流场的三维模型,采用标准κ-ε湍流模型模拟喷嘴内部流场,并分析了喷嘴出口速度和动压,将模拟结果用于割缝喷嘴参数的优化。研究表明,对喷嘴性能影响最大的是收缩角和长径比,喷嘴出口处的水平流道对喷嘴性能也有重要影响。     

基于有限元模型的开关磁阻电机系统控制仿真

基于有限元模型,通过控制仿真软件Simulink对整个开关磁阻电机驱动系统进行建模和仿真.将有限元与控制结合对开关磁阻电机系统非线性和动态特性进行仿真研究,整体研究电机几何结构、电磁参数、外部驱动电路和控制电路,同时考虑电机动静态特性.对样机进行电流斩波控制和角度位置控制仿真实验,仿真结果与理论分析一致,验证了有限元模型的准确性和控制仿真模型的有效性.结果显示：适当地选择关断角可以将转矩脉动系数减小到原来的1/4.     

应用PDA系统研究喷嘴的雾化特性

应用PDA系统研究喷嘴的雾化特性 ,得出了雾粒的速度及分布 ,雾粒的粒径及分布等 ,对进一步研究喷嘴雾化特性与喷嘴结构以及喷雾特性与粉尘特性之间的关系有重要意义。     

基于有限元分析的支架箱型截面几何参数优化

依据材料力学和结构力学,分析得出在弯扭组合变形情况下支架箱型结构截面内板元上的应力分布：弯曲正应力和扭转剪应力主要出现在截面四周的板上,而中间筋板则主要承受弯曲剪应力;选定截面内6个主要几何尺寸为状态变量,以最大等效应力和质量作为目标函数建立箱型截面参数优化的数学模型;借助有限元分析软件Ansys Workbench中的DesignXplorer模块对其进行优化,确定截面参数的最优取值;依据计算结果分析参数敏感性及其最佳尺寸配比。基于有限元分析的几何参数优化在不增加质量的前提下改善了箱型结构的受力状况,为合理设计支架的详细结构提供了参考依据。     

基于有限元近似模型的破碎机动颚结构优化设计

针对传统复摆颚式破碎机产品中存在的机件结构设计不合理、质量偏大、耗材偏多、成本偏高等问题,选择动颚作为优化设计的对象,在建立动颚参数化有限元分析模型的基础上,将近似模型技术引入优化设计中,采用拉丁超立方设计方法建立动颚结构近似模型,继而以动颚的轻量化为目标,以结构尺寸为设计变量,在ISIGHT平台对动颚结构进行优化,得出在满足强度、刚度前提下最小动颚体质量。结果表明,经过优化的动颚质量比原结构减少近1/4,不仅节省材料,降低成本,而且在一定程度上改善了机构的动力学性能,降低了机器的振动和零件的磨损,提高了产品的使用寿命。近似模型误差分析表明,所建立的近似模型精度良好,可代替高精度的有限元仿真模型进行优化设计,为破碎机的优化设计提供了一种高效可行的方法。     

掘进机内喷雾系统及三层螺旋式喷嘴的设计与应用

该文介绍了一种新型的掘进机内、外喷雾系统:该系统的喷嘴为三层螺旋式,喷水雾化效果好,水量大;外喷装有喷雾座,喷雾方向可以按需要调节,覆盖范围广。经在井下试用,达到了良好的效果,满足了井下掘进生产需要。     

前混合式磨料水射流喷嘴外流场仿真与实验

通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型,对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析.结果表明,在喷嘴其它几何条件相同的情况下,出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大,出口直径越大,出口速度越小;在一定程度上将混合管适当地加长,可以提高磨料射流在喷嘴出口处的速度;磨料水射流最佳的切割距离为喷嘴出口直径的2.0～5.0倍.磨料水射流切割靶体实验结果与靶体冲击仿真结果基本吻合.