矩形巷道风速分布研究：风洞模拟与输送机影响

输送机布设矩形巷道断面风速分布特征风洞模拟是一项针对井下通风系统进行深入研究的技术手段。在矿业工程中，合理地理解巷道内的风速分布对于优化通风设计、确保工人安全和提高生产效率至关重要。该研究由王丙建、罗永豪和赵阳升等人在太原理工大学采矿工艺研究所进行，他们利用了该校的“地下工程模拟风洞”设施，通过制作比例模型来进行相似模拟试验。 风洞试验是一种在可控环境中模拟实际流动情况的科学方法，它能精确测量和分析气流速度、压力等参数。在本研究中，研究人员对锚杆支护的矩形断面巷道进行了模拟，旨在揭示风速分布的规律。试验结果表明，巷道内的风速分布具有明显的左右对称性，这意味着气流在巷道两侧的流动状况基本一致，这对于维持巷道内均匀的通风条件具有重要意义。 最大风速点位于巷道中心点的下方，距离中心点的距离大约是巷道断面当量直径的15%至25%。这个发现对于确定关键通风区域，如输送机位置的选取，提供了科学依据。当量直径是用于描述不规则形状物体的一种概念，它反映了对象的有效面积，有助于简化计算和分析。 进一步的分析发现，巷道的横纵对称轴以及两条对角线位置上的风速分布可以拟合为对数函数形式。这种函数关系揭示了风速随距离的变化规律，对于预测巷道不同位置的通风效果，优化通风网络设计，以及预防由于风速不均可能引发的安全问题，如粉尘积聚、局部过热等，都具有很高的实用价值。 矩形巷道的风速分布研究不仅是理论上的探讨，也是实践中的迫切需求。在煤矿和其他地下工程中，输送机的布置必须考虑风速分布的影响，以确保输送设备的正常运行，同时减少对人员和设备的危害。通过风洞模拟试验，研究人员能够更准确地预估和控制巷道内的通风状况，从而为矿井的安全生产提供科学支持。 这项研究通过风洞模拟技术对矩形巷道风速分布进行了深入探究，得出的结果对于改进地下工程通风设计，尤其是与输送机布局相关的通风策略，具有重要的指导意义。它不仅丰富了矿业工程的理论知识，也为实际工程应用提供了可靠的数据基础。