负压吸尘装置吸尘口的仿真分析

张延军，王春艳，孙 融，许 鹏

1太原科技大学机械工程学院 山西太原 030024

2重大装备液压基础元件与智能制造工程研究中心 山西太原 030024

煤 矿粉尘是危害工人身体健康的首要因素，控制煤矿各个生产环节中的煤尘是防止煤尘污染的主要措施。煤层注水可以减少尘源的排尘量，喷雾降尘能有效控制采煤时产生的粉尘，通风除尘可以降低掘进工作面的粉尘体积浓度。上述方法虽然降低了煤矿井下生产过程中产生的煤尘，但从事一线作业的工人衣服上仍然附有煤尘，这些煤尘会跟随工人进入井上的行人通道造成二次污染。笔者设计了一种负压除尘装置，可以及时除去工人衣服上的煤尘。吸尘口是除尘装置的关键部件，其性能的优劣直接影响吸尘效率的高低。大量学者对吸尘口结构进行了研究，黄兴华等人[1]设计了一种弧形控尘专用吸尘口；覃先云等人[2]提出了后置不起流道、主体空腔呈 Y 形结构的吸尘口；刘正先等人[3]研究了有一定倾角的双吸式吸尘口；曾广银等人[4]设计了带导流挡板的弧形吸尘口；吴强运等人[5]基于 Fluent 研究了纯吸式和卷吸式吸尘口的流场特性；张洪军等人[6]针对清扫车的吹吸风道流体流动情况进行了研究。上述研究对吸尘口的设计具有指导意义，但研究吸尘口各结构参数对吸尘效果的影响较少。

笔者以实体建模为基础，运用计算流体力学，针对初始吸尘口进行流场分析，发现初始设计存在的问题，并研究了各结构参数对吸尘效果的影响规律，改进吸尘口结构，实现了吸尘口对煤尘的高效收集。……