变频矿用主通风机性能试验及非等比变化律研究 被引量：6

1

作者 王海桥 贾腾 +4 位作者 陈世强 杨超 李雪文 毕文林 洪娜 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第1期7-12,37,共7页

利用自主研发的矿用主通风机试验平台,测定了变频K45-4-№9/18.5k W型轴流主通风机的风量和风压。通过分析试验数据,建立了5阶多项式的风量-风压关系式,并绘制了多变频率下的主通风机风量-风压曲线族。对比该曲线族与采用相似率方法得... 利用自主研发的矿用主通风机试验平台,测定了变频K45-4-№9/18.5k W型轴流主通风机的风量和风压。通过分析试验数据,建立了5阶多项式的风量-风压关系式,并绘制了多变频率下的主通风机风量-风压曲线族。对比该曲线族与采用相似率方法得出的曲线族,发现随着变频频率值的减少,相似率的预测误差逐步变大;讨论了试验所得的变频主通风机特性曲线族上驻点,并建立了风量比与风压比的多项式关系,呈现出非二次方等比变化的特点。非等比变化律是变频通风机的固有运行特性。 展开更多

关键词 矿用主通风机 变频调速 特性曲线 非等比变化 试验

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新型矿用局部通风机风量风压测量装置的研究 被引量：3

2

作者 刘世光 王海桥 钟武 《工矿自动化》 2010年第4期11-14,共4页

介绍了一种以MSP430149单片机为核心的新型矿用局部通风机风量风压测量装置的工作原理及其软、硬件设计。该装置具有风量风压数值实时显示、停风报警等功能,并可以将风量风压信号转换成频率信号传送给上位机,适用于各种井下局部轴流通风... 介绍了一种以MSP430149单片机为核心的新型矿用局部通风机风量风压测量装置的工作原理及其软、硬件设计。该装置具有风量风压数值实时显示、停风报警等功能,并可以将风量风压信号转换成频率信号传送给上位机,适用于各种井下局部轴流通风机,填补了目前国内市场上的空白。测试结果表明,该装置操作简便,测量精度及可靠性高。 展开更多

关键词 矿井 局部通风机 风量风压测量 MSP430

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湿式弦栅水膜除尘试验研究及效率优化 被引量：5

3

作者 王海桥 吴志荣 +2 位作者 陈世强 王鹏飞 黄敏华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期279-289,共11页

为了探究湿式弦栅水膜净化细微粉尘的效率及优化方法,制备了平均粒径约为10μm的实验粉尘,借助自主搭建的实验平台开展了压力喷嘴雾化特性和湿式弦栅水膜除尘特性实验,研究了喷嘴雾化参数与除尘效率之间的因变关系,验证了增大供水压力... 为了探究湿式弦栅水膜净化细微粉尘的效率及优化方法,制备了平均粒径约为10μm的实验粉尘,借助自主搭建的实验平台开展了压力喷嘴雾化特性和湿式弦栅水膜除尘特性实验,研究了喷嘴雾化参数与除尘效率之间的因变关系,验证了增大供水压力和弦栅表面疏水改性能提高湿式弦栅水膜净化细微粉尘效率的可行性。结果表明:3种压力喷嘴的喷雾流量随着供水压力的增大而增大,雾化粒径随着供水压力的增大而减小。在风道风速为3 m/s的实验条件下,空心圆锥形喷嘴的雾化效果优于方锥形和实心圆锥形喷嘴,供水压力由0.3 MPa增大至1.3 MPa,喷雾流量和雾化角分别增大了1.19 L和5.2°,雾化粒径降低了44.1μm。湿式弦栅水膜的全尘除尘效率与压力喷嘴喷雾流量呈正相关,与雾化粒径呈负相关;选用空心圆锥形喷嘴的除尘效果最好,5种供水压力工况的湿式弦栅水膜全尘除尘效率依次为67.16%、68.56%、70.29%、73.80%、75.89%。湿式弦栅水膜除尘段阻力随着风道风速的增大线性增大,阻力系数为13.14。通过增大供水压力的方法优化除尘效率的效果并不显著,供水压力由0.7 MPa增大至1.3 MPa,湿式弦栅水膜的全尘除尘效率增大了6.63%,全尘除尘效率最高为81.57%。弦栅断面水膜填充率随着喷雾时间的增大呈先急剧增大、后缓慢降低、最终趋于稳定的变化规律。弦栅表面疏水改性后,弦栅断面水膜填充率由66%增大至78%,提高了湿式弦栅水膜净化细微粉尘的效率。6种供水压力工况下,全尘除尘效率依次为80.27%、84.53%、85.38%、87.00%、88.45%、90.58%;空气动力学当量直径为5、7.07和10μm的呼吸性粉尘,除尘效率可达82.68%、83.16%、86.31%。 展开更多

关键词 喷雾 弦栅 水膜填充率 细微粉尘 除尘 表面改性

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独头巷道受限贴附射流有效射程的理论研究与数值计算 被引量：16

4

作者 王海桥 陈世强 李轶群 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期41-45,共5页

为了探讨独头巷道受限贴附射流通风有效射程,利用巷道断面面积与风筒出流射流直径,定义了独头巷道射流的受限程度,采用理论分析与数值计算方法,推导了受限射流无因次距离与沿程断面位置、断面流量和断面平均流速之间的关系式,建立了独... 为了探讨独头巷道受限贴附射流通风有效射程,利用巷道断面面积与风筒出流射流直径,定义了独头巷道射流的受限程度,采用理论分析与数值计算方法,推导了受限射流无因次距离与沿程断面位置、断面流量和断面平均流速之间的关系式,建立了独头巷道受限贴附射流流动特性模型。利用该模型,开展了8个不同工况下受限贴附射流的数值计算。结果表明,在受限的情况下,射流区无因次最大截面积出现在无因次距离为0.200 0处,而无因次最大截面流量位于无因次距离为0.187 5处。理论推导和计算结果表明,所得模型和计算方法能更为准确预测受限贴附射流的有效射程。 展开更多

关键词 独头巷道 受限贴附射流 有效射程 受限程度 数值计算

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矿井主要通风机扩散器结构优化及实验 被引量：10

5

作者 陈世强 王海桥 +1 位作者 李轶群 陈重新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1681-1686,共6页

根据工程现场实际,利用重整化群(RNG)湍流模型进行了倾斜式扩散器28个工况的数值计算分析,基于相似准则进行了该扩散器5个工况的模型实验分析.通过对比分析2种研究手段的结果,指出倾斜式扩散器的结构与来流速度分布不匹配.利用构建的非... 根据工程现场实际,利用重整化群(RNG)湍流模型进行了倾斜式扩散器28个工况的数值计算分析,基于相似准则进行了该扩散器5个工况的模型实验分析.通过对比分析2种研究手段的结果,指出倾斜式扩散器的结构与来流速度分布不匹配.利用构建的非均匀平面来流与虚拟汇的速度势叠加方程,构造出节能型扩散器轮廓线;借助数值计算与模型实验,指出该型扩散器的最优断面系数值为2.28.通过对比分析节能型扩散器的模型实验及数值计算结果,得出该型扩散器的结构与来流速度分布基本匹配. 展开更多

关键词 主要通风机 扩散器结构 重整化群 相似准则 来流速度 轮廓线方程

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矿用湿式多通道轴向离心除尘装置及其优化 被引量：6

6

作者 王海桥 陈世强 +2 位作者 李轶群 崔海蛟 赵杰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2014年第5期134-141,共8页

设计了一种由风机段、旋流除尘段和折流板脱水段,构成的矿用湿式多通道轴向离心除尘装置。运用数值方法计算了65个不同结构尺寸的旋流除尘段,得出优化的结构尺寸为:除尘段总长度L为1.5m,外壳半径R为0.4m,内芯体半径r为0.1m,螺旋通道个数... 设计了一种由风机段、旋流除尘段和折流板脱水段,构成的矿用湿式多通道轴向离心除尘装置。运用数值方法计算了65个不同结构尺寸的旋流除尘段,得出优化的结构尺寸为:除尘段总长度L为1.5m,外壳半径R为0.4m,内芯体半径r为0.1m,螺旋通道个数n为4,单个螺旋通道的轴向长度a为0.22m。通过工程计算选择了P型折流板脱水器和FBD№6.0/2×15轴流风机。该除尘装置的性能参数为全尘除尘效率为94.4%,呼吸性粉尘除尘效率为73.3%,脱水率大于85%,总压损为1639Pa。 展开更多

关键词 除尘装置 旋流脱尘 结构优化 性能参数

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平板陶瓷膜的渗透性能实验研究 被引量：3

7

作者 孙传文 王海桥 +1 位作者 陈世强 吴汉阳 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期33-36,共4页

无机陶瓷膜的渗透性能对于膜的研究有重要的意义。为了解在不考虑膜孔堵塞及滤液颗粒粒径大小的情况下陶瓷膜通量随时间的变化规律,通过选用含有部分杂质的家用自来水进行过滤试验,得出通量的基本变化趋势。通过对实验数据进行拟合,建... 无机陶瓷膜的渗透性能对于膜的研究有重要的意义。为了解在不考虑膜孔堵塞及滤液颗粒粒径大小的情况下陶瓷膜通量随时间的变化规律,通过选用含有部分杂质的家用自来水进行过滤试验,得出通量的基本变化趋势。通过对实验数据进行拟合,建立膜参数和滤液确定时通量随时间变化规律的函数式。利用其他多组实验数据对函数式进行验证分析,证明了拟合的函数式具有通用性,可以在实际应用中预测陶瓷膜通量随时间的变化趋势,为膜的反清洗方案提供理论支持。 展开更多

关键词 陶瓷膜 通水量变化 拟合函数 验证分析

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防灭火泡沫流体在采空区高位倾斜裂隙通道中的扩散研究 被引量：2

8

作者 孙传文 王海桥 张淼 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期149-153,共5页

防灭火泡沫材料是1种新型的防灭火材料,对高位倾斜裂隙火灾的降温隔热、充填加固具有很好的应用性能。为了了解高位倾斜裂隙通道中泡沫流体的扩散规律,通过理论推导得出不同裂隙倾角和方位角下浆体2端面压力差随时间的变化方程式,以理... 防灭火泡沫材料是1种新型的防灭火材料,对高位倾斜裂隙火灾的降温隔热、充填加固具有很好的应用性能。为了了解高位倾斜裂隙通道中泡沫流体的扩散规律,通过理论推导得出不同裂隙倾角和方位角下浆体2端面压力差随时间的变化方程式,以理论公式为基础进行修正,提出了泡沫流体的扩散规律函数式,并通过用其他实验测点进行误差对比分析。研究结果表明:误差均在允许的范围之内,证明拟合出的函数式具有普遍适用性,可以为大采空区隐蔽高温火源点的防治提供理论支持。 展开更多

关键词 泡沫材料 高位倾斜裂隙 扩散规律 误差分析

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一种矿井风量检测仪的设计 被引量：2

9

作者 彭云 赵伏军 《工矿自动化》 北大核心 2012年第1期76-78,共3页

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头... 针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。 展开更多

关键词 矿井 风量检测 超声波测速技术 超声波时差法 激光测距技术 激光脉冲法

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风筒风量监测仪设计

10

作者 彭云 赵伏军 +2 位作者 王宏宇 徐燕飞 王国举 《工矿自动化》 北大核心 2012年第3期92-94,共3页

提出了一种风筒风量监测仪设计方案,介绍了监测仪的安装地点、测量原理及其软硬件设计。该监测仪采用超声波时差法测量风筒出口处风速及风量,可人工设定最小风速、风量值,当实测值小于设定值时,发出报警信号,提示相关人员检修通风设备。

关键词 煤矿 风筒 风量监测 风速监测 超声波时差法

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采空区气体流动:Forchheimer模型改进与压力损失预测 被引量：2

11

作者 陈世强 张连会 +1 位作者 姜文 李轶群 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期361-366,共6页

为了解决结构复杂采空区的流动阻力计算问题,提出了一种新的多孔介质物理模型。该物理模型为2×2×2大球径正方体、8个大径球、1个小径球、6个小径半球及其空腔而围成的立体结构。根据孔隙率相等和单周期流动的原则,切割该多孔... 为了解决结构复杂采空区的流动阻力计算问题,提出了一种新的多孔介质物理模型。该物理模型为2×2×2大球径正方体、8个大径球、1个小径球、6个小径半球及其空腔而围成的立体结构。根据孔隙率相等和单周期流动的原则,切割该多孔介质物理模型而构建出最小流动单元。基于平均速度的假设,应用流体力学Navier-Stokes方程组,简化最小流动单元流场为一维流动,推导出最小流动单元内平均速度与惯性力、黏性力和压力梯度的4段函数表达式。采用长度比权重方法,得到了最小流动单元压力损失的计算式,建立起了单位长度压力损失与球体直径、气体流入初速度和气体密度之间量化关系。借助最普通的数值工具,预测了球体直径为15 mm工况下的压力损失值,数值计算表明:随着温度的增加,氮气密度减少,动力黏度增加,压力损失降低;随着初速度的增加,压力损失加速增加,惯性力引起的压力损失比重变大。进一步,依据现有的工程数据,利用压力损失计算方程,校验了预设防灭火控制半径,反演出了所注入氮气的初速度。所得计算结果与工程应用对比表明,采空区气体流动的压力损失满足平均速度二次关系式,并改进了Forchheimer模型,可准确预测氮气注入采空区所需表压,为防治采空区遗煤自燃提供新的方法。 展开更多

关键词 煤矿采空区 最小流动单元 平均速度 压损计算 Forchheimer模型

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矿井排风热回收装置中循环水量优化与数值分析 被引量：2

12

作者 陈世强 张艺才 +2 位作者 刘刚 顾敏 肖亮 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2006-2012,共7页

为探究循环水对矿井排风能量品位提升装置热工性能的影响,基于有限时间工程热力学,引入换热器传热不可逆因子,构建了能量品位提升装置的循环模型,推导出了循环水流量的多因素表达式,然后,函数化了水流量对装置吸热流率和综合性能的影响... 为探究循环水对矿井排风能量品位提升装置热工性能的影响,基于有限时间工程热力学,引入换热器传热不可逆因子,构建了能量品位提升装置的循环模型,推导出了循环水流量的多因素表达式,然后,函数化了水流量对装置吸热流率和综合性能的影响,最后,完成了综合性能系数的数值计算。结果表明,随循环水流量增大,吸热流率呈非线性增大,且增长率逐渐减小并趋于0,而综合性能系数先增大后减小。在此变化过程中,出现了综合性能系数的极大值,确立了优化的循环水质量流率范围,以指导现场工程设计与运行调节。 展开更多

关键词 安全工程 排风热湿能量 循环水量 吸热流率 综合性能系数

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排风流热回收装置内上喷式液滴群特征与运移 被引量：3

13

作者 樊思雨 陈世强 +3 位作者 贺维国 田峰 刘纯玉 刘刚 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期158-166,共9页

为有效提高矿井排风热湿能量提取效率,在上喷式矿井排风流热回收装置内,采用马尔文激光粒度仪,开展喷嘴雾化压力、排风流风速对上喷式液滴群特征粒径与分散相分数影响试验,完成21个工况的沿程数据实测;应用临界韦伯数和韧带直径计算式,... 为有效提高矿井排风热湿能量提取效率,在上喷式矿井排风流热回收装置内,采用马尔文激光粒度仪,开展喷嘴雾化压力、排风流风速对上喷式液滴群特征粒径与分散相分数影响试验,完成21个工况的沿程数据实测;应用临界韦伯数和韧带直径计算式,明确喷嘴操作参数与排风流动力学参数对液滴群分散相分数的影响;引入分散相分数,推导出具有液滴群特征粒径的单一液滴运移关联式。结果表明:液膜的初次破碎类型为长波长线性不稳定性破碎,当喷嘴雾化压力增大时,液滴粒径减小,分散相分数增大;引入分散相分数后,阻力系数增大,分散相分数对排风流热回收装置内的液滴群运移表现出类润滑作用。 展开更多

关键词 排风流 液滴群 分散相分数 阻力系数 运移极限值

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水幕隔尘用缝隙喷口的边界流线构造与出流速度分布

14

作者 温智超 王海桥 +3 位作者 陈世强 刘宇 蒋加川 吴朋 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期135-140,共6页

为解决常规水幕除尘装置阻隔巷道或隧道的问题,基于势流叠加原理,推导缝隙喷口边界流线方程,构造喷口流线型边界线。在SolidWorks中利用流线型边界线形成二维面,拉伸得到三维结构;针对该喷口及现有锥形缝隙喷口,采用CFD软件中的Realizab... 为解决常规水幕除尘装置阻隔巷道或隧道的问题,基于势流叠加原理,推导缝隙喷口边界流线方程,构造喷口流线型边界线。在SolidWorks中利用流线型边界线形成二维面,拉伸得到三维结构;针对该喷口及现有锥形缝隙喷口,采用CFD软件中的Realizable k-ε湍流模型,完成内部流场的数值模拟。研究结果表明:入水口附近存在流动分离,该分离影响出水端速度衰减快慢;相比常规锥形喷口,流线型缝隙喷口的内部流场稳定性提高,全段出流曲线上出流速度离散程度下降46.98%,等速核心区离散程度下降42.93%,研究结果可用以指导水幕隔尘用缝隙喷口的研发。 展开更多

关键词 水幕隔尘 缝隙喷口 流线构造 内流流场 出流速度

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煤矿采空区注液氮渗流相变压力损失与线性律

15

作者 吴雪 陈世强 +2 位作者 陈方兴 刘刚 赵鹏涛 《煤炭学报》 2025年第8期3980-3990,共11页

采空区煤自燃是煤矿热动力灾害之一,防治遗煤自燃发火的瓶颈是精准防灭火,其科学问题之一是液氮在采空区内流动损失及其快速预测方法。基于采空区多孔介质的结构,搭建采空区注液氮渗流相变压损试验平台,优选耐低温钙钠玻璃,形成多孔介... 采空区煤自燃是煤矿热动力灾害之一,防治遗煤自燃发火的瓶颈是精准防灭火,其科学问题之一是液氮在采空区内流动损失及其快速预测方法。基于采空区多孔介质的结构,搭建采空区注液氮渗流相变压损试验平台,优选耐低温钙钠玻璃,形成多孔介质通道,开展渗流速度与填充粒径对液氮在多孔介质中渗流相变压损的研究,进一步利用数值仿真验证并拓展渗流速度对压损影响的数据组。结果表明:液氮在多孔介质管道中渗流时,由于重力和气化作用的影响,低温管道外壁出现上下分层润湿现象;其次,填充粒径由3 mm增加到6 mm,试验平台的多孔介质孔隙率由0.2409增加到0.2669,液氮在多孔介质通道中渗流相变,气化为氮气,体积增大,压强增大;在流体密度、黏度以及表面张力不变的情况下,随着渗流速度的增加,气液两相界面处毛细管力与黏性力相互作用,流体由牛顿流体向非牛顿流体转变,使得单位长度压损与渗流速度呈线性相关;此外,数值仿真所建模型的计算结果与试验相对误差不大于15%,且液氮的渗流速度从0.001 m/s增大到0.08 m/s时,单位长度压损与渗流速度线性拟合度为99%,进一步验证了试验结论的可靠性。所得结论揭示了液氮在多孔介质中渗流相变压损与渗流速度呈线性变化的规律,可为采空区精准防灭火提供理论依据。 展开更多

关键词 采空区 多孔介质 液氮 渗流相变 多相流 压损

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