湍流脉动影响下巷道平均风速单点统计测量方法

巷道断面上各点风速不同,每点的瞬时风速又具有随机脉动性,准确获取一点的风速时均值并将其转换为断面的平均风速值是矿井通风领域中的一项技术难题。根据巷道湍流定常非均匀特征,建立了巷道断面上任一点时均风速u和断面平均风速V的统计测量模型,并对u与V之间的转换机制进行了理论和实验研究。理论研究表明,湍流充分发展的圆形巷道内,u与V之间呈非线性正相关,但在很宽的风速变化范围内,可近似为正比关系。实验结果表明,在井下常见风速范围内,湍流非充分发展的非圆巷道断面无量纲速度场结构近似恒定,u与V之间亦呈正比关系,比值k为常数,亦即无量纲速度场结构恒定时,系数k的大小和分布也是恒定的。k值与风速大小无关,仅取决于巷道的方向、断面形状、断面积以及支护方式等边界条件的变化。只要获得巷道断面k的分布以及任一点的时均风速u就可获得巷道断面的平均风速V。根据统计测量模型给出了恒定速度场结构下k值的首次标定准则,提出单点瞬时风速的时均化原则为时间平均尺度大于湍流各态遍历假设。新型智能传感器应提高数据采集频率以满足风速时均化要求。

宽喷幅风送式喷雾机空间气流速度分布规律

为了研究宽喷幅风送式喷雾机外部空间气流的分布,以期为优化其设计提供技术依据。该文对自制的宽喷幅风送式喷雾机样机外部气流速度场进行了测试,应用自由紊动射流理论对试验数据进行分析,获得了气流速度场的分布规律与变化机理。结果表明:风机在不同供电频率44、46、48、50 Hz时,宽喷幅风送式喷雾机轴心上的纵向时均风速随送风距离的变化均呈幂函数变化规律,气流中心速度符合三维自由紊动射流纵向中心速度幂函数衰减规律;宽喷幅风送式喷雾机的喷幅与送风距离成线性关系。根据试验数据,回归了射流边界曲线,射流与地面之间的涡结构使出风口长轴方向的射流边界曲线上下不同,两射流边界线相交点的"虚源"不在水平轴线上,上下射流边界线与轴向水平线之间的夹角分别为20.5°和28.8°;同时,沿出风口短轴方向的两射流边界曲线变化规律基本相同,两射流边界线相交点的"虚源"处在水平轴线上,射流边界线与轴向水平线之间的夹角分别为4.18°和4.23°;在纵向送风距离分别为0.5、1、1.5、2和2.5 m处的断面上,气流纵向时均速度的分布沿出风口的短轴方向上分布相似、而沿长轴方向上分布不相似;气流速度场三维曲面重构后发现,沿出风口的长轴方向上,在外边界层的内侧,风速的分布出现2个高风速区。