采煤機噴霧系統(tǒng)噴嘴噴霧仿真分析研究.pdf

1、噴霧降塵的機理是利用高速運動的水霧粒對漂浮在空氣中的粉塵顆粒碰撞、截獲、捕集，最后凝結(jié)沉降。在煤礦井下，對人體健康危害最大的是≤5μm的呼吸性粉塵，因此需要對這類粉塵進行有效的沉降。從影響降塵的主要因素分析發(fā)現(xiàn)：水霧粒速度和水滴粒徑一定時，降塵效率隨粉塵粒徑增加而增加，達到某一值后趨于常數(shù)，大水滴對大粉塵降塵效率高；對于1-3μm的粉塵直徑最佳霧粒直徑范圍為60μm-160μm；要使呼吸性粉塵降塵效率達到50[％]以上，水霧粒噴射速度必

2、須大于35m/sec。
　　 在噴霧降塵系統(tǒng)中，噴嘴的設計是關鍵。因為噴嘴的霧化性能直接影響到降塵的效果。還有就是增大噴霧流量和噴霧壓力，但也都有一定的局限，且從節(jié)能角度考慮，不易太大。所以從噴嘴的設計考慮噴霧效果的改善是必行之路。結(jié)合到煤礦井下惡劣的工作環(huán)境、可靠性設計以及加工制作簡單等因素，設計出一種既不用旋流芯，又能產(chǎn)生比較好的霧化效果的噴嘴。不用旋流芯，仍要使流體在噴嘴內(nèi)部能產(chǎn)生比較大的旋轉(zhuǎn)運動，這樣才會使流體噴出噴嘴后

3、，在離心力的作用下，產(chǎn)生比較好的霧化效果。所以需要流體在進入噴嘴內(nèi)部時，有一定的角度，進入噴嘴內(nèi)部后，會產(chǎn)生橫向速度，這樣就會產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)運動。從這一思路出發(fā)，設計出一種噴嘴。
　　 采用CFD(Computational Fluid Dynamics)計算流體動力學仿真軟件對流體在噴嘴內(nèi)部的流動情況進行動力學仿真。通過仿真分析得到：噴嘴內(nèi)腔一定時，噴霧擴散角隨著口徑增大而增大，原因是液體在大口徑噴嘴內(nèi)部的旋流強度大。比較了1

4、.0mm、1.2mm、1.5mm、1.75mm口徑的噴嘴，旋流速度依次增大；噴嘴口徑一定時，噴霧擴散角隨著內(nèi)腔孔徑的增大而增大；噴嘴口徑和內(nèi)腔孔徑一定時，旋流角在30度的時候旋流效果比較好；隨著中心調(diào)節(jié)針閥離噴嘴出口越來越遠，中心調(diào)節(jié)針閥對旋流流體的擾動及粘滯作用越來越小，內(nèi)部速度在不斷增加，當距離增加到一定值后，針閥作用可忽略不計?？梢娏黧w在針閥與噴嘴出口間隙大的時候其內(nèi)部旋流強度大。
　　 為了得到較好的降塵效果，噴嘴的設計