本文關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面泡沫除塵及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤塵是煤礦生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害之一，，其不僅嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)，而且嚴(yán)重威脅工人的身心健康。隨著掘進(jìn)工作面機(jī)械化采掘技術(shù)的提高，掘進(jìn)巷道粉塵濃度也在急劇增加，針對(duì)該問(wèn)題目前礦山主要采用掘進(jìn)機(jī)內(nèi)外噴霧降塵，但該措施耗水量大、對(duì)疏水性煤塵沉降效率低且容易發(fā)生噴嘴堵塞。泡沫除塵技術(shù)是近幾年新興的一種除塵技術(shù)，由于其耗水量小、對(duì)疏水性和呼吸性粉塵降塵效率高而廣泛受各煤礦的關(guān)注，但該技術(shù)現(xiàn)有研究成果仍舊存在一定的缺陷�；诖耍疚膶�(duì)煤礦掘進(jìn)工作面泡沫除塵及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，從除塵泡沫的基本特性和捕塵機(jī)理出發(fā)，研制了高性能發(fā)泡劑及發(fā)泡設(shè)備，設(shè)計(jì)了井下泡沫除塵工藝及安裝系統(tǒng)，為泡沫除塵技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供了有力的技術(shù)保障。 本文首先分析了除塵泡沫的基本特性及泡沫捕塵機(jī)理，為后期制備高性能除塵泡沫提供理論依據(jù)。為探究影響泡沫性能的因素，分析了泡沫的產(chǎn)生機(jī)理和泡沫穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)特征。利用微元法分析了圓形管道內(nèi)泡沫流體的流變特性和速度分布特征，建立了圓形管道泡沫流體速度分布方程，為泡沫發(fā)生器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。分析了泡沫的衰變機(jī)理，研究影響泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，并通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)測(cè)試了泡沫半衰期與發(fā)泡倍數(shù)的關(guān)系，為發(fā)泡劑的研制提供了理論依據(jù)。 發(fā)泡劑的研制是保證高效降塵的關(guān)鍵因素之一。本文應(yīng)用WaringBlender攪拌法和毛細(xì)管正向滲透法，分別測(cè)試發(fā)泡劑的起泡性和濕潤(rùn)性，在實(shí)驗(yàn)條件下優(yōu)選出單體表面活性劑并進(jìn)行復(fù)配，研制出高性能除塵發(fā)泡劑。 泡沫發(fā)泡器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是制備泡沫的又一關(guān)鍵因素。本文在汲取前人發(fā)泡器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工作原理的基礎(chǔ)上，充分考慮井下作業(yè)空間與應(yīng)用條件，利用射流擴(kuò)散和擾動(dòng)原理，設(shè)計(jì)了新型泡沫發(fā)泡器，應(yīng)用計(jì)算流體軟件FLUETN對(duì)發(fā)泡器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化。通過(guò)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室除塵泡沫制備系統(tǒng)，對(duì)發(fā)泡器工作的主要性能參數(shù)進(jìn)行了研究。 為了對(duì)泡沫除塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的應(yīng)用進(jìn)行考察，本文進(jìn)行了掘進(jìn)工作面泡沫除塵工業(yè)性試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了井下泡沫除塵工藝和安裝系統(tǒng)，并構(gòu)建了泡沫噴頭布置工藝，以實(shí)現(xiàn)全方位立體降塵。試驗(yàn)中的降塵效率數(shù)據(jù)表明泡沫除塵效果顯著，且明顯優(yōu)于噴霧除塵，為泡沫除塵技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：泡沫除塵 捕塵機(jī)理 發(fā)泡器 除塵工藝
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 煤礦粉塵的產(chǎn)生12-14
• 1.1.1 煤塵的危害性12-13
• 1.1.2 粉塵爆炸引起的重大煤礦事故案例13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外粉塵防止技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵特點(diǎn)及粉塵治理研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 掘進(jìn)工作面產(chǎn)塵特點(diǎn)15-16
• 1.3.2 掘進(jìn)工作面粉塵治理研究現(xiàn)狀16
• 1.4 泡沫除塵研究現(xiàn)狀16-21
• 1.4.1 泡沫除塵國(guó)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.2 泡沫除塵國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀17-21
• 1.5 本課題的研究背景與內(nèi)容21-24
• 1.5.1 本課題的研究背景21
• 1.5.2 本課題的研究?jī)?nèi)容21-24
• 第二章 除塵泡沫基本特性及捕塵機(jī)理24-40
• 2.1 泡沫的定義與分類(lèi)24
• 2.2 泡沫產(chǎn)生的機(jī)制24-27
• 2.2.1 泡沫形成的條件24-25
• 2.2.2 泡沫產(chǎn)生的機(jī)理25-26
• 2.2.3 泡沫的穩(wěn)態(tài)26-27
• 2.3 除塵泡沫在圓形管道內(nèi)速度分布27-29
• 2.4 除塵泡沫的衰變機(jī)理29-33
• 2.4.1 泡沫液膜排液29-31
• 2.4.2 泡沫的再分布31-33
• 2.5 泡沫捕塵機(jī)理33-37
• 2.5.1 截留效應(yīng)33-34
• 2.5.2 慣性碰撞34-35
• 2.5.3 擴(kuò)散效應(yīng)35-36
• 2.5.4 黏附效應(yīng)36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-40
• 第三章 發(fā)泡劑的配制及性能研究40-54
• 3.1 表面活性劑概述40
• 3.2 發(fā)泡劑性能判定方法40-42
• 3.2.1 發(fā)泡劑起泡性和穩(wěn)定性判定方法40-41
• 3.2.2 發(fā)泡劑濕潤(rùn)性判定方法41
• 3.2.3 發(fā)泡劑表面張力測(cè)定方法41-42
• 3.3 發(fā)泡劑的選則原則42
• 3.4 發(fā)泡劑發(fā)泡性能實(shí)驗(yàn)優(yōu)選42-47
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)原料43
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)器材43
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)方法43
• 3.4.4 起泡性實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析43-46
• 3.4.5 三種表面活性劑復(fù)合體系的實(shí)驗(yàn)與分析46-47
• 3.5 發(fā)泡劑潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)研究47-49
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備47-48
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)方法48
• 3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-49
• 3.6 發(fā)泡劑表面張力的測(cè)定49-50
• 3.7 除塵泡沫的制備50-53
• 3.7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和系統(tǒng)50-51
• 3.7.2 實(shí)驗(yàn)方法51-52
• 3.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-53
• 3.8 本章小結(jié)53-54
• 第四章 泡沫發(fā)泡器的結(jié)構(gòu)與數(shù)值分析54-74
• 4.1 泡沫發(fā)泡器設(shè)計(jì)的流體力學(xué)依據(jù)54-57
• 4.1.1 射流紊動(dòng)擴(kuò)散原理54-55
• 4.1.2 發(fā)泡器內(nèi)部截面自由紊動(dòng)射流狀態(tài)方程解55-56
• 4.1.3 氣液兩相流在擾動(dòng)狀態(tài)下速度分布56-57
• 4.2 泡沫發(fā)泡器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-61
• 4.2.1 泡沫發(fā)泡器的設(shè)計(jì)原則57-58
• 4.2.2 發(fā)泡器的工作原理58-59
• 4.2.3 發(fā)泡器主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算59-61
• 4.3 泡沫發(fā)泡器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的 FLUENT 模擬61-73
• 4.3.1 FLUENT 軟件簡(jiǎn)介61-62
• 4.3.2 發(fā)泡器內(nèi)流場(chǎng)仿真模型選擇62-63
• 4.3.3 發(fā)泡器內(nèi)氣液兩相流控制方程63-64
• 4.3.4 求解器的設(shè)置64-65
• 4.3.5 模擬結(jié)果分析65-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第五章 泡沫發(fā)泡器性能的實(shí)驗(yàn)研究74-84
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>74
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)及設(shè)定方法74-76
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析76-82
• 5.3.1 產(chǎn)泡量與供氣量的關(guān)系76-78
• 5.3.2 產(chǎn)泡量與供氣壓力的關(guān)系78-79
• 5.3.3 產(chǎn)泡量與供液量的關(guān)系79-80
• 5.3.4 產(chǎn)泡量與發(fā)泡劑添加濃度的關(guān)系80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第六章 掘進(jìn)工作面泡沫除塵系統(tǒng)工業(yè)性試驗(yàn)研究84-90
• 6.1 試驗(yàn)背景84
• 6.2 泡沫除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案84-86
• 6.2.1 泡沫除塵工藝流程84-85
• 6.2.2 泡沫除塵系統(tǒng)的安裝85-86
• 6.2.3 泡沫噴頭的布置工藝86
• 6.3 工業(yè)試驗(yàn)86-87
• 6.3.1 系統(tǒng)運(yùn)行86-87
• 6.3.2 測(cè)點(diǎn)的布置87
• 6.4 測(cè)試結(jié)果對(duì)比與分析87-89
• 6.5 本章小結(jié)89-90
• 第七章 結(jié)論與展望90-92
• 7.1 主要結(jié)論90-91
• 7.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文98

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉紅;解茂昭;李科;王德慶;;泡沫金屬湍流射流發(fā)泡過(guò)程數(shù)值模擬研究[J];材料科學(xué)與工藝;2007年02期

2 陸新曉;王德明;任萬(wàn)興;王和堂;;泡沫降塵技術(shù)在掘進(jìn)工作面的研究與應(yīng)用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年01期

3 顧德中;泡沫形成和特性的研究[J];紡織學(xué)報(bào);1985年06期

4 韓國(guó)彬,吳金添,徐曉明;二維泡沫穩(wěn)定性與拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)的關(guān)系研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2001年07期

5 黃本斌;王德明;時(shí)國(guó)慶;李大偉;;泡沫除塵機(jī)理的理論研究[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2008年05期

6 熊愛(ài)軍;;礦井綜合防塵技術(shù)探討[J];河北煤炭;2007年01期

7 陸新曉;;泡沫降塵技術(shù)發(fā)泡效果實(shí)驗(yàn)[J];黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

8 高慶叢;王德明;王和堂;任萬(wàn)興;李永生;;泡沫除塵技術(shù)在綜掘面的應(yīng)用[J];金屬礦山;2010年10期

9 張改利;;煤礦掘進(jìn)工作面粉塵防治技術(shù)[J];科技信息;2011年09期

10 王維建;劉榮華;王鵬飛;丘漢鋒;;不同吹吸風(fēng)口位置掘進(jìn)面粉塵擴(kuò)散規(guī)律數(shù)值模擬研究[J];礦業(yè)工程研究;2011年04期

  本文關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面泡沫除塵及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：431641