基于矿用风筒检测系统的正压风筒漏风率研究与分析

基于矿用风筒检测系统,通过控制局部通风机模拟井下实际运行的通风系统工况,针对矿用风筒的漏风孔口面积、位置、个数3种主要因素研究风筒漏风率的关系并进行分析。结果表明,当风筒其他结构参数不变的前提下,随着孔口面积的增加,风筒漏风率呈二次曲线增加,并得到拟合曲线方程,拟合数据与实测数据误差为2.7%;当风筒其他结构参数不变的前提下,随着孔口位置与风机距离的增加,风筒漏风率基本呈直线关系下降,最低为13.4%;当风筒其他结构参数不变的前提下,随着风筒孔口个数增加,风筒漏风率呈二次曲线增加,并得到拟合数据,与其实测数据相比误差为1.7%;采用正交实验,研究了风筒漏风孔口面积、位置、个数对风筒漏风率的影响,影响风筒漏风的主次顺序为:漏风孔口直径、个数、位置。研究对改善风筒漏风现象提供了相关数据参考。

高温掘进巷道中双压风筒布设位置及降温效果研究

为解决高温掘进巷道中冷却方法和冷却成本问题,量化分析双压风筒布置方式对巷道中人工作业区的通风降温效果,利用Fluent软件对不同通风布置模型进行数值模拟。首先,提出双压风筒通风降温思路,并分别建立3种风筒布置巷道的三维几何模型;其次,在送风速度v=8 m/s,送风温度T=293.15 K且相同环境模拟参数的条件下,对不同布置方式的降温效果进行对比研究;最后,分析得出布置2模型的温度场分布及降温效果最好,并总结其在不同送风温度时的降温规律,确定经济适用的通风降温方案。研究表明:风筒布设位置是决定巷道温度分布的关键因素,双压风筒的间距影响风流流向的对称性,而风筒位置高度影响温度均匀分布的距离;当送风速度v=8 m/s时,布置2通风降温效果明显且满足矿井通风需求标准,送风温度T=298.15 K时能为矿山生产最大限度节约经济成本。

综掘巷道大风量双压风筒下长压短抽除尘效果的模拟研究

煤矿井下大风量双压风筒综掘巷道具有产尘强度大、粉尘分散度高、巷道风速大等特点,严重威胁作业人员身心健康和矿井安全生产。为降低大风量综掘巷道粉尘浓度,基于CFD数值模拟软件建立了双压风筒综掘巷道物理结构,采用DPM模型,重点研究了单抽双压式通风下抽风筒入风口与巷道迎头之间的距离对掘进工作面粉尘运移规律的影响,分析了大风量双压风筒下长压短抽通风方式对司机位置作业环境的影响。结果表明:保持双压风筒出口距巷道迎头为4、5 m,压入风量为1 200 m^(3)/min条件下,当抽风筒入口与巷道迎头之间的距离为8 m时,司机位置粉尘浓度为30~90 mg/m^(3),作业环境最佳。

温室大跨度薄膜风筒送风特性模拟及试验研究

现代大型温室普遍使用送风末端为长距离柔性薄膜风筒的空气处理机组(air handling unit,AHU)作为温度控制功能单元来完成大空间内的热量输送。为探究此类风筒AHU的性能,该研究采用理论分析和数值模拟方法研究其送风特性,并通过试验验证计算模型的正确性。结果显示,薄膜风筒内不同截面的静压在开孔部位急剧减低至0,同时气流速度明显增加,但是影响范围不大,对风筒内的压力场和流场影响较小。在风筒同一截面上不同开孔位置流出的气体速度和速度分布基本一致,以风筒入口端风速2.45 m/s为例,在风筒60.06 m处风筒壁开孔处气流最大速度为5.64 m/s,位于开孔中心处,并垂直与开孔平面向外流动,速度分布为中心流速最高,越靠近孔边缘流速越低。对风筒沿长度方向通过筒壁各开孔流出的风量进行计算发现,在不同风筒入口风速条件下送风量基本保持恒定,均匀性系数均大于0.92,说明此类风筒能够沿长度方向均匀地配送气流,可将热量或者冷量在温室大空间内进行均匀投送,从而为现代大型温室内空间内维持温度场均匀提供保障。

基于CFD的果园喷雾风筒装置流体分析与试验

针对传统果园风送式喷雾机存在风能利用率低、风场较为分散等问题,开发一种与独立风机直接装配的小型喷雾风筒装置。运用CFD软件对该风筒装置内外流场进行模拟仿真,分析内流场风场云图及距外流场出风口不同距离平面中心区域的风速。结果表明:风筒内流场风速线分布均匀,能很好地产生旋流风,风能损失小;在外流场中,各平面风速分散性较小,出口风速达到17.15 m/s,满足果园喷雾机的风筒出口速度要求。并通过试验平台验证在距离出风口0.6 m处,实际风速为10.48 m/s,与仿真分析结果相比,相对误差为2.58%,且竖直高度上喷幅可达0.650 m,覆盖宽度可达0.669 m,证明所设计的风筒装置在该喷雾距离下能对果树冠层有较好的覆盖性,为进一步设计机架及风筒装置布置方案提供理论支撑。

综掘工作面风筒最优布置数值模拟研究

针对掘进面生产期间风筒位置布置不合理造成粉尘浓度较高,利用数值模拟方法,研究抽出式、压入式、长压短抽式等通风方式中,掘进面风流和粉尘随风筒到掘进面距离的改变而变化规律,数值模拟结果表明:采用长压短抽式通风的掘进面,抽出式风筒口到掘进面的距离L_(c)<1.5√S,压入式风筒口到掘进面的距离L_(y)为3.5√S:5√S或6√S:6.5√S,最理想的距离L_(y)=6√S:6.5√S,L_(c)=√S。模拟结果可为优化掘进面风筒布置、提高掘进面通风除尘提供一定的科学依据。

矿用柔性风筒接头漏风率的数值模拟

针对煤矿井下风筒管道接头存在泄漏与安装不便的问题,设计可以快速安装的新型柔性风筒接头,结合实际流速和管内压力建立缝隙泄漏的计算流体动力学模型。研究不同簧丝直径、钣金厚度和卡扣数量对风筒接头漏风率以及泄漏口附近流场的影响,采用响应面曲面实验设计方法探究不同影响因素之间的内在联系。结果表明,泄漏速率与簧丝直径和卡扣数量呈线性关系,综合考虑其经济性,选择簧丝直径3.5 mm,卡扣数量10个,钣金厚度0.4 mm时效果最佳。该研究为改善风筒接头漏风现象提供参考。

涡流风筒径向风速分布及控尘效果研究

为掌握涡流风筒径向风速分布特征及对控尘效果的影响,在实验室搭建了涡流风机、涡流风筒组成的试验系统。在涡流风机不同频率下,测试了涡流风筒径向出口及其竖直截面的风速分布规律,并采用示踪绳直观反映了风流的流动情况,同时对比分析了不同频率下的控尘效果。试验结果表明,随着涡流风机频率的增加,径向出口风速显著增大,负压区范围减小至0.1 m范围内,控尘区风速随距离增大而减小,整体形成了后强前弱的推向工作面的控尘气幕,且竖直截面的风速呈开口向下的抛物线分布,宽度超过0.5 m,0.5 m高度处的风速达到10 m/s;在50 Hz频率条件下,控尘效果最佳,控尘效率为90.8%。

煤矿井下局部通风机风筒保护装置研究

在煤矿生产中,掘进巷道通风很重要,对矿井安全生产有直接的影响。为了确保巷道通风的稳定性,需要以延长通风机风筒的使用寿命为切入点,降低局部通风机风筒损坏率及漏风系数。通过分析,设计了1套风筒保护装置,并对新型风筒保护装置进行了性能分析。该装置的应用能明显降低风筒的损坏率,延长风筒使用寿命,解决了掘进巷道风量不足的问题,取得了显著应用成效。

浅谈凉水塔风筒更换过程中的质量管控措施

介绍凉水塔风筒更换过程中遇到的风筒地脚螺栓分布尺寸与风筒底脚外圆不相符、风筒就位圆度整体呈现异形、风筒组装片连接螺栓孔出现错位等问题。通过分析风筒的工作原理,制定更换程序,提出具体更换的要求,从而提升实施效率,确保风筒更换质量和运行安全性。

附壁风筒涡流控尘技术在综掘工作面的应用

为降低辛置煤矿综掘工作面粉尘污染浓度,对涡流控尘技术原理和粉尘分散规律进行分析模拟,应用了涡流控尘系统,经验证,采用附壁风筒涡流控尘系统后,同传统的长压短袖除尘系统相比,降尘效率提高到80%以上,使综掘工作面的操作环境得到极大改善。

风筒距迎头距离对掘进面风流场的影响研究

矿山开采机械化、自动化、智能化水平的提高,使得矿井产尘量急剧增长,严重威胁了矿工生命健康和仪器的使用寿命。而压入式通风的风筒出风口距离巷道迎头的位置可直接影响具体的通风效果。为此,以高家堡煤矿1号回风大巷掘进工作面为研究背景,通过现场详细的勘探对比,建立等比例物理模型,模拟风筒位置对整体巷道的通风效果,结果表明:当风筒的位置设置在距离迎头1 m、3 m、5 m时,压风筒出口处风速为17.8 m/s、16.2 m/s、15.3 m/s;距离迎头50 m处风速为11.6 m/s、6.4 m/s、5.2 m/s;巷道后部的风速为8.7 m/s、6.6 m/s、4.6 m/s.工作面整体风速逐渐降低;随着风筒距迎头距离增加,在掘进机迎头处以及压风筒出风口处粉尘质量浓度逐渐升高,靠近迎头位置的高浓度粉尘占比增大,粉尘质量浓度降低的效果并不明显。

宝欣煤矿快速掘进工作面附壁风筒分风控尘技术研究

为改善宝欣煤矿快速掘进工作面粉尘治理效果,以3209胶带巷为工程背景,综合运用工程类比、数值模拟、实地监测等手段,进行附壁式风筒通风除尘技术设计及应用研究。结果表明:螺旋出风式出风口最佳宽度0.5 m,径向出风式出风口最佳宽度0.05 m,最佳径轴向出风比为1∶2,径向出风式附壁风筒控尘效果更为理想。工业实践后有效将工作面掘进司机处粉尘质量浓度控制在2.5 mg/m^(3)以下,取得了良好的除尘效果。

一种基于铝箔风筒的天井掘进通风方法研究

我国地下矿山众多,其中绝大多数矿山均采用爆破方法进行掘进和开采。因此各种作业环境爆破后的爆破炮烟排除成为矿山安全生产的一个难题,在天井掘进中这个问题尤其突出。在天井掘进施工过程中,爆破后的爆破炮烟由于重量相较空气重量轻,生成后上升并积聚于掘进工作面,往往难以排出,导致掘进工作面附近的一氧化碳浓度超标。目前地下开采中常常采用负压布风筒接入天井内进行排除炮烟通风,在天井掘进通风施工过程中,即便有梯子间护挡负压布风筒仍时常受损坏,导致漏风量大,通风时间长,并且新鲜风流难以到达天井上部的掘进工作面。如果在未及时排除掘进工作面的爆破炮烟的情况下,作业人员过早进入天井作业,则可能发生一氧化碳中毒,存在较大的安全隐患。本文重点研究一种地下矿山天井掘进快速排除炮烟的通风方法,以供采矿从业者参考。本文以天井掘进为例子,通过与常用的负压布风筒对照介绍一种炮烟排除效率高、速度快、适用性好的排除炮烟的通风方法。

附壁风筒出风口参数对掘进工作面控尘效果的影响

为明确径向出风式附壁风筒出风口宽度、径轴向出风比对综掘工作面控尘效果的影响,以冯家塔煤矿某综掘工作面为原型,运用FLUENT软件,对建立的长压短抽式通风综掘巷道模型进行数值模拟,并对模拟结果进行现场验证。结果表明:保持压抽比为1.3,径向出风口长为0.8 m时,随着出风口宽度增加,巷道空间内的粉尘浓度先减小随后增大,改变出风口宽度,当出风口宽度为0.05 m时,司机处粉尘浓度降至100 mg/m^(3),距掘进工作面20 m巷道内基本无粉尘,控尘效果最佳;保持最佳出风口宽度为0.05 m,随着径轴向出风比变小,巷道内粉尘浓度先减小后增大,当径向轴向出风比为1:2时,粉尘被集中控制在负压抽吸区,掘锚机司机位置处粉尘浓度降至1.2 mg/m^(3),此时径向出风式附壁风筒控尘效果最佳。

基于CFD的风送喷雾装置风筒参数优化

喷雾装置中风筒的聚风性能对果园风送喷雾机的作业质量具有重要影响,风筒的出口风速和风场的纵向幅宽是决定喷雾装置作业性能的重要因素。对风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性。设计单因素试验和响应面优化试验分析筒壁与轴线的夹角、风筒长度和风机转速对风筒聚风性能的影响。结果表明:风筒长度和风机转速对风速的影响显著,提升风机转速或降低风筒长度有助于提高风速。风筒长度、筒壁与轴线的夹角和风机转速对纵向幅宽影响显著,影响显著的顺序为风筒长度>筒壁与轴线的夹角>风机转速。风筒最佳参数设计组合:风筒长度为540 mm、筒壁与轴线的夹角为3°、风机转速为2000 r·min^(-1),此组合下风送喷雾装置风筒风速为9.21 m·s^(-1),风场纵向幅宽为1627 mm。研究结果可为远射程喷雾机喷雾装置结构优化提供参考。

综掘工作面附壁风筒通风控尘试验研究

为研究综掘工作面附壁旋流通风的原理,建立了附壁旋流通风控尘试验模型,结合粒子图像测速系统(PIV系统)和烟雾测试试验,研究该通风方式下风流流场的特性和粉尘扩散规律,揭示附壁旋流通风对工作面有害物的控制作用机理,最终确定最佳吹吸流量比。结果表明:附壁旋流通风控尘效果取决于轴向风幕与径向风幕的协同作用;流场分析试验中,吹吸流量比过小,在巷道断面条缝口射流气流衰减明显,运动状态容易受相邻射流影响产生扰动,整体断面流场并不均匀;吹吸流量比过大,则会导致吸风口附近粉尘被送风吹散,使得粉尘逃逸,偏离吸风口,抑制了排尘效果。控尘试验中,采取附壁旋流送风方式能大幅改善系统控尘能力,粉尘绝大部分被集中在吸风口附近,司机处及巷道可以得到很大程度的净化;当吹吸流量比为0.8时,附壁旋流通风控尘效果最好。

德尔塔巴流量计在矿用风筒通风性能测试中的应用

矿用风筒检测中最常用的流量计为差压流量计。本文介绍了一种用于测量风筒通风性能的德尔塔巴流量计,简述了德尔塔巴流量计的测量原理及基本结构,并对不同流量计在风筒测量中的能力进行对比和分析,同时结合德尔塔巴流量计在实际风筒检测中的应用情况,表明该流量计在风筒测量中的优势。

柔性可伸缩风筒的研究

采用无刚性骨架的普通柔性风筒，加一个导向筒制成一种新型的柔性可伸缩风筒。它克服了目前使用的柔性可伸缩风筒制作工艺复杂、风阻大等方面的缺点。

风送式喷雾机风筒结构对飘移性能的影响

为改善风送式喷雾机的飘移性能,为原有喷雾机的出风口设计安装一个锥形导风筒和一个同轴柱形导风筒。试验结果表明:锥形导风筒可以约束气流的运动轨迹,提高气流在水平方向的速度,有效约束雾体、减小能量损失;同轴柱形导风筒可以使风筒出口的气流速度成梯度分布,速度外高内低的气流可约束雾滴的运动轨迹,减小雾滴飘移,使沉积率提高30.6%。