负压吸气式雾化装置参数优化及降尘试验研究北大核心

通过雾化粒度,射流速度和负压值性能试验测试负压吸气式雾化装置的关键参数,并通过因素水平分析确定了最优的参数取值范围,最后进行降尘试验测试。试验结果表明:增大射流压力能明显提高液滴雾化效果;雾滴D_(50)随喷嘴直径的增大呈先减小后增加的抛物线变化规律;雾滴速度随喷嘴伸出量的增加表现出先增加然后稳定减小的趋势。通过正交分析确定喷嘴直径3.5 mm,喷嘴伸出量3 mm为最佳参数;通过负压值测试分析确定射流水压3 MPa为最佳参数。通过和轴流喷嘴降尘效果对比得到射流吸气式混合雾化装置的雾粒粒径降低了54.73%,对全尘的控尘效率提高了20.78%,尤其是呼吸性粉尘控尘效率提高了40.24%。     

负压降尘装置雾化特性的理论研究与数值模拟

通过理论分析与推导,得出了高压水射流负压降尘装置的雾化特性,推导了供水压力、喷嘴直径和水雾SMD(索特平均直径)之间的关系,并通过数值模拟的方法仿真了高压喷雾的雾化特性。     

内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘效率研究

为了掌握内混式空气雾化喷嘴喷雾特性及降尘性能,借助自主研发的喷雾降尘实验平台,对内混式空气雾化喷嘴与X旋流型压力喷嘴流量、雾化角、射程、雾滴体积分数、雾滴粒径、雾滴速度等喷雾特性参数及降尘效率进行了实测,并对实验结果作对比分析。结果表明:随着供水压力的增加,内混式空气雾化喷嘴水流量和气流量分别呈指数形式递增和递减,气液质量流量比不断下/2次方成正比。随着供水压力的增加,2种喷嘴的雾化射程、雾滴体积分数及雾滴速度均增大。X旋流型压力喷嘴雾化角明显大于空气雾化喷嘴,其喷雾作用范围更宽;随着供水压力的不断提高,空气雾化喷嘴雾化角呈现先增大后减小的变化规律,而压力喷嘴则一直以较小的幅度不断减小。空气雾化喷嘴由于有压缩空气作为助力,在供水压力较低时能获得较为理想雾滴粒径,且随着供水压力的增大,雾滴粒径不断增大;普通压力喷嘴的雾化粒径随着供水压力的提高而减小,且需在较高的供水压力下才能获得理想的雾滴粒径。在相同的供水压力下,空气雾化喷嘴雾滴粒径和水流量均小于压力喷嘴,而雾滴体积分数、雾滴速度及降尘效率均高于压力喷雾。气水喷雾较压力喷雾具有明显的优势,获得相同的降尘效率,气水喷雾耗水量仅约为压力喷雾的一半。     

降尘用超声雾化喷嘴内流场仿真及参数优化实验研究

通过数值计算和实验测试手段研究了降尘用超声雾化喷嘴的内外流场。结果表明:通过超声雾化喷嘴内部流场的压力和速度矢量分布可以看出:射流喷嘴进口处和超声波振荡腔内部的压力分布较大。液体速度经过超声波振荡腔后速度减小,并且在喷嘴内部形成了漩涡。随着射流水压的增加,雾滴D50表现出明显减小趋势。随着以射流喷嘴口为起点距离超声波振荡腔的相对距离的增加,雾滴D50表现出先减小后增加,雾滴速度表现出先增大后缓慢减小,得到最佳的超声波振荡腔位置为3.5 cm。     

干雾降尘系统参数的优化及应用

为提高干雾喷嘴对井下作业场所呼吸性粉尘的降尘效率,通过实验研究了干雾喷嘴的雾化特性参数,得出了雾滴平均粒径与气水流量的变化规律,确定了最佳的工作参数范围;并以井下巷道喷雾降尘过程为研究对象,建立了巷道的相似模型,通过实验得出干雾喷嘴降尘效率随水流量的增大先增大后减小,气体流量越大降尘效果越好,巷道内的风速越大,干雾喷嘴的降尘效果越差。结合实验结果及现场实际情况设计了适用于胶带运输转载点的干雾降尘系统,取得了良好的降尘效果。     

煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究

为分析煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果,采用自行设计的喷雾降尘实验系统,对井下常用的螺旋型压力喷嘴在不同压力下的雾化特性及其降尘效果进行了系统的实验研究。结果表明：① 随着喷雾压力的提高,喷嘴流量不断增加,而雾化锥角不断减小。② 喷雾所形成的雾粒的粒径随着喷雾压力的增加而减小,但当压力增大至8 MPa时,继续增加压力,减小幅度有所减缓。③ 随着喷雾压力的增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均不断增加。当喷雾压力增加至8 MPa后,若继续提高喷雾压力,降尘效率提高不明显。④ 依靠增加喷雾压力来提高降尘效率（特别针对呼吸性粉尘）具有一定的局限性,对于实验所选用的喷嘴喷雾压力选用8 MPa较为合理。⑤ 喷雾所产生的雾粒,对于跟雾粒平均粒径接近的粉尘颗粒降尘效果最好;对于粒径小于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的减小而减小;而对于大于雾粒平均粒径的粉尘颗粒,降尘效率随着粉尘粒径的增加而略有下降。     

微雾喷嘴雾化特性及降尘性能

微雾喷嘴是一种改良型的湿式除尘构件.为了解其雾化特性和降尘效果,选用斯普瑞、泰格、LN这3种不同微雾喷嘴,基于现有实验平台及分析仪器进行了2组实验研究.结果表明:在出口直径相同时,随着水压的升高,3种喷嘴的流量、射程均增大,雾滴粒径减小,雾化角则先增大后减小;当固定水压时,这3种喷嘴的流量、雾化角和雾滴粒径随喷嘴出口直...     

采煤机负压降尘装置的研究与应用

针对煤矿综采工作面采煤机降尘技术难题,设计研制了一种由机身负压引射降尘器和内喷雾引射增压器两部分组成的采煤机负压降尘装置,取得了较好的使用效果,为综采工作面采煤机降尘提供了一种新的途径和措施。     

供气压力对流体型超声喷嘴雾化特性及降尘效率的影响

为了掌握供气压力对流体型超声雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响,借助自主研发的煤矿井下喷雾降尘实验平台,对流体型超声雾化喷嘴流量、雾化特性及降尘性能进行了实测。实验所涉及的喷嘴雾化特性参数包括雾化角、射程、雾滴粒径等,降尘性能采用全尘降尘效率和呼吸性粉尘降尘效率进行评价。实验结果表明:随着供气压力的增大,喷嘴空气流量呈幂函数形式增大,而水流量呈指数函数形式下降,气液体积流量比不断增大;喷嘴雾化角和雾滴粒径随着供气压力的增大而逐渐缩小,而雾滴速度和射程则表现为随供气压力增大而逐渐增大的趋势;对于本次实验所选取的供水压力,供气压力由0.2 MPa增加至0.7 MPa,喷嘴空气流量约增加100 L/min,水流量约降低1.3 L/min,雾化角和雾滴粒径分别约减小75°和60μm,而雾滴速度和射程分别约增加7.5 m/s和210 cm。喷嘴全尘降尘效率和呼吸性粉尘降尘效率均随着供气压力的增大呈现先增加后减小的变化规律,并在某一个供气压力下获得最高值。供水压力p_L不同,获得最高降尘效率所对应的供气压力p_air亦不同,喷雾降尘效果较优的气水压力组合有1号...     

高压雾化特性及降尘技术试验研究

通过对不同压力条件下孔径为0.15mm的撞针式高压雾化喷嘴的雾化粒径进行分析,并利用自制的高压雾化降尘试验系统对不同压力条件下的雾化降尘效果进行测试,通过降尘试验结果与雾化效果进行定性、定量分析,指出高压雾化压力与雾化粒径及降尘效果有着正向联系,但雾化压力增加到一定程度,降尘效果增加不再明显,试验研究数据表明该型号高压雾化喷嘴的最佳工作条件应为6MPa。     

二次负压降尘装置的外流场正交实验及仿真研究

利用ANSYS FLUENT软件对二次负压降尘器喷管外的速度流场进行了数值模拟仿真,通过正交优化试验,观察分析喷管外速度流场的仿真结果,得出在其他工况一定的情况下,喷嘴口径、喉管长度、喷射水压和渐扩管扩散角度对喷管外部速度流场的影响变化。各因素对喷管外速度流场降为零的距离影响由大到小依次是喷射水压、喷嘴口径、渐扩管角度和喉管长度。     

抽放负压干式钻孔除尘器的研制及应用

现在矿井多采用压风排碴技术施工抽放钻孔,在作业时存在煤尘飞扬,对作业场所产生了重大安全隐患。为解决此问题,经过不断的摸索,在原有除尘器基础上,进行研究改进,逐步研制出一套抽放负压干式钻孔除尘器,通过现场实践运用,取得了非常好的效果,消除了安全隐患,创造了良好的作业环境。     

负压降尘装置的设计与研究

研究的负压降尘装置为文丘里管结构,通过设计多种内部结构不同的结构,以正交实验的方法,并以吸气量最大原则,优化了文丘里管的结构,得出了优化模型,并对优化后的模型进行了进一步的实验研究,得出了负压降尘装置吸气量与供水压力的关系。     

常用压力式喷嘴雾化特性及降尘性能研究

压力式喷嘴是湿式除尘设备里一个重要构件。为研究喷嘴结构对其雾化特性及降尘效果的影响,基于现有的实验平台及马尔文激光粒度分析仪,选用目前井下常用的相同孔径3种喷嘴(螺旋型、旋流叶片型、切向孔型)进行了较系统的实验研究。研究发现:随着供水压力的递增,3种喷嘴的流量、射程都相继增大,而雾化角都逐渐减小;在相同供水压力下,旋流叶片型喷嘴的流量及射程都明显大于其他2种喷嘴;3种结构喷嘴都随着供水压力的增加雾滴粒径不断减小,但在相同供水压力下,旋流叶片型的分散度更均匀,总体性能上要比其他2种喷嘴有优势,更有利于接触粉尘,起到降尘效果。3种结构喷嘴都随着供水压力的增大其降尘效率都逐渐递增;在相同供水压力下,旋流叶片型喷嘴降尘性能最好。     

高抽巷抽采负压优化的数值模拟

基于山西某矿9101工作面的实际情况,利用Fluent模拟软件针对高抽巷不同抽采负压对采空区瓦斯分布规律的影响进行研究。结果表明:采空区在高抽巷不同抽采负压下均呈高瓦斯区域逐渐减小,低瓦斯区域逐渐增加的趋势,采空区内回风侧瓦斯浓度降低的速度比进风侧采空区大,且距离工作面越近,高抽巷瓦斯抽采的影响越明显;随着高抽巷抽采负压的增加,高抽巷抽采混量和抽采瓦斯纯量都逐渐增加,抽采负压超过12 k Pa后,抽采瓦斯纯量增速明显减小;抽采瓦斯浓度呈先增大后减小的趋势,当抽采负压为12 k Pa时存在1个峰值即14.25%,综合考虑高抽巷抽采瓦斯纯量和瓦斯浓度的变化,确定9101工作面高抽巷抽采负压为12 k Pa左右最合理。通过现场实测的采空区瓦斯浓度值与模拟值基本吻合,误差在工程允许的范围内。     

新型负压自动放水器的设计

针对现有浮子式负压自动放水器在使用过程中存在的问题,研制出了一种新型负压自动放水器。概述其基本工作原理,选定最佳结构方案。     

采煤机负压二次降尘器在综采工作面的应用

随着机械化程度的提高,粉尘的产生量也在增加,粉尘的危害程度也在加大。综采工作面传统的防尘方法是使用采煤机的内外喷雾装置来进行防降尘的,采煤机内外喷雾一般是靠静压水来完成,但喷雾质量无法保证。为了解决上述问题,铁法煤业集团引进了KCP-2F型采煤机负压二次降尘器,在晓南矿W3417综采工作面进行试用,取得了很好的效果。     

用于喷雾降尘的压力型雾化喷嘴设计研究

为了净化工作环境,保障作业人员的身体健康,采用喷雾的方式沉降工作场所的工业粉尘既经济又简便。尤其是在煤矿井下,工作空间狭窄,经常移动,工作环境又很恶劣,普遍采用喷雾的方式来沉降粉尘。从采掘机组上的内外喷雾、架间喷雾、回风巷中的雾幕到运输系统的各个转载点,都采用了喷雾方式来沉降浮沉。对于微细粉尘来说,尤其是呼吸性粉尘,要想高效率地沉降它们,喷嘴喷出的水雾不仅要雾化均匀、分散度好,还要颗粒细微。     

氮气-细水雾雾化装置效果实验及数值模拟

利用自行设计的矿用氮气-细水雾防灭火装置,对其雾化装置部分进行特殊的设计。采用实验手段分析气液体积流量比对雾化装置雾化效果的影响规律,并在实验结果基础上,利用数值模拟方法对氮气-细水雾雾化装置内部气液两相流之间的相互作用机理及过程进行分析,提出了对雾化装置雾化原理的理论解释。