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。     

旋流芯式喷嘴喷雾降尘数值模拟与现场应用

以燕子山矿8204工作面采用旋流芯式喷嘴喷雾除尘为对象,研究了压力水在喷嘴内部的流动状态和喷嘴喷雾扩散规律及工作面喷雾压力、流量对喷雾降尘效率的影响。旋流芯体是否开槽口会直接影响喷嘴的喷雾效果。旋流芯无槽口的喷嘴喷雾扩散角大、雾化效果好,但是喷雾射程短,对水质要求高。旋流芯开槽口的喷嘴喷雾射程大、抗污染性更强,但是喷雾扩散角较小。喷嘴的口径越大,喷雾扩散角越大,建立了喷雾喷嘴口径与喷嘴喷雾扩散角度的关系式。现场实践表明,使用设计后的喷嘴喷雾降尘平均降尘率达68.95%～75%,提高了降尘效率。     

出口直径对压力旋流喷嘴雾化特性的影响

为了掌握喷嘴出口直径对压力旋流喷嘴雾化特性的影响规律,采用数值模拟的方法进行仿真研究。研究结果表明:在同等入射压力下,喷嘴直径较大时,雾滴粒径D32和速度也相对较大;喷嘴直径较小时,颗粒之间的碰撞相对较大,当其直径变化时对粒径分布影响较大,而当直径较大时,其直径变化对其粒径分布影响较小,雾化效果区别不明显。在实际工况中和对环境有益的情况下,在煤矿喷雾降尘的时候,应该选用直径为1.2 mm的喷嘴进行喷雾降尘。     

内混式空气雾化喷嘴内部流动状况对喷雾效果的影响

为了提高内混式空气雾化喷嘴的喷雾效果,采用数值模拟方法分析喷嘴内部流动状况对下游雾化效果的影响,并通过实验验证。结果表明:随气液压力比增大,液核长度明显缩短,液体一次雾化效果更好,并且喷嘴出口气液混合物的速度也更大,喷嘴内部流动状况更好;随气液压力比增大,喷嘴雾化锥角也较大,雾滴覆盖范围更广;喷嘴内部流动状况越好,实验测得的雾滴粒径也越小,由此可以看出喷嘴内部流动状况对于下游喷雾发展具有较大影响。     

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。     

电介喷嘴高效喷雾降尘的试验研究

对电介喷嘴和普通喷嘴喷雾时的水雾荷质比和降尘效率进行了试验研究，分析了电介喷嘴喷雾对降尘效率的主要影响因素，从而确定出电介喷嘴的最佳使用水压条件。     

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。     

煤矿喷雾降尘系统雾化喷嘴的CFD数值仿真研究

矿井采煤过程中会产生大量的粉尘,目前主要以喷雾降尘为主。为深入研究入射水压和喷嘴口径对喷嘴内部流场和雾化效果的影响。笔者利用FLUENT软件对常用的带旋流芯的喷嘴在不同入射水压下内部流场进行了数值模拟仿真,得出了喷嘴内部的速度场在不同入射压力下的分布规律,以及在同一入射压力(1 MPa)下,不同口径喷嘴内部流体运动规律。并得出在一定范围内,喷嘴入射压力越大,雾化效果越好;喷嘴口径越大,雾化效果越好这一结论。     

新型喷雾降尘技术在综采工作面的应用

为降低8103综采工作面生产期间的粉尘浓度,保证工作面安全生产,挖金湾矿根据工作面实际条件,设计基于B2^#型喷嘴为核心的架间负压引射喷雾及采煤机外喷雾降尘系统。通过采用ANSYS软件对雾化降尘系统进行数值模拟分析,确定喷雾降尘系统中的喷嘴个数、压力、雾化角及安装位置等关键参数。根据喷雾降尘系统实施前后对比得出,工作面呼尘浓度下降66%以上,全尘浓度下降71%以上,工作面降尘效果较好。     

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。     

气体压强对新型超音速气雾化喷嘴流场的影响

在喷雾降尘中,超音速气流可将液膜剪切为粒径微小的均匀气雾,利用商业CFD软件Fluent模拟了进气压强p_(in)对新型超音速气雾化喷嘴气体流场的影响,以及在激波的作用下喷嘴中心线上压强、速度的变化规律。研究表明:随着p_(in)的增大,流场内激波不断外移,并得到内喷管加速特征曲线;在p_(in)为5 atm(1 atm=101 325 Pa)时,喷管内激波最多,轴线上各项指标脉动剧烈;根据压力曲线可知在p_(in)分别为10 atm和25 atm周围的小区间内,气流以压缩波喷出喷嘴,对喷嘴造成破坏。     

喷雾除尘雾化喷嘴流场仿真与分析

喷雾除尘是目前应用广泛的矿井除尘方法。为深入研究入射水压对喷嘴内部流场和雾化效果的影响,利用Fluent软件对一种常用的直射型喷嘴不同入射水压下内部流场进行了仿真,得出了喷嘴内部的压力场和速度场的分布规律。指出了入射水压对喷嘴内部流场压力和速度变化和液相水分布的影响,喷嘴入射压力越大,雾化效果越好。     

用于喷雾降尘的压力型雾化喷嘴设计研究

为了净化工作环境,保障作业人员的身体健康,采用喷雾的方式沉降工作场所的工业粉尘既经济又简便。尤其是在煤矿井下,工作空间狭窄,经常移动,工作环境又很恶劣,普遍采用喷雾的方式来沉降粉尘。从采掘机组上的内外喷雾、架间喷雾、回风巷中的雾幕到运输系统的各个转载点,都采用了喷雾方式来沉降浮沉。对于微细粉尘来说,尤其是呼吸性粉尘,要想高效率地沉降它们,喷嘴喷出的水雾不仅要雾化均匀、分散度好,还要颗粒细微。     

两相雾化涡旋喷头及流体特性研究

除尘效果与流体特性密切相关。介绍一种气水两相流雾化涡旋喷头及工作原理;通过外流场图像采集表征分析其涡旋特点;利用实验来研究流体的粒径、雾化角及雾化规律。研究结果表明:沿喷嘴X轴轴向距离的不断增加,索太尔平均径D_[3,2](SMD)呈增大的趋势;沿着Y轴径向D_[3,2]呈先增大后减小,正负方向呈不对称的变化趋势;D₁₀,D₅₀,D₉₀,D_[3,2],D_[4,3]等表征粒径依托升高的气压不同程度变小,依托升高的水压不同程度增大;雾流前端形态依托增高的水压呈扁圆锥扇形逐渐张开,依托增高的气压先张开后聚拢,最好的雾化效果发生在雾化角随气水压力变化的2条折线相交的区域。     

新型防冻液喷嘴流体特性分析与结构优化

用Fluent软件对某型号扁平扇形喷嘴的内外流场进行了数值模拟,并指出实际使用中存在的防冻液泄漏问题。对此设计了带止漏圈的新型喷嘴,并进行建模和仿真。研究表明,该新型喷嘴在入口表压力达到0.7 MPa及以上时,既可实现预期喷洒效果,又解决了漏液问题,为设计结构合理的新型止漏喷嘴提供了重要的理论依据。     

重介旋流器使用中的问题探讨

针对重介旋流器在使用过程中不消耗磁铁矿粉的现象,探讨取代磁铁矿粉的物质对物料分选效果的影响,最终怎样解决磁铁矿粉的耗量,来满足分选工艺的正常。     

等加速喷嘴的设计与试制

设计了一种等加速喷嘴,给出了建立等加速曲线方程的方法。讨论了内孔为细长孔,孔的母线为等加速曲线的喷嘴零件的加工方法。实践中采用了自动编程软件辅助编程,专用车刀等。此项目获得了良好的经济效益。     

洒水喷嘴三维设计与装配

设计一种洒水喷嘴,利用功能强大的三维设计软件Pro/E,建立洒水喷嘴的壳体、阀芯、散流喷口的立体模型,用Pro/E的工程图功能,生成二维工程图,并利用Pro/E的装配功能,进行洒水喷嘴装配,检验零件设计是否合理,是否存在干涉。最后生成洒水喷嘴爆炸图,二维装配图。指出利用Pro/E进行产品设计,零件的三维造型建模,产品虚拟装配,可显著提高设计效率,降低制造成本,缩短产品开发周期。     

新型自调节流量的雾化喷头的开发设计

阐述了如何运用Solidworks软件构建基于产品功能的三维参数化和系列化设计平台,设计方法新颖有效;并实例构建了一种新型水自调节流量的雾化喷头的设计平台,其自动调节的效果迅速快捷。