皮带运输巷道粉尘分布规律数值模拟及除尘优化

"蒋仲安等人在2012年的《北京科技大学学报》上发表了一篇关于皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律的数值模拟论文。他们运用气固两相流理论，采用计算流体力学的离散相模型，以西石门铁矿40#皮带运输平巷为研究对象，对粉尘质量浓度进行了模拟，并与现场实测数据对比，证实了欧拉-拉格朗日法在模拟中的有效性。研究发现，巷道风速为3m/s时，除尘效果最佳，粉尘质量浓度可保持在3mg/m³以下，而皮带速度为2.5m/s时，粉尘质量浓度较低。此外，壁面洒水也是有效的降尘措施。" 这篇论文主要探讨了以下几个知识点： 1. **气固两相流理论**：这是一种处理气体和固体颗粒混合流动的理论，适用于描述皮带运输过程中粉尘与空气的相互作用。在这个理论框架下，可以分析粉尘的运动状态和浓度分布。 2. **离散相模型（Discrete Phase Model, DPM）**：这是计算流体力学中的一种方法，用于模拟连续介质（如空气）中的离散粒子（如粉尘颗粒）行为。在这种模型中，每个颗粒都单独跟踪，以分析其运动和相互作用。 3. **欧拉-拉格朗日法（Euler-Lagrange Approach）**：在模拟气固两相流中，欧拉-拉格朗日法将连续相（如气体）用欧拉方程描述，而离散相（如粉尘颗粒）用拉格朗日方法追踪。这种方法在研究颗粒在气流中的运动和浓度分布时特别有用。 4. **皮带运输巷道的粉尘质量浓度分布规律**：研究揭示了巷道风速和皮带运输速度对粉尘浓度的影响。当风速为3m/s时，粉尘浓度最低，达到理想的除尘效果；而皮带速度为2.5m/s时，粉尘产生较少。 5. **通风除尘设计参数**：论文提供了巷道风速这一关键参数，对于矿山通风除尘系统的优化设计具有指导意义，有助于减少工人暴露于高粉尘环境的风险，提高作业环境的安全性。 6. **壁面洒水降尘**：除了通过调整风速和皮带速度外，定期对巷道壁面进行洒水也是一种辅助的降尘手段，能有效控制粉尘扩散。 7. **实测与模拟的对比分析**：通过与现场实测数据对比，证明了数值模拟方法的可靠性和实用性，为未来类似的工程问题提供了科学的预测工具。 这篇研究为矿山通风除尘系统的优化提供了理论支持，对降低矿山工作场所的粉尘污染，改善工人健康状况，以及保障矿山安全生产具有重要意义。