Modeling the influence of forced ventilation on the dispersion of droplets ejected from roadheader-mounted external sprayer

In order to reveal the influence of forced ventilation on the dispersion of droplets ejected from roadheader-mounted external sprayer,the paper studies the air-flowing field and the droplet distribution under the condition of gentle breeze and normal forced ventilation in heading face using the particle tracking technology of computational fluid dynamics(CFD).The results show that air-flowing tendency in the same section presents great comparability in the period of gentle breeze and forced ventilation,and the difference mainly embodies in the different wind velocity.The influence of ventilation on the dispersion of droplets is faint under the gentle breeze condition.The droplet can be evenly distributed around the cutting head.However,under the normal forced ventilation,a large number of droplets will drift to the return air side.At the same time,droplet clusters are predominantly presented in the lower part of windward side and the middle of the leeward side around the cutting head.In contrast,the droplet concentration in other parts around cutting head decreases a lot and the droplets are unable to form close-grained mist curtain.So the dust escape channel is formed.In addition,the simulation results also reveal that the disturbance of air flow on the droplet distribution can be effectively relieved when using ventilation duct with Coanda effect(VDCE).Field experiment results show that the dust suppression efficiency of total dust and respirable dust increases respectively by 10.5%and 9.3%when using VDCE,which proves that it can weaken the influence of airflow on droplet dispersion.

定子通风槽钢结构对提高中型高压电机散热性能分析

为降低YJK450-6、400kW中型高压电机的通风散热性能,本文对该电机不同通风槽钢结构进行了散热性能研究。首先,在现有电机的直线标准型通风结构基础上,提出单列缩放型、双列直线型、双列缩放型3种轴-径向混合通风结构形式;在SpaceClaim软件中建立电机3维温度场数值计算模型,根据基本假设和边界条件结合电机内部热量传递公式计算出电机仿真设置参数,并导入Fluent软件进行仿真模拟,其中,计算温度场所用热源通过AnsoftMaxwell平台计算的电机损耗值获取。其次,通过网格无关性和温升试验验证本文建立的电机3维温度场数值计算模型;通过仿真模拟对比分析3种轴-径向混合通风结构与直线标准型结构对电机流场和温度场的影响;采用正交试验法对轴-径向混合通风结构进行参数优化,得到最佳散热结构和参数方案;进一步探究冷却风速对双列缩放型槽钢的电机换热性能的影响;结合定子绕组温升和电机整体的温升均匀性系数,对最佳散热结构和参数方案电机进行散热效果评价。仿真结果表明:本文建立的计算模型是有效的;双列缩放型通风槽钢结构的各项散热性能指标均最好,是最优通风槽钢结构;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构为最佳散热结构和参数方案;双列缩放型通风槽钢结构两侧的平均对流换热系数随冷却风速增大而增大,且槽钢迎风面的平均对流换热系数明显大于背风面;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构电机的内/外层绕组温升分布均匀性系数比直线标准型电机分别提高88.13%、20.11%。因此,优化设计通风槽钢结构有利于电机内部空气流动和散热,可实现有效降低电机内部温升的目的。

汽轮发电机带有交替径向风道的转子流体与传热耦合分析

针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次,建立了带有交替径向风道的发电机转子流体-传热三维物理模型和数学模型,给出了基本假设和相应的边界条件,同时将通风网络计算得到的风速和压力作为转子求解域的耦合边界,采用有限体积法进行求解,计算结果与实测值吻合。然后分析了交替径向风道内流量分配和氢气流动情况,研究了转子内部氢气温度分布和槽楔出风口风温变化规律,探明了转子绕组和铁心轴向温度分布特性,讨论了副槽入口流量和槽楔出口直径对转子流体和温度的影响。得出副槽入口流量应控制在0.1~0.16 m^(3)/s范围内,且选择较小的槽楔出口直径,可以提高通风系统的效率与风量分配均匀性,降低转子轴向热不平衡。

3车道瓦斯隧道通风流场及瓦斯运移规律研究

为有效进行大断面公路瓦斯隧道施工期通风降气,以古金高速公路大梁子隧道工程为依托,采用SCDM软件建立2台阶带仰拱的计算模型,使用Fluent软件进行数值模拟,揭示在不同台阶长度、风筒出风口距掌子面距离、双风筒布设形式下,隧道掌子面及附近区域的通风流场特征和瓦斯运移规律,并结合现场监测数据进行验证。研究结果表明:1)流场在通风20 min后基本稳定,上台阶和仰拱段会形成涡流阻碍瓦斯的运移、扩散和稀释,在风筒非对称布设情况下,掌子面风筒对侧的墙角处出现瓦斯积聚现象;2)隧道内通风降气效果的敏感性影响因素排序为双风筒及布设形式>风筒出风口距掌子面距离>台阶长度,建议优先采用双风筒同侧布设送风,其次调整风筒出风口距掌子面距离为20~25 m和台阶长度为15~20 m;3)采用双风筒同侧布设通风时,掌子面及附近区域风速提高、瓦斯体积分数大幅降低,且施工现场开展的送风试验与数值计算结果吻合度高,验证了双风筒同侧送风的可靠性。

综掘工作面风幕阻尘效果影响因素研究

目前综掘工作面粉尘污染的研究多集中于单一因素对综掘工作面风幕阻尘效果的影响,而未充分考虑各因素间的交互作用,使得压风分流技术的工程应用效果欠佳。为明确附壁风筒径向出风距离、径向出风比及轴向出风距离对风幕阻尘效果的影响,以潘三矿810西翼机巷综掘工作面为研究对象,运用Fluent软件对径向出风距离为10~25 m、径向出风比为0.6~0.9及轴向出风距离为6~12 m条件下的风流分布和粉尘扩散情况进行数值模拟。结果表明:(1)随着径向出风距离增大,径向涡流风幕在巷道内的转变更充分,综掘机司机前端的风流分布越均匀,更有利于形成风速方向均指向工作面的轴向阻尘风幕。当径向出风距离为10 m时,距工作面7 m断面内涡流特性明显,风速方向紊乱;当径向出风距离为25 m时,距工作面7 m断面内,风流分布趋于均匀,风速方向均指向工作面,形成了能够覆盖全断面的轴向阻尘风幕。(2)随着径向出风比增大,整流风筒轴向风流风量减小,轴向风流风速和射流强度降低,轴向风流对综掘工作面前端气流的扰动减弱;径向出风比越大,越有利于形成风流方向指向工作面且能覆盖全断面的轴向阻尘流场,即轴向阻尘风幕。(3)径向涡流风幕的阻尘能力随径向出风比的增大先增强后减弱,轴向阻尘风幕的阻尘能力随径向出风比的增大而不断增强。(4)在采取压风分流风幕阻尘技术后,当压风总量为300 m^(3)/min,吸风量为400 m^(3)/min,附壁风筒径向出风距离为20 m,径向出风比为0.9,整流风筒轴向出风距离为8~10 m时,能很好地将粉尘聚集在吸尘口附近,达到高效控尘除尘的目的。在810西翼机巷综掘工作面进行现场测试,测点风速和粉尘质量浓度实测值与模拟值基本一致,高浓度粉尘被有效阻控于工作面前端,隔尘效果较为明显,验证了数值模拟的有效性。

地下汽车库通风排烟系统优化分析

本文结合相关工程实例,对地下汽车库的通风排烟系统设计进行了多方面分析、计算及探讨,并提出一些观点和优化方案。实际项目各式各样,设计过程中,暖通设计师应该在满足规范要求的前提条件下,具体项目具体分析,多方面优化,节约成本,提升品质。

一种设旁通风道的新风机组的节能效果分析

通过对现有新风机组运行能耗的分析,提出了一种带旁通风道的新风机组。以成都地区某办公楼为例,根据室外空气干球温度、PM2.5浓度及室外空气比焓分布,研究了该种新风机组不同运行模式下全年运行能耗的变化。结果表明,仅旁通表冷器全年节能率为3.56%,仅旁通过滤器全年节能率为24.29%。研究结果可为新风机组节能设计提供方向,也可为新风系统设计提供新的思路。

煤矿通风机进气风道的改进与模拟

为解决压入式通风系统安装消音器后叶轮出现裂纹的情况,基于SolidWorks构建通风系统的三维模型并导入CFD软件中开展数值模拟仿真研究,分析导致叶轮出现裂纹的主要原因,重点对进气风道的几何尺寸和消音片的形状进行改进;最后,对改进后的通风系统的内部流场进行分析,验证了本次改进的有效性。

通风空调风管三通气动噪声数值模拟及降噪方案

为解决通风空调风管三通气动噪声过大,无法保证良好作业环境的问题,开展对其噪声数值的模拟和降噪方案的设计研究。通过基于混合仿真法的通风空调风管三通气动噪声数值仿真、建立通风空调风管物理模型与网格划分、设置边界条件与数值模拟结果,实现噪声的数值模拟。通过控制流量比恒定优化入口速度、控制入口速度恒定优化流量比,制定降噪方案,促进通风空调风管三通气动噪声降低,提升作业环境整体质量。

轨道交通工程的通风排烟系统设备选型及风管材料选择

轨道交通工程中通风排烟系统是轨道交通正常运行的安全保障。文章以苏州某轨道交通项目为例,通过对各设备选型校核计算及不同材质风管进行分析,选择了合适的风管材质及安装形式,解决了轨道交通项目中风管空间排布及满足防火要求的难题。

常用风管的特性及选用分析

风管是通风空调系统中重要组成部分。随着社会的发展,风管在不断更新换代,新型风管层出不穷,大众可选的风管范围也越来越广。文章主要阐述了不同材质的通风管道的性能特点,探讨了彩钢板酚醛复合风管在通风空调系统中的应用,旨在为通风空调管道的选择提供参考。

绿色节能理念下的纤维织物风管施工控制要点研究

文章总结归纳了纤维织物风管的优点,指出了其与其他冷风机、风管系统的差异,立足节能环保视角,提出了纤维织物风管系统施工安装过程中的控制要点与注意事项,以缩短工期,减少风管管道内阻力,改变气流组织,有效调节风速及冷量分布,降低空调设备负荷,提高通风系统能效,保证空调系统安装与使用的生态效益与经济效益。

临港J08-02地块配套初中地下车库通风系统方案比较

自《建筑防烟排烟系统技术标准》实施以来,汽车库的排烟风管有一定的耐火极限的要求,对地下车库传统风管式通风系统和诱导式通风系统方案产生了一定的影响。为了更好地比较两种方案,以上海市临港J08-02地块配套初中地下车库为例,分别采用换气次数法、稀释浓度法对通风系统进行计算选型,对比两种方案的系统形式、初投资、年运行费用等。结果显示:与传统风管式通风系统相比,采用诱导式通风系统可以降低初投资,系统较为节能,运行过程中的气流组织良好,减少了排风管道,有利于管线排布。研究表明,与传统风管式通风系统相比,诱导式通风系统具有一定的经济性且更为节能。

移动通风槽在砂石骨料自动装车系统的除尘设计

砂石骨料生产线采用移动皮带机自动装车系统装车时,由于皮带机的移动性,导致难以有效布置除尘器,除尘效果较差。移动通风槽能够将移动除尘变为固定除尘,实现装车高效除尘;介绍了移动皮带机自动装车系统的生产工艺、移动通风槽的结构及工作原理、风量及风压、除尘选型设计等。选用移动通风槽进行装车系统除尘时,移动通风槽风速控制在20~22m/s,除尘风机风压控制在>4000Pa较为适宜;在实际应用中,还应加强设备密封,定期进行清灰处理等。

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。

综掘工作面气室降尘技术研究

针对掘进巷道中的粉尘控制问题,传统的长压短抽通风降尘技术存在粉尘扩散区域大、风幕降尘技术存在射流孔易堵塞等弊端。以巴拉素煤矿综掘工作面为工程研究背景,建立了掘进作业过程中的粉尘运动数学模型,得出降低综掘工作面粉尘浓度的关键因素是控制掘进巷道风流场扰动范围及减小粉尘颗粒运动时间。以上述关键因素为依据,在风幕降尘的基础上开发了气室降尘技术,通过在正压风筒末端加装风袖,与风幕共同作用将粉尘封闭在气室区域内,再由负压风机抽出,以提高降尘效率。采用Fluent软件对长压短抽通风降尘、风幕降尘和气室降尘进行模拟对比分析,并优化了气室降尘技术参数。模拟结果表明:采用气室降尘技术时,综掘工作面人体呼吸带位置的粉尘浓度为350 mg/m^(3),较采用长压短抽通风降尘时的600 mg/m^(3)和风幕降尘时的480 mg/m^(3)大幅降低;气室降尘最优技术参数为正压风筒出风口距综掘工作面14 m、负压风筒末端直径0.6 m。在巴拉素煤矿2号煤2号回风大巷综掘工作面进行现场试验,结果表明采用气室降尘时,掘进巷道最低粉尘浓度为118 mg/m^(3),低于采用长压短抽通风降尘时的184 mg/m^(3)和风幕降尘时的156 mg/m^(3),且降尘效率较长压短抽通风降尘平均提高54.8%。

内河LNG燃料动力散货船危险区域划分研究

本文依托内河某型LNG单一燃料动力散货船,根据内河散货船的特点和LNG燃料动力船的技术特性,分析了LNG燃料动力船危险区域划分对内河散货船设计的相关影响。根据中国船级社对LNG燃料动力船舶的相关规范要求,对内河LNG燃料动力散货船的总体布置、电气设备选型及双璧管通风的管路布置提出相关建议。

基于静压变化的隧道风管漏风计算方法

目前施工通风计算中,往往将风管百米漏风率取为1个固定值进行计算,而工程实际中漏风率会随着风管内外的静压差变化而变化,为此,通过试验测试和理论分析相结合,提出1种充分考虑静压差和风量沿程变化影响的漏风率计算方法。首先,基于漏风率测试试验结果,拟合漏风率和风管内静压的关系式;然后,将风管分段处理,从出口段开始对风量、静压、漏风率等参数进行迭代计算;最后,求出整段长风管的漏风率。基于该方法进行通风距离、风管直径和海拔高度对漏风率的影响分析,结果表明:风管百米漏风率与管内静压呈正相关;在风管距离较长时,分段迭代的漏风计算方法更为合理;通风距离增长,风机须提供的静压升高,平均百米漏风率随之增大;风管直径增大,风管内的通风阻力减小,风机须提供的静压降低,平均百米漏风率随之减小;海拔越高,需风量越大,风机须提供的静压升高,平均百米漏风率随之增大。

带径向通风沟的大型水轮发电机励磁电流计算

励磁电流是大型水轮发电机设计的一个重要参数,直接影响电机的效率、温升等。但受径向通风沟和端部效应的影响,电机铁芯本体磁场沿轴向的分布并不一致。在电机磁路计算时,每一段磁路采用相应的轴向有效长度,很明显该方法并不适用于励磁电流的二维有限元计算。因此,本文提出了电机等效长度计算方法和硅钢片导磁特性等效方法,并将其用于励磁电流的二维有限元计算中。以一台在电站实际运行的真机为例,利用本文提出的方法对其空载和负载励磁电流进行了计算,并与实测结果进行了对比,证明了方法的准确性。

考虑双风筒通风隧道瓦斯运移规律数值计算及试验研究

为有效进行瓦斯隧道通风降气,以四川省成都新区龙泉山隧道为依托,采用Gambit软件建立通风计算模型,基于Ansys-Fluent 18.2软件进行数值计算,探究隧道内通风流场、瓦斯浓度场分布规律,揭示不同通风速度、风筒直径、风筒口距掌子面距离、双风筒技术方案下瓦斯气体的运移规律.研究结果表明:瓦斯隧道施工通风改良技术效果满足双风筒>加大半径>提升风速>减小距离;采用双风筒通风技术方案后,掌子面及稳定区瓦斯浓度大幅降低且分布均匀,当风速由10 m/s增至12 m/s时,瓦斯峰值浓度可再降低17.76%.针对龙泉山隧道发生的瓦斯溢出事故,施工现场在左拱腰处增设D1600风筒,掌子面拱顶位置测点A处瓦斯浓度即由1.455%降至0.227%,对应数值计算结果由1.793%降至0.287%;数值计算与现场试验结果吻合度较好,验证了双风筒技术方案的可靠性.