综掘工作面风筒出风口风流智能调控装置研究

针对目前煤矿综掘工作面局部通风风筒的出风口口径、方向角度和前后距离不能实时动态变化所造成的瓦斯、粉尘爆炸和环境污染风险提升问题,研发安装于风筒出风口的风流智能调控装置。分析综掘工作面实际通风风流运移分布规律及风流调控需求,建立了智能调控装置的整体结构方案,进行了机械结构详细设计及安全性优化分析,并对控制系统软硬件进行了分析设计。研制了机械式调控装置,进行了井下的风速及粉尘浓度的风流场调控测试研究,其测试结果表明:出风口距端头7 m时,调控后回风侧沿程风速由4.01 m/s下降至1.19 m/s,司机位置处的风速由0.1 m/s提高到了0.5 m/s,达到了《煤矿安全规程》要求规定范围;出风口距端头5 m和10 m时,风流场调控后司机位置处粉尘浓度较原始粉尘场最高降低了34%,说明调控装置的调风和降尘效果明显,具有一定的实际应用价值。

开口试验段优化设计数值模拟

为提高某低速风洞开口试验段流场品质,采用计算流体力学方法,结合适当的边界条件,对不同设计方案进行了模拟.数值模拟结果显示:采用集气扩散段能有效提高开口试验段流场均匀性;在试验段入口前加装蜂窝器和阻尼网,对提高试验段流场均匀性和方向场、降低湍流度有重要作用.对试验段尺寸与收集器设计的进一步研究表明,延长试验段前入口区长度、增大试验段口径、改变集气扩散段位置与尺寸都能够有效提高模型区流场品质.通过比较,得出了较为合理的匹配参数,流场指标达到了设计要求.

应用协同射流原理的旋翼翼型增升减阻试验研究

协同射流技术作为一种新型主动流动控制技术,是突破旋翼翼型高增升减阻设计的最有潜力的发展方向之一。以OA312旋翼翼型作为基准翼型,研制微型涵道风扇组为驱动的旋翼翼型CFJ风洞测力模型,开展基于前缘高负压零质量内循环协同射流原理的旋翼翼型高增升减阻低速风洞试验,研究吹气口大小、吸气口大小和上翼面下沉量等基础参数对增升减阻的影响规律,探讨CFJ旋翼翼型关键参数最佳取值。结果表明:与OA312基准翼型相比,小攻角状态时,CFJ旋翼翼型可显著降低阻力系数,甚至出现"负阻力"现象,实现了零升俯仰力矩基本不变;大攻角状态时,CFJ旋翼翼型可显著提升最大升力系数和失速迎角,其中,最大升力系数可提升约67.5%,失速迎角推迟了近14.8°。

掘进工作面高压气幕控尘性能实验研究

为了解决掘进工作面粉尘浓度大的问题,搭建了小型高压气幕优化测试系统并设计了楔形射流腔。首先研究不同截面直径的圆柱射流腔和楔形射流腔对高压气幕均匀性的影响,对于圆柱射流腔,气幕均匀性较差;对于楔形射流腔,当截面直径为φ80 mm时,气幕性能最好。选用截面直径为φ80 mm的楔形射流腔研究不同气幕参数对气幕性能的影响,当气源流量、气源压力和出口宽度分别为0.8 m^(3)/h、0.6 MPa和9 mm时,气幕性能最优。

火箭发射场坪排焰道口射流研究

为了研究火箭发射场坪上排焰道口射流流场的弯曲变化规律,基于亚声速直线射流的理论公式,提出一种横风场中亚声速弯曲射流分析方法。推导了非均匀风场作用下亚声速弯曲射流轴线方程,以及弯曲射流半宽、横截面速度、质量流量和轴线速度的近似公式;在恒定风速横风场条件下采用近似公式和计算流体力学(CFD)两种方法计算不可压缩弯曲射流的轴线和速度分布,基于CFD结果对近似公式的参数进行修正,根据近似公式参数变化分析初始半宽和速度比对射流的影响。结果表明:近似公式可以较准确地描述射流现象;初始半宽的变化对射流形状影响较小;速度比的变化对射流形状具有显著影响;所采用的理论方法在分析发射场坪排焰道口射流时具有可行性。