煤矿掘进巷道断面尺寸变化对噪声传播的影响

为研究煤矿掘进巷道长空间内断面尺寸变化对噪声传播的影响,采用仿真模拟方法研究巷道内噪声传播,分析煤矿掘进巷道断面积大小、断面形状及断面面积突变率的变化对巷道内噪声传播影响。结果表明:煤矿掘进巷道内断面面积大小、断面形状及断面面积突变率均会影响巷道内噪声的传播,当噪声源功率、频率相同时,声压级衰减随巷道截面积增大而增大;对于给定的断面面积(18 m2),当断面形状不同时,声压级衰减也不同,且断面形状为拱形时会产生明显的声聚焦效应,不利于噪声衰减;当断面面积发生突变时,巷道内的声压级分布会有所变化,其中断面面积由大变小时不利于噪声的衰减,断面面积由小变大时仅影响突变后的声场,而对巷道内整体声压级影响并不明显;巷道内噪声衰减现场测试与数值模拟结果基本一致,验证了搭建的模型及模拟结果的可靠性。

湍流的诱导及对瓦斯爆炸火焰传播的作用

对巷道面积突变和巷道分叉对瓦斯爆炸过程中火焰传播速度的影响进行了试验研究 ,并利用加速环研究了巷道支架对瓦斯爆炸传播规律的影响 ,在此基础上对湍流的形成过程进行了理论分析 .研究结果表明 ,管路分叉、面积突变对瓦斯爆炸过程中火焰传播规律有重要影响 ,导致产生附加湍流 ,使瓦斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速增大 ;在管道内装加速环 ,将使瓦斯爆炸过程中湍流度加剧 ,火焰的传播速度更大 ,激波生成的位置、最大点位置前移 ,强度增大 .研究结果对指导现场防治瓦斯爆炸和减轻瓦斯爆炸的威力具有重要作用 .

湍流的诱导及其对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的作用

在实验的基础上,研究了管内瓦斯爆炸过程中湍流的诱导及其对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的影响作用。研究结果表明,管道面积突变对瓦斯爆炸过程中湍流的产生具有重要影响。管道面积突变(变大、变小)时,产生附加湍流,并使下游火焰气流的湍流度增加,瓦斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速提高,并可诱导激波的产生。在80×80mm等截面直管中(瓦斯浓度为理论上最猛烈的爆炸浓度9.5%),瓦斯爆炸最大火焰传播速度为40.8m/s,管内各点均为压力波信号,当管道加装一Φ300mm圆管形成面积突扩11倍和突缩11倍两断面后,面积突扩处(L/D=22)火焰速度增大5.05倍,达到64.4m/s,面积突缩处(L/D=28)火焰速度为156.0m/s,增大4.55倍,并在L/D=48倍处形成激波(超压1.6976atm、波速416.7m/s),在L/D=98倍处,激波强度最大。在面积突变管内加装加速环可使瓦斯爆炸过程中湍流度加剧,火焰的传播速度更高,激波生成的位置(L/D=28)、最强点位置(L/D=70)均前移,激波强度增大。研究结果对指导现场如何防治瓦斯爆炸,减轻瓦斯爆炸的威力具有一定的指导意义。

变直径管内甲烷爆炸压力的测定

本文通过在等直径管中加入变直径管,研究了变直径管对甲烷爆炸压力的影响.实验结果表明:与等直径管相比,变直径管的存在对甲烷在长管中的爆炸传播规律产生了显著影响,改变了甲烷爆炸最大爆炸压力的变化趋势,最大爆炸压力曲线呈现明显的单峰三区形状;甲烷爆炸冲击波传播到变直径管的前端,即截面积突然变小的区域,冲击波气流湍流度加强,爆炸压力显著增大.因此,煤矿巷道中应尽量消除或减少截面积突然变小的区域.