风机在巷道系统中的优化设计.pdfVIP

维普资讯 I 户 。 王 军1 孙中勤 ’陈重新 (1华中科技大学能源与动力工程学院 湖北武汉 430074 2湘潭平安电气集团 湖南湘潭 411100) 摘要 论述巷道通风系统的内部流态和巷道通风系统的工作原理及设计思路 ，结合桌矿井实际巷道 ，进行局部通风机的 设计。结果证明设计基本能满足巷道通风要求。 关键词 巷道 矿井通风 风机 CFD 中图分类号：TD72 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2007)01—0053—03 O 引言 度，冲击采掘面后将产生回流，同时因JJ处主通风机的存在， 在采煤行业中常需要控制采掘面的瓦斯浓度 ，这需要考 采掘面的混台气体与AA处流入的新鲜空气将在EE—DD 虑风机与巷道系统的联合运转情况。风机一般在管道系统中 段间混合，最后从JJ处被主通风机抽出，从而达到冲散瓦斯 工作。在管道系统中，除等截面管道外，可能安装各种形状的 浓度及排出瓦斯的目的。 管件、节流和调节装置以及各种附件。管网元件可以只放景 2 设计思路 在风机的前面，也可放置在风机的后面，或者同时放置在风 在采掘过程中要控制采掘面的瓦斯浓度 (图1中Ⅱ处)， 机的前后。风机与管网联合运行因其复杂性，一直是人们关 要通过DD处的局部通风机来控制。在该巷道系统中主通风 注的焦点。 机(JJ处)已定。本文主要考虑 DD处局部通风机与巷道系统 本文依据具体的巷道系统，首先模拟出该巷道系统的内 的联合运行情况。设计要求，因新鲜空气主要通过内风硐进 部流动状况，在此基础上，设计了一种满足其通风要求的斜 入采掘面，要求通过内风硐的流量不低于4．2k~／s。 流风机 。同时对该风机与巷道系统的联合运行情况作了分 本文的设计思路为：在未知局部通风机的特性曲线的情 析。 况下，通过假定内风硐处放置一理想风机，用一无限薄壁面 l 巷道通风系统的工作原理 表示。使通过该壁面的气体获得一个全压升，通过不断的调 巷道的平面图见图 1， 节全压升，模拟内风硐和外巷道的联合运行情况。直至内风 硐的流量满足设计要求。依据此条件下的全压升及流量设计 J J 局部通风机。 3 巷道系统的内部流态模拟及分析 C 考虑到巷道内气体的实际流动为复杂的湍流流动，故采 C r ， ． 9 用湍流模型进行模拟。湍流模型采用标准k-e湍流模型，采 用FLUENT软件完成模拟分析，当残差小于le-4且进出口 圈 1 巷遣平面示曩 圈 流量的相对差值小于3％时，认为计算结果收敛。 该通风系统中II处为采掘面。在开采过程中此处会产生 3．1 模型的建立 一 定量 的瓦斯气体。该通风系统就是要吹散此处的瓦斯气 巷道的平面尺寸如图l，其中AB段的距离为7m，AB段 体。AA处为新鲜空气人 口。JJ处放有主通风机，在DD处安