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文檔簡介
1、井巷空氣的運動狀態(tài)是許多客觀因素共同作用的結(jié)果。對于井筒來說,礦井提升容器的頻繁升降運動是影響空氣不穩(wěn)定流動的主要因素。礦井提升容器占據(jù)部分井筒空間,頻繁運行造成井筒斷面的不斷變化,產(chǎn)生活塞風(fēng)和瞬態(tài)變化的井筒壓力,從而導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓和風(fēng)流的頻繁變化,造成風(fēng)流的脈動。井筒提升容器在立井中的升降運動,可以認(rèn)為是空氣在垂直管道內(nèi)流經(jīng)長方體的繞流運動,其將柱體繞流和圓管湍流進行有機結(jié)合,將是流體力學(xué)研究領(lǐng)域中一個新的課題,對于發(fā)展和深化經(jīng)典的
2、流體力學(xué)理論具有一定的實踐意義。運用粘性流體力學(xué)的非穩(wěn)定流理論研究井筒提升容器的運行效應(yīng),是礦井通風(fēng)理論的創(chuàng)新,將突破現(xiàn)有的礦井通風(fēng)穩(wěn)定流理論。為保證研究結(jié)果的正確性和科學(xué)性,本研究以礦井通風(fēng)理論、流體力學(xué)、空氣動力學(xué)和計算流體力學(xué)等理論作為研究基礎(chǔ),采用理論推導(dǎo)、現(xiàn)場測試和CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進行研究,充分利用現(xiàn)場測試的結(jié)果完善理論分析,修正數(shù)值計算模型。為了研究井筒提升容器頻繁運行對井巷通風(fēng)的影響程度,本文在國家自然科學(xué)基金項
3、目(50474062)的支持下,建立了井筒提升容器作用下的空氣動力學(xué)計算模型,理論分析了提升容器順風(fēng)、逆風(fēng)運行及兩提升容器相會時的活塞風(fēng)壓和風(fēng)速;采用礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件計算了活塞作用下的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配,定性的分析了提升容器運行效應(yīng)對通風(fēng)系統(tǒng)的影響程度;現(xiàn)場實測了提升容器運行效應(yīng)下的巷道風(fēng)速,在對比分析的基礎(chǔ)上建立了六種CFD數(shù)值計算模型,分別模擬了提升容器周圍的流場和壓力場。研究結(jié)果表明:提升容器運行效應(yīng)是導(dǎo)致井筒風(fēng)流和風(fēng)壓脈
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