煤矿井下气水喷雾雾化特性实验研究

为了分析煤矿井下气水喷雾雾化特性,基于自行设计的气水喷雾实验平台,采用电磁流量计、空气质量流量计及马尔文实时高速喷雾粒度分析仪对空气雾化喷嘴流量特性、雾化粒度的空间分布规律及影响因素开展了实验研究。结果表明:随着供水压力的增加,喷嘴耗气量以指数形式不断递减,而耗水量以指数形式递增;喷嘴耗气量随供气压力以指数形式递增,而喷嘴耗水量基本呈现线性递减趋势。雾滴粒径沿喷嘴轴线方向不断增大;距离喷嘴较近的纵断面上,雾滴粒径沿径向不断增大,并呈现不对称分布;位于雾流中部的纵断面上,轴线附近区域雾滴粒径沿径向不断增大,而雾流外部区域雾滴粒径呈现沿重力方向增大的趋势;在靠近雾流末端衰减区内,雾滴粒径沿重力方向不断增大。供气压力一定时,雾滴粒径随着供水压力的增加呈现先增大后减小的变化规律,且供气压力越大所对应的拐点水压越高;随着供气压力的增加,雾滴粒径不断减小,且减小幅度随供气压力增加而有所下降。     

独头巷道附壁射流通风流场数值模拟研究

基于流体动力学和射流理论，建立了独头巷道压入式受限附壁射流通风的紊流κ-ε数学模型，分析了计算边界条件，并结合实际应用Phoenics3．4计算流体动力学软件模拟了独头巷道射流通风三维流场，得出了独头巷道有限空间受限附壁射流通风典型截面的流场规律．模拟计算结果表明，独头巷道压入式通风流场可分为附壁射流区、冲击射流附壁区、回流区和涡流区．数值模拟与实验结果相符，为研究独头巷道风流传质过程、瓦斯运移规律及通风排污效率等提供了理论基础．     

综采工作面司机处粉尘隔离技术的研究及实践

根据流体力学中空气射流理论,从理论和实验上研究了空气幕隔离综采工作面司机处呼吸性粉尘的原理及其方法。空气幕在采煤机司机工作区与煤壁间形成了一道“无形透明的屏障”,阻隔采煤机截煤过程中粉尘向司机处扩散,应用于现场效果明显,隔离呼吸性粉尘效率达８２．３４％。     

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%.     

平板陶瓷膜在不同状态时通水量的变化

近年来,无机陶瓷膜因其良好的稳定性而在矿井废水的净化再利用中得到了广泛的应用.为了了解陶瓷膜的通水量与过滤时间、过滤压力以及膜孔径的关系,通过对新化县联合煤矿矿井废水经特定通水量测定装置多次实验的基础上,得出以下结论:陶瓷膜的过滤通量随着压力和孔径的增大而增大,但随着过滤的进行杂质颗粒逐渐累积导致膜孔堵塞,膜的孔隙率下降导致其阻力增大,通水量降低,当滤饼层形成后,阻力逐渐趋于稳定,通水量保持在一定的范围.     

救生舱舱内热湿环境模拟与气流组织优化

应用计算流体力学软件Fluent,对某救生舱样舱内热湿环境进行了三维稳态数值模拟,得到了舱内温度场、湿度场的分布情况.模拟结果表明:舱内温湿度能基本满足设计标准,但温湿度分布的梯度较大,相对湿度较低,送风口1对舱内气流的影响区域很小,并且人体头部高度处存在较大涡流区,空气质量较差.针对以上几个方面的问题,提出了气流组织改进方案,修改了两风口的位置与送风参数.改进后的数值模拟表明,舱内平均温度控制在303K左右,相对湿度控制在55%左右,且舱内温湿度分布更加均匀.     

矿用通风机性能曲线图的函数化再现

以FBCZ-№9/18.5kW风机为例,对矿用通风机性能测定的特性曲线数据进行拟合;应用最小二乘法拟合风机在不同角度下风压与风量之间的关系式;利用1stOpt中的公式自动搜索拟合得到风机风量、风压及叶片安装角度之间的关系式;通过MATLAB中的多元线性回归分析拟合风量、风压、角度和效率的线性关系式.通过上述研究可以获取不同叶片角度下近似的风机风压特性曲线,为矿井通风机性能测定提供基础数据支持.     

Study on influence of characteristics of air-supply jet on draincontamination efficiency and air quality in heading

Based on the theory of air-supply jet, the conception and theory of the air quality and the drain-contamination efficiency, the results achieved by comparing the circular cross-section wall jet with the plane wall jet were following: firstly, within the limitation of the ventilation distance at the tunnel heading in a coal mine, there were a better air quality and a higher efficiency of drain-contamination with application of the plane wall jet ventilation. Secondly, there was a advantage to improve the air quality of the workers‘ breathing area with mounting the air-supply outlet on the top but not on the side of the tunnel heading.     

封堵高温裂隙的水泥基泡沫流体耐热性研究

煤岩体受热破坏形成的高温煤岩裂隙是煤田火区演化和蔓延的主要成因.水泥基泡沫流体作为一种新型的高温煤裂隙防控材料,其泡沫流体的耐热特性是其重要的技术参数.基于自制泡沫流体隔热性能测试系统,测试了不同支架高度(2 cm、7 cm、12 cm、17 cm、22 cm)和不同喷注厚度(20 mm、40 mm、60 mm、80 mm)情况下水泥基泡沫流体的隔热特性,得出随着测试时间的增加,20~80 mm各个喷注厚度的新鲜泡沫流体冷面温度都增加,在测试时间为0~90 s以内,温升曲线斜率较大;隔热温度空间分布整体在一个曲面上,进而拟合得到了隔热温度、喷注厚度、热面温度三者之间的关系式.受热情况下泡孔液膜微观形态变化表征显示泡沫流体在200 ℃出现失稳定,并从表面张力、液膜基质粘度、自由水含量三个方面分析了受热对液膜排液速度的影响.