采煤机外喷雾系统数值模拟研究

赵丽娟,田 震,王 野

(1.辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000;2.沈阳航天新光集团有限公司,辽宁沈阳 110043)

采煤机外喷雾系统数值模拟研究

赵丽娟1,田 震1,王 野2

(1.辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000;2.沈阳航天新光集团有限公司,辽宁沈阳 110043)

为提高采煤机外喷雾系统性能,改善工作面作业环境,基于Pro/E与GAMBIT联合建立了采煤工作面模型,选用标准k-ε湍流模型构造采煤机外流场数学模型,并通过FLUENT仿真得到巷道内风流平均速度为1.8 m/s左右,符合《煤矿安全规程》的规定;对采煤机外喷雾系统进行了数值模拟,通过改变喷嘴口径、喷雾压力和扩散角等参数,得到了不同喷雾参数下的雾滴粒径和雾化浓度的变化规律:随着喷雾压力的增大,雾滴粒径减小,喷雾浓度分布更加均匀;小口径喷嘴雾化浓度较高,大口径喷嘴雾化区域浓度均匀、捕集面积大;小雾化扩散角下的雾粒速度相对较大,大扩散角下的雾流浓度分布均匀,但其穿透力差。分析结果为提高采煤机喷雾降尘效率,降低采煤工作面粉尘浓度提供了依据。

采煤机;外喷雾;粒径;雾化浓度;数值模拟

近年来,高浓度煤矿粉尘引起的事故造成了大量的人员伤亡,如2005年11月,黑龙江东风煤矿发生特大煤尘爆炸事故,造成171人死亡,48人受伤[1]; 2006年7月,山西蔺家庄煤矿发生一起特别重大煤尘爆炸事故,共有53人遇难[2];2007年12月,山西新窑煤矿由于煤尘爆炸继而引起瓦斯爆炸,造成105人遇难[3];2012年5月新疆洪山煤矿粉尘爆炸事故造成6名矿工死亡[4]。……