采煤機(jī)噴霧系統(tǒng)噴嘴噴霧仿真分析研究.pdf

1、噴霧降塵的機(jī)理是利用高速運(yùn)動的水霧粒對漂浮在空氣中的粉塵顆粒碰撞、截獲、捕集，最后凝結(jié)沉降。在煤礦井下，對人體健康危害最大的是≤5μm的呼吸性粉塵，因此需要對這類粉塵進(jìn)行有效的沉降。從影響降塵的主要因素分析發(fā)現(xiàn)：水霧粒速度和水滴粒徑一定時，降塵效率隨粉塵粒徑增加而增加，達(dá)到某一值后趨于常數(shù)，大水滴對大粉塵降塵效率高；對于1-3μm的粉塵直徑最佳霧粒直徑范圍為60μm-160μm；要使呼吸性粉塵降塵效率達(dá)到50[％]以上，水霧粒噴射速度必

2、須大于35m/sec。
　　 在噴霧降塵系統(tǒng)中，噴嘴的設(shè)計是關(guān)鍵。因為噴嘴的霧化性能直接影響到降塵的效果。還有就是增大噴霧流量和噴霧壓力，但也都有一定的局限，且從節(jié)能角度考慮，不易太大。所以從噴嘴的設(shè)計考慮噴霧效果的改善是必行之路。結(jié)合到煤礦井下惡劣的工作環(huán)境、可靠性設(shè)計以及加工制作簡單等因素，設(shè)計出一種既不用旋流芯，又能產(chǎn)生比較好的霧化效果的噴嘴。不用旋流芯，仍要使流體在噴嘴內(nèi)部能產(chǎn)生比較大的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣才會使流體噴出噴嘴后

3、，在離心力的作用下，產(chǎn)生比較好的霧化效果。所以需要流體在進(jìn)入噴嘴內(nèi)部時，有一定的角度，進(jìn)入噴嘴內(nèi)部后，會產(chǎn)生橫向速度，這樣就會產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。從這一思路出發(fā)，設(shè)計出一種噴嘴。
　　 采用CFD(Computational Fluid Dynamics)計算流體動力學(xué)仿真軟件對流體在噴嘴內(nèi)部的流動情況進(jìn)行動力學(xué)仿真。通過仿真分析得到：噴嘴內(nèi)腔一定時，噴霧擴(kuò)散角隨著口徑增大而增大，原因是液體在大口徑噴嘴內(nèi)部的旋流強(qiáng)度大。比較了1

4、.0mm、1.2mm、1.5mm、1.75mm口徑的噴嘴，旋流速度依次增大；噴嘴口徑一定時，噴霧擴(kuò)散角隨著內(nèi)腔孔徑的增大而增大；噴嘴口徑和內(nèi)腔孔徑一定時，旋流角在30度的時候旋流效果比較好；隨著中心調(diào)節(jié)針閥離噴嘴出口越來越遠(yuǎn)，中心調(diào)節(jié)針閥對旋流流體的擾動及粘滯作用越來越小，內(nèi)部速度在不斷增加，當(dāng)距離增加到一定值后，針閥作用可忽略不計?？梢娏黧w在針閥與噴嘴出口間隙大的時候其內(nèi)部旋流強(qiáng)度大。
　　 為了得到較好的降塵效果，噴嘴的設(shè)計