学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

掘进机旋转喷雾降尘装置的研究

作　者: 刘宝明
导　师: 寇子明
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 掘进工作面机载旋转喷雾密封降尘效率
分类号: TD714.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 134次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

粉尘问题是煤矿井下常见的四大灾害之一。为了有效治理粉尘的危害,多种降尘技术已在井下得到应用。其中喷雾降尘是煤矿井下最为常见的降尘方式之一,并取得了良好的降尘效果。煤矿井下的掘进巷道是顶端堵死的盲道。掘进工作面掘进机作业过程中巷道通风形不成循环风,产生的粉尘不能在短时间内迅速的扩散,已成为煤矿井下粉尘污染最为严重的场所之一。掘进机在工作过程中产尘点不断变化,掘进机截割头不停地上下、左右摆动截割煤块,不断的向纵深方向掘进。而掘进巷道中布置的一系列的防尘、降尘措施基本上都是固定在一个位置,不能根据掘进机的作业需求及时跟踪掘进机位置进行实时有效的防尘、降尘。因此,在掘进工作面设置一套与掘进机匹配安装使用的机载喷雾降尘装置是十分必要的,对有效改善掘进工作面的作业环境有着重要的意义。本论文针对掘进工作面特有的工况,研究设计了一套掘进机旋转喷雾降尘装置。该装置简单轻便与掘进机配套安装使用方便,将常规的静态喷雾发展应用为旋转动态喷雾,适应掘进工作面狭小的工作空间。本文首先对旋转喷雾降尘装置与掘进机匹配使用时的接口技术进行了研究,使装置与掘进机有着良好的匹配协调性；其次,分析了旋转喷雾降尘装置的雾化捕尘过程,研究了其耗水量及密封性能；最后,对旋转喷雾降尘装置关键元件分水轴的通流管道、水槽盖圆锥面倾斜角进行了设计,并分析了分水轴对密封性能的影响及受掘进工作面落煤冲击载荷的特性,确保旋转喷雾降尘装置有着良好的喷雾降尘性能,从而满足掘进工作面对喷雾降尘装置的功能要求。为了充分了解旋转喷雾降尘装置在不同供水压力、喷嘴数量及喷嘴通径影响因素条件下的喷雾降尘效果。本文对压力水在装置中的流体进行了建模,利用FLUENT软件对装置中的流场进行了仿真研究。基于喷雾降尘效率的计算公式利用MATLAB软件编程对仿真数据进行了对比计算,为最大化提高装置的喷雾降尘效率提供了理论指导。最后,课题进行了试验研究。通过实验室试验验证了旋转喷雾降尘装置的喷雾覆盖范围、有效射程、密封性能及自身的运转状况满足装置的工作性能要求；通过工业性试验对旋转喷雾降尘装置的降尘效果进行了实际考察,结果表明旋转喷雾降尘装置具有良好的降尘效果,有效改善了掘进工作面的环境条件,为本课题的研究及本装置的推广应用提供了有利支撑。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-19
  1.1 煤矿粉尘概述  11-14
    1.1.1 粉尘的分类  11-12
    1.1.2 粉尘的危害  12-14
  1.2 掘进工作面粉尘的构成及掘进机割煤产尘机理  14-15
    1.2.1 掘进工作面粉尘的构成  14
    1.2.2 掘进机割煤产尘机理  14-15
  1.3 掘进工作面粉尘防治技术研究现状  15-17
    1.3.1 国外研究现状  15-16
    1.3.2 国内研究现状  16-17
  1.4 本课题的研究意义和内容  17-18
    1.4.1 本课题的研究意义  17-18
    1.4.2 本课题的研究内容  18
  1.5 本章小结  18-19
第二章掘进机旋转喷雾降尘装置设计  19-41
  2.1 掘进机旋转喷雾降尘装置方案分析  19-25
    2.1.1 掘进工作面概况  19-20
    2.1.2 掘进工作面喷雾降尘装置功能要求  20-21
    2.1.3 喷雾降尘装置方案  21-25
  2.2 喷雾降尘装置雾化捕尘过程及相关性能研究  25-32
    2.2.1 雾化捕尘过程分析  25
    2.2.2 耗水量计算  25-29
    2.2.3 密封性能研究  29-32
  2.3 关键元件的设计与分析  32-40
    2.3.1 分水轴通流管道与水槽盖圆锥面倾斜角设计  32-34
    2.3.2 分水轴对密封性能影响分析  34-37
    2.3.3 分水轴受冲击载荷的特性分析  37-40
  2.4 本章小结  40-41
第三章旋转喷雾降尘装置流场仿真研究  41-75
  3.1 仿真软件介绍与建模  41-47
    3.1.1 FLUENT软件介绍与模型方程  41-43
    3.1.2 模型的建立与网格划分  43-47
  3.2 供水压力对降尘效率的影响  47-58
    3.2.1 内部流场压力变化规律  47-51
    3.2.2 内部流场速度变化规律  51-55
    3.2.3 降尘效率对比  55-58
  3.3 喷嘴个数对降尘效率的影响  58-66
    3.3.1 内部流场压力变化规律  58-61
    3.3.2 内部流场速度变化规律  61-64
    3.3.3 降尘效率对比  64-66
  3.4 喷嘴通径对降尘效率的影响  66-74
    3.4.1 内部流场压力变化规律  66-69
    3.4.2 内部流场速度变化规律  69-72
    3.4.3 降尘效率对比  72-74
  3.5 本章小结  74-75
第四章旋转喷雾降尘装置试验研究  75-83
  4.1 实验室试验  75-78
    4.1.1 试验目的  75
    4.1.2 试验条件  75
    4.1.3 试验系统  75-76
    4.1.4 试验数据分析及结论  76-78
  4.2 工业性试验  78-81
    4.2.1 试验现场概况  78-79
    4.2.2 装置的安装  79
    4.2.3 测尘仪器  79-80
    4.2.4 粉尘浓度测定  80-81
  4.3 本章小结  81-83
第五章结论与展望  83-85
  5.1 主要结论  83-84
  5.2 进一步工作与展望  84-85
参考文献  85-89
致谢  89-91
攻读学位期间发表的学术论文  91

掘进机旋转喷雾降尘装置的研究

内容摘要

全文目录

相似论文