优化矿尘PM10捕尘雾滴粒径实验研究与最佳参数

本研究聚焦于矿尘中PM10（粒径小于或等于10微米的颗粒物）捕尘雾滴粒径的实验探索，目的是为了优化矿井环境下的粉尘控制策略。研究团队利用自主设计的尘-雾粒径耦合实验系统，结合激光粒度分析仪，通过一系列实验来测定不同条件下的雾滴粒径与PM10的关系，重点关注雾滴粒径与捕集PM10效率的关系。 实验采用了直径为1.0毫米的空心圆锥形喷嘴，测试了三种压力——3 MPa、4 MPa和5 MPa，以及恒定的实验风速1.5 m/s。实验结果显示，当PM10被雾滴捕集时，雾滴粒径通常大于粉尘粒径的6至13倍，其中8至10倍的比例为61.6%，这表明雾滴的大小对于有效捕集PM10至关重要。在3 MPa的压力下，雾滴能够捕集的粉尘粒径范围较大；而随着压力增加到4 MPa和5 MPa，捕集的粉尘粒径普遍小于7微米，这表明适当的压力有助于提高捕集PM10的效率。 研究还发现，喷嘴直径不变时，喷射压力的增大会增加雾滴的速度，进而提升雾滴对PM10的拦截能力。当压力低于某个阈值（如C(:5 MPa），随着压力的上升，雾滴粒径会显著减小，这可能是由于更高的压力促进了雾滴的细化，增强了其与PM10的接触面积。 值得注意的是，矿井中的PM10浓度在呼吸带高度常常超过安全标准，这对矿工健康构成威胁。因此，这项研究对于优化矿井湿式除尘技术具有重要意义，可以指导选择最佳的雾滴粒径和压力参数，以更有效地捕集和沉降PM10，从而改善矿井的工作环境和保障矿工的生命安全。研究结果还提供了雾滴粒径与PM10捕集效率的具体函数关系式，为后续的理论研究和实际应用提供了科学依据。