煤矿侧卷式风门的研究及其对巷道风量的影响

以山西A矿侧卷式风门为例,基于不同工况条件下煤矿侧卷式风门对巷道风量的影响,介绍了1种分析方法。该方法将风门规格尺寸、材料特性等参数录入到ANSYS软件(有限元分析软件)中,由该软件自动构建出风门的有限元模型,然后根据煤矿井下作业的实际情况,分别设计出不同的风门风速,以此为基础,分别模拟不同工况条件下巷道内风量的变化情况及阻力变化情况,并对其进行分析,方便准确调节风门。通过验证,该方法具有一定的应用价值。

风速对浅埋近距离煤层上覆采空区氧化带分布的影响研究

以苏家沟煤矿浅埋近距离煤层采空区的特点为例,建立贯通型裂缝连通地表和上覆采空区的三维模型。基于ANSYS FLUENT模拟软件对采空区不同风速条件下的氧气浓度分布进行研究,结果表明:随着进风巷风速的增加,采空区距工作面0~20 m内的氧气浓度呈现持续增加的规律,采空区深部的氧气浓度则呈现先增大后减小的趋势;当风速为3 m/s时,氧化带分布范围最广,上覆采空区的氧化带主要集中在工作面附近及回风侧裂隙所在位置。研究结果为同类型煤矿采空区自燃防护措施的合理分布提供参考。

基于Fluent的锂离子电池及模组风冷温度场数值研究

为了研究锂离子电池充(放)电过程中热性能特点,更好地进行热管理分析,基于Fluent软件建立锂离子电池组三维瞬态散热模型并对温度场进行仿真计算,分析不同条件对电池及模组散热性能的影响。结果表明:减小充(放)电倍率和增大表面对流换热系数可改善电池因温度过高而导致的热失控。进口风速从0.5 m/s增至6 m/s且4C充电终止时,电池组最高温度、平均温度、温差、一致性系数降低了33.57 K、21.23 K、9.84 K和2.82%,但泵功耗增加了0.35 W。进风温度从298.15 K降至283.15 K且4C充电终止时,电池组最高、平均温度降低12.8 K和13.92 K,温差与一致性系数升高1.86 K和0.76%。即增大风速,电池组温升和温度均匀性得到改善;降低进风温度,可控制电池组温升,但温度均匀性抑制效果变差。

圆柱形锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟

为了对锂离子电池更好地进行热管理,对锂离子电池进行风冷温度场数值模拟分析。根据进、出风口位置及方向设计18组电池模组结构,利用CFD软件对18650型单体锂离子电池和电池模组进行不同条件下温度场散热效果分析。结果表明,单体锂离子电池试验和模拟数值变化趋势一致,且相对误差不超过5%;相同模拟工况下,单层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口横向布置优于竖向布置,双层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口竖向布置优于横向布置,得出D1为最优模型;D1风道间距为4 mm时,最高温度、平均温度、最大温差和一致性系数分别为305.30,304.29,2.20 K和0.72%,电池模组温度场散热效果及均匀性最佳;当进口风速从0.5 m/s增大到5 m/s时,各项温度指标分别下降12.53,11.36,3.21 K和1%,当进口风速超过3 m/s时,温度场各项温度指标下降缓慢,温度场散热效果不明显。锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟对其在实际应用中具有重要参考价值,可为电池热管理系统提供指导依据。

抗震巷道内空调通风系统的设计与实现

为解决传统巷道内空调通风系统存在的信息采集准确率较低\,性能较差、抗震巷道环境难以改善等问题,提出设计一种新的抗震巷道内空调通风系统。先将系统的整体架构划分为采集层、控制层和监管层三部分,以主控制器为核心,对系统各执行组件做出正确地判断,并对各组件进行统一化控制,完成系统的硬件设计;创建中心服务器信息处理过程,设定风机运行指令,主动采集风速等环境信息,获取实际环境状态,将设定值与实际值进行对比,依据对比结果判断风机是否正常运行,实现系统软件功能的开发。实验结果表明,在不同的震级条件下,该系统能够有效改善抗震巷道环境,系统的信息采集准确率高达85%左右,充分验证了该系统的优越性。

进风口高度与导流板角度对猪舍空气龄和CO2分布的影响

为了研究进风口形式对猪舍空气龄和CO2分布的影响,利用计算流体力学(CFD)技术对某实验猪舍的风速、空气龄、CO2浓度以及生猪的对流换热量进行了模拟研究。原猪舍模型(方案A)进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.8 m。本研究设计了6种通风方案与原猪舍模型进行比较,方案B:进风口导流板角度为90°,进风口高度为1.8 m;方案C:进风口导流板角度为120°,进风口高度为1.8 m;方案D:进风口导流板角度为150°,进风口高度为1.8 m;方案E:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.6 m;方案F:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.4 m;方案G:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.2 m。研究结果表明:风速模拟值与测量值的决定系数R2为0.9162,平均相对误差为26.7%,所构建的模型可以准确地预测猪舍内风速形态。通过比较各通风模拟方案发现:进风口高度和导流板角度会影响猪舍内空气龄和CO2的分布,其中方案C与方案F可显著降低舍内生猪活动区域平均空气龄以及平均CO2浓度,并具备较好的猪舍保温效果。研究同时发现,生猪生活区域的CO2浓度会受到生活区域的平均空气龄和整舍空气龄分布均匀性的影响。

掘进巷道热环境影响因素重要性分析

目前大多数研究仅讨论了单一因素对掘进巷道热环境的影响,未涉及多因素对掘进巷道热环境影响的重要性。利用Fluent软件对掘进巷道进行三维建模与数值模拟,通过正交试验与控制变量法分析了入风风速、入风温度、围岩温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度。数值模拟结果表明:对掘进巷道热环境的影响程度由大到小依次为围岩温度、风筒直径、入风温度、入风风速;入风风速、入风温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度保持稳定;距离掘进工作面越远,围岩温度对掘进巷道热环境的影响越显著;掘进巷道温度与入风风速之间呈负幂函数关系,增大入风风速可降低掘进巷道温度,但入风风速过大,降温效果越来越不明显;掘进巷道温度与入风温度、围岩温度之间呈线性正相关关系,与风筒直径之间呈线性负相关关系。利用Origin对数值模拟结果进行拟合,得到掘进巷道温度与入风风速、入风温度、围岩温度、风筒直径之间的多元线性回归方程,拟合程度较好,可为工程预测掘进巷道温度提供有效参考。

巷道风量全自动在线测试装置研制与应用

为了实现巷道风量在线准确测试,以王坡煤矿上寺头北翼回风巷和辅运大巷为研究对象,采用CFD方法模拟了矩形巷道和半圆拱巷道断面风速结构场;对比不同巷道风量条件下巷道断面平均风速分布区域,巷道风量大小对巷道断面内平均风速分布区域无影响;进一步获得巷道断面无因次风速结构场,为巷道断面平均风速分布区域内布置多个风速采集点准确求取巷道平均风速奠定了理论基础;以巷道断面无因次风速结构场为基础,根据巷道断面平均风速分布区域确定巷道平均风速数据采集点位置,构建了巷道断面平均风速九点采集法,准确获得巷道平均风速的同时能够检验风速传感器是否存在数据失真问题;结合巷道断面平均风速九点采集法,设计了分别适用于矩形巷道、拱形巷道的龙门式和折叠式巷道风量全自动在线测试装置,根据巷道平均风速数据采集点位置定制设计测试装置结构尺寸与风速传感器运动轨迹。在王坡煤矿10个测风站位置部署了巷道风量全自动在线测试装置,人工测风数据和装置测风数据之间相对误差小于8%,研究表明巷道风量全自动在线测试装置的测风精度能够满足矿井通风要求,同时能够实现矿井多个巷道风量同步在线测试。

冷藏车冷风导流系统的设计及热流场分析

目的为了使冷藏车在运输过程中冷风分布更均匀,提高对货物的冷却效果。方法设计一种冷藏车冷风导流系统,建立其三维几何模型及冷藏车制冷时的热物理模型。利用计算仿真的方式分析了冷藏车在运输苹果过程中车厢内冷风流向及温度场随时间变化情况,分析了冷风导流系统及其气孔直径、气孔间隔、导流槽尺寸、回风道宽度、入口风速等关键参数对运输过程中冷却效果的影响。通过分析的结果确定了冷风导流系统的关键尺寸。结果发现设计的冷风导流系统可将运输过程中货物温度最大值降低5.9 K,回风道宽度在150 mm左右为宜。结论文中设计的冷藏车冷风导流系统可有效提高冷却效果,相关的方法可为冷藏车设计提供一定的参考。

换个角度看待吸油烟机的风量与噪音

本文分析当前市场上吸油烟机大风量与低噪音技术的现状及优缺点,从另一个角度,以用户实际体验出发,提出一个新的性能指标,并设计一种解决大风量与低噪音矛盾关系的技术方案,即不以排烟管的输出风量大小而应以吸油烟机面板上合适进烟口的吸力(风速)大小来判断油烟是否能及时吸排的技术标准。

盘管表面喷雾冷却传热传质特性实验研究

针对盘管表面喷雾冷却,通过实验方法研究迎面风速、喷嘴进水流量及辅助空气压力对系统传热传质的影响。研究表明,随着迎面风速的增加,系统的传热传质系数逐渐增大,当风速达到1.5 m/s时,部分液滴未能与盘管进行换热就被排出系统,使有效液滴数量降低,传质系数增长速度减慢;随着喷嘴进口水流量的增加,系统的传热传质系数增加,但流量过大会在盘管表明生成较厚液膜形成热阻,使传热传质能力下降;随着辅助空气压力的增大,系统传热传质系数增大,但进水流量一定时,压力过大会使得喷雾流量下降,传热传质增长速率下降。

提高巷道风量测定精度的最大风速法

采用测定巷道中心最大风速的方法获得巷道平均风量,首先推导出巷道最大风速与巷道平均风量的相关关系,给出了风速分布系数的测定与计算方法、适用范围。使用该方法测风可提高测风的速度与精度,减少测风误差,还可将风速传感器获得的风速直接转化成风量,实现对矿井风量的监测监控。

冷凝水冷却双层玻璃幕墙模拟研究

提出冷凝水冷却双层玻璃幕墙系统,这既是一种新的空调冷凝水利用方式,也是一种双层玻璃幕墙改良方案。将收集到的冷凝水通过水泵输送到进水管,自上而下地流过双层幕墙内表面,调节玻璃幕墙温度,降低建筑的空调负荷。建立物理模型和划分网格,利用Airpak软件进行模拟,对比讨论冷凝水冷却双层玻璃幕墙与普通双层玻璃幕墙的工作效果,以及冷凝水冷却双层玻璃幕墙不同空气夹层的进口风速、空气夹层厚度对整体的影响。在变进口风速与变夹层厚度两种情况下,冷凝水冷却双层玻璃幕墙的空气夹层平均温度均比普通双层玻璃幕墙低,约低2~5℃。在变进口风速情况下,普通双层玻璃幕墙的空气夹层平均温度随着进口风速的增大而下降,冷凝水冷却双层玻璃幕墙的空气夹层平均温度却随着进口风速的增大先下降后上升。在变夹层厚度情况下,普通双层玻璃幕墙的空气夹层平均温度随着夹层增厚变化不大,而冷凝水冷却双层玻璃幕墙的空气夹层平均温度随着夹层增厚逐渐上升。随着进口风速的增加,冷凝水冷却双层玻璃幕墙的最高温度不断降低,而空气夹层平均温度先下降后升高,且温度分布趋向均匀。一味地增大进口风速并不能使冷凝水冷却双层玻璃幕墙一直降温,若空气流速继续增大,将使空气夹层温度场趋于一致且继续升高,因此需要在保证温度降低的情况下控制进口风速。随着空气夹层厚度变大,冷凝水冷却双层玻璃幕墙空气夹层中的最高温度下降,而平均温度在缓慢上升。空气夹层过宽或过窄都会影响冷凝水冷却双层玻璃幕墙的使用效果,因此应使幕墙夹层厚度控制在合理的区间。