气水喷嘴雾化特征与降尘效果分析

第４９卷一第２期２０１７年２月一

哈一尔一滨一工一业一大一学一学一报

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

一

Ｖｏｌ ４９Ｎｏ ２Ｆｅｂ．２０１７

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ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７?６２３４．２０１７．０２．０２４

气水喷嘴雾化特征与降尘效果分析

蒋仲安，王一明，陈举师，林梦露

（教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室（北京科技大学），北京１０００８３）

摘一要：为提高气水喷嘴在煤矿井下高浓度粉尘作业场所的喷雾降尘效率，通过实验研究了气水喷嘴的雾化特性参数，得出了雾滴平均直径与气二水流量的变化规律；以煤矿综掘工作面气水喷雾降尘过程为研究对象，建立了相应的数学模型，推导出了气水喷嘴降尘效率的关系式，采用Ｍａｔｌａｂ软件绘制了降尘效率曲线．研究表明：水流量一定时，气体流量越大降尘效率越大；气体流量一定时，降尘效率随水流量的增大先增大后减小；粉尘粒径越大，喷雾雾滴有效作用距离越长，粉尘越容易被沉降；要使气水喷嘴的降尘效率达到８０％以上，气体流量必须大于１５０?１０－５ｍ３／ｓ，最佳的气水流量比范围为１００ １５０．依据工作面粉尘的粒径分布和降尘效率要求，参照相关曲线选择最佳的气水流量，可以达到更好的降尘效果和经济效益．关键词：综掘面；粉尘；气水喷嘴；喷雾；降尘效率；气水流量比中图分类号：ＴＤ７１４．２

文献标志码：Ａ

文章编号：０３６７－６２３４（２０１７）０２－０１５１－０７

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｕｎｅｌｉｎｇｆａｃｅ；ｄｕｓｔ；ｇａｓ?ｗａｔｅｒｎｏｚｚｌｅ；ｓｐｒａｙ；ｄｕｓｔｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｇａｓ／ｗａｔｅｒｆｌｏｗｒａｔｉｏ收稿日期：２０１５－０７－１６

基金项目：国家自然科学基金（５１２７４０２４，５１５７４０１６）；中国博士后科

学基金（２０１４Ｍ５６０８９１）；北京市自然科学基金青年科学基金（８１６４０６０）

作者简介：蒋仲安（１９６３ ），男，博士生导师

通信作者：王一明，Ｄｗａｎｇｍｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ

一一煤矿井下采掘工作面作业时会产生大量粉尘，而采用湿式喷雾降尘是最经济简便的方法，如机组内外喷雾联合降尘二巷道水幕降尘等，其基本原理都是采用压力水喷嘴的喷雾形式［１］．但传统的压力水喷嘴往往要求水压高二耗水量大，且雾滴粒径较大，对呼吸性粉尘的降尘效果普遍较差［２］．气水联动雾化降尘在中国是一项新兴的技术，国内外的研究表明采用气水联动喷雾降尘技术较常规喷雾降尘技术相比能使呼尘的浓度大幅度降低［３－４］．气水联动喷雾

装置的核心部件是气水喷嘴，由于现在对气水喷嘴喷雾降尘的理论研究较少，导致气水喷雾降尘技术在实际应用中存在盲目性，只凭经验调节装置的气二水流量，不仅浪费水资源而且也不能得到应有的降尘效果．本文通过实验研究气水喷嘴的雾化特性，结合雾化降尘机理的理论分析，对气水喷嘴喷雾降尘效率的影响因素进行了分析，得出了气水喷嘴雾化降尘效率与气流量二水流量及气水流量比等因素的关系曲线，能对气水喷嘴的实际应用提供理论上的指导．

１一气水喷嘴雾化特性研究

１．１一气水喷嘴的结构及原理

气水喷嘴主要由进水端口二进气端口二气水混合

万方数据