钻孔粉尘超声雾化除尘技术及机理研究

论文摘要

在瓦斯抽放钻孔施工过程中粉尘治理问题是矿井粉尘治理的一个重要环节。本文提出的超声雾化除尘技术为采掘工作面钻孔除尘技术提供了新的思路和方法。本文在国内外有关资料及现场调研的基础上,从理论分析、实验室试验、数值模拟和现场实践等几个方面,进行了超声雾化除尘技术及机理的研究。超声雾化除尘技术是一种新型除尘技术。其原理是应用压缩空气冲击共振腔产生超声波,超声波把水雾化成浓密的直径只有1～50μm的微细雾滴,雾滴在局部密闭的产尘点内捕获、凝聚微细粉尘,使粉尘迅速沉降来实现就地抑尘。采用FLUENT计算流体力学软件对超声雾化捕尘器除尘进行了模拟。研究FLUENT数值计算软件在除尘器中的应用,建立适合该软件求解的数学物理模型,构造适合该软件求解的控制方程及边界条件。借助FLUENT软件将除尘器理论中复杂的数学模型进行数值计算,然后通过图形的形式直观地展现出来,得到除尘器中粉尘粒子的浓度分布规律。研究了在掘进过程中瓦斯抽放钻孔所产生的粉尘浓度的三维分布规律。超声雾化除尘器具有安装简单、除尘效果高、实际效果好、耗水量低、减少给工作场所带来的积水污染等优点。超声雾化除尘器维护量小、维修简便、成本低、使用价值高、寿命长。同时超声雾化除尘技术具有很好的应用推广价值,这种除尘技术适用于工业原料系统的破碎、筛分、皮带运输机转运点等粉尘细扬尘大的产尘点。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言（Foreword）
• 1.2 国内外矿井除尘技术（Interal and Overseas Dust-catch techn- ology of Mine）
• 1.2.1 国内外矿井除尘技术状况（Interal and Overseas Dust-catch techno -logy actuality of Mine）
• 1.2.2 瓦斯钻孔抽放除尘技术（Technology of Drilling for gas-leting out and Dust-catch）
• 1.3 研究方法及路线（Research method and technical approach）
• 2 粉尘粒子沉降机理
• 2.1 粉尘粒子的重力沉降原理（Gravitational Settlement Principles of Dust Particles）
• 2.2 惯性力沉降原理（Principle of Inertia Settlement）
• 2.3 截留效应（Interception effect）
• 2.4 布朗扩散效应（Brown Diffusion Effect）
• 2.5 本章小结（summary）
• 3 超声雾化捕尘技术原理
• 3.1 超声雾化捕尘技术的原理（principle of ultrasonic atomizer technique in dust collection）
• 3.2 超声雾化除尘系统设计（System Desisn of Ultrasonic Atomizer- in Dust Removal Experiment）
• 3.3 超声雾化抑尘器结构组成（Structure of Dust Arrester）
• 3.4 超声雾化除尘器除尘效率的计算（Dust Collection Efficiency）
• 3.5 本章小结（Summary）
• 4 除尘器除尘数值模拟
• 4.1 FLUENT 软件计算方法（Method of FLUENT）
• 4.1.1 FLUENT 软件介绍（Introduction of FLUENT）
• 4.1.2 FLUENT 求解过程（Soving Process of FLUENT）
• 4.1.3 模型的建立（Modeling）
• 4.2 模型的控制方程及边界条件（Control Equation and Boundary Condition of the Model）
• 4.2.1 流体力学基本原理（Principle of Fluid Mechanics）
• 4.2.2 粉尘运输的控制方程（Control equation of dust carrying）
• 4.2.3 边界条件（Boundary condition）
• 4.3 FLUENT 中的数值模拟的实现（Realization of the simulation of FLUENT）
• 4.4 数值模拟结果及分析（Result of simulation and analysis）
• 4.4.1 无除尘器时的模拟结果（Result of simulation under no dust arrester condition）
• 4.4.2 除尘器除尘模拟结果（Simulation result of dust removal）
• 4.4.3 除尘器的除尘效率（Dust Collection Efficiency of dust removal）
• 4.5 本章小结（Summary）
• 5 工程实践
• 5.1 矿区概况（General Situation of Diggings）
• 5.2 工程问题（Project Problem）
• 5.3 瓦斯抽放钻孔技术（Technology of Gas drainage）
• 5.3.1 技术现状（Technique Actuality）
• 5.3.2 技术原理（Technique Principle）
• 5.4 除尘试验（Experiment of dust removal）
• 5.4.1 粉尘浓度（Dust concentration）
• 5.4.2 试验仪器及设备（Experiment devices）
• 5.4.3 试验方案（Experiment Scheme）
• 5.4.4 试验结果与分析（Examination Result and Analysis）
• 5.5 捕尘器的工作原理及性能特点（Working Elements and Capability characteristic of Dust catch）
• 5.5.1 工作原理（Working Elements）
• 5.5.2 性能特点（Capability and Characteristic）
• 5.6 适应环境（Acclimation）
• 5.7 超声雾化抑尘器使用说明（Proceeding for use）
• 5.7.1 操作（Operation）
• 5.7.2 维护（Maintenance）
• 6. 结论与展望
• 6.1 结论（Conclusion）
• 6.2 问题与展望（Problems and Future）
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集