【摘 要】
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我国“缺气、缺油、相对富煤”的资源特点决定了在未来相当长一段时间内,煤炭仍将是我国的主要能源。但是在煤矿开采过程中会产生大量粉尘,为了减小井下环境中粉尘含量,保护煤矿工人的工作环境,降低尘肺病患病概率,矿井往往会采取相应合适的降尘手段。其中喷雾降尘技术是国内外普遍采用有效的湿式降尘方式,而空气雾化喷嘴作为一种高效雾化喷嘴,被广泛应用于矿山采掘作业场所粉尘防治领域。本文通过实验研究和数值模拟,对喷嘴
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我国“缺气、缺油、相对富煤”的资源特点决定了在未来相当长一段时间内,煤炭仍将是我国的主要能源。但是在煤矿开采过程中会产生大量粉尘,为了减小井下环境中粉尘含量,保护煤矿工人的工作环境,降低尘肺病患病概率,矿井往往会采取相应合适的降尘手段。其中喷雾降尘技术是国内外普遍采用有效的湿式降尘方式,而空气雾化喷嘴作为一种高效雾化喷嘴,被广泛应用于矿山采掘作业场所粉尘防治领域。本文通过实验研究和数值模拟,对喷嘴不同结构下雾化性能与降尘效果影响进行研究,其主要内容如下:首先研究降尘喷嘴雾化机理与降尘机理以及相应数学模型,描述了内混式空气雾化喷嘴内部流动与雾化过程及特点,并总结了雾化喷嘴雾化效果以及降尘效果与气液相对速度、雾滴直径和雾滴浓度之间的关系。然后建立内混式空气雾化喷嘴模型,利用Vt D模型在选定工况下对不同结构的内混式空气雾化喷嘴进行仿真模拟,以得到其雾滴浓度分布、两相流流场与雾滴破碎情况,并通过实验对比验证的方式来验证仿真结果的可靠性。最后搭建喷雾降尘实验平台,在选定工况下对不同结构的内混式空气雾化喷嘴进行降尘实验,并对相关宏观参数与降尘效率进行分析研究。结合对不同结构下广角空气雾化喷嘴的宏观参数与降尘性能得出,在考虑更好的降尘效果与更小的耗水量的前提下,广角式空气雾化喷嘴选择出口数目应当在6-8,出口半径为0.5-0.6mm,而喷雾角度为30°-45°较为合适。本研究成果提升了空气雾化喷嘴在不同使用场景下的降尘效果。在未来井下实践中有望为各类喷雾除尘设备提供更好的除尘喷雾,能够更加有力的保障井下工作环境与工人的健康安全。图37表10参64
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