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喷雾压力和气流速度对水雾颗粒沉降的影响

2017-06-12

  在瓦斯输送管道中加入细水雾,当气流速度一定时,单从实验管道总的沉降量来看,较大的喷雾压力将产生较大的沉降量,但对长距离的瓦斯输送管道而言,并非喷雾压力越小越好。当喷雾压力一定时,为了减少水雾颗粒在管道内的沉降量,输送过程中尽可能提高气流速度。近日,河南理工大学安全科学与工程学院的王发辉等科研人员通过实验得出了细水雾在瓦斯管道中的沉降规律。相关成果发表于《煤炭学报》2016年第6期。


  在我国现有煤矿瓦斯抽采中,浓度低于30%的瓦斯占70%以上,其中相当一部分瓦斯浓度低于16%。《煤矿安全规程》第148条规定:抽采的瓦斯浓度低于30%时,不得作为燃气直接燃烧。然而,当其用于内燃机发电或作其它用途时,瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定制定安全技术措施。因此,低浓度瓦斯输送的安全保障技术,对促进瓦斯抽采利用产业的发展、减少煤矿瓦斯灾害等方面都具有重要的意义。


  为研究不同喷雾压力、不同气流速下水雾在管道内的沉降特性,研究人员搭建了管道喷雾实验台,采用粒子图像速度仪(PIV)对方形管道内的水雾运动特性进行了测量。通过实验,他们发现:当气流速度一定,喷雾压力从0.1 MPa增加到1.3 MPa时,水雾在喷嘴下游管长为1 m管道内的沉降量增加了96%,沉降的主要原因是碰壁沉降,而在1 m之后的管段内水雾沉降量减少了76%,沉降的主要原因是惯性沉降;当喷雾压力一定,气流速度从1.1 m/s增加到10.4 m/s时,水雾在管长为1 m管道内的沉降量降低了24%,在1 m之后的管道内沉降量减少了17%。该项结果可为研究管道内水雾沉降对瓦斯抑爆规律奠定基础。


  该项研究得到了国家自然科学基金资助和河南省动力工程及工程热物理重点学科资助项目的资助。


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  责任编辑:宫在芹
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