综掘工作面湿式除尘条件下尘雾耦合数值模拟

为了得到煤尘和喷雾液滴在风流作用下的运动规律,以某煤矿综掘工作面实际情况建立煤矿巷道及各主要设备几何模型,通过采用FLUENT软件的DPM模型对综掘工作面里的风流、煤尘和喷雾液滴进行耦合数值模拟。根据数值模拟结果得出:在长压短抽通风条件下配合附壁风筒使用的湿式除尘方法取得显著除尘效果,由附壁风筒出流的径向风流形成的风幕有效抑制了煤尘向巷道后方的运动;通过对瞬态结果的分析清晰知晓了煤尘和喷雾液滴的运移趋势;煤尘和喷雾液滴总体呈逐步向巷道后方扩散并逐渐被捕捉的趋势,且主要聚集在掘进机和截割面之间的区域,同时发现煤尘和喷雾液滴在30 s内逐渐减少,在掘进机司机处粒子浓度呈先急剧增加再逐步减少的规律。

多因素对内混式气动雾化喷头雾化及降尘特性影响

为了掌握内混式气动雾化喷嘴喷雾特性及降尘性能,借助自主研发的雾化角及内混式气动雾化雾滴粒径测试平台和尘雾耦合试验平台,对内混式气动雾化喷头雾化特性与降尘特性进行了实测及分析。结果表明,在气动压力为0.2~0.4 MPa、水流量为10~16 L/h的情况下,内混式气动雾化雾滴体积中值粒径(V_(50))和索特尔平均直径(Sauter Mean Diameter,SMD)均随着气动压力的增大而减小,随着水流量的增大而增大,且气动压力对内混式气动雾化雾滴粒径的影响比水流量对雾滴粒径的影响更大。粉尘运动速度在1~3 m/s范围内,气雾运动速度分别为2~5 m/s、>5~11 m/s时,内混式气动雾化雾滴粒径分别在>40~50μm处、>30~40μm处取得最大降尘效率。设定气雾运动速度为>8~11 m/s、粉尘运动速度为1 m/s,并使雾滴粒径SMD大致均匀地在20~40μm范围内分布,则可以较好地与0~50μm内各粒径区间的粉尘耦合沉降,且降尘效率最高。研究为内混式气动雾化技术在粉尘耦合领域提供了理论基础和试验支撑。

综掘工作面喷雾降尘系统喷嘴优选及布置

针对综掘工作面喷雾降尘效果不佳的问题,通过尘雾耦合实验得出了粉尘与其最佳捕尘雾滴粒径之间的定量数学关系为D雾滴=10D粉尘,经现场应用,降尘效果大大提高。