第39卷第6期2014年田赵丽娟，2013．0981

6月震，王

煤炭学报

JOUＲNALOFCHINACOALSOCIETY

Vol．39Jun．

No．62014

．煤炭学报，2014，39（6）：1172－1176．doi：10．13225/j．cnki．jccs．野．采煤机外喷雾系统数值模拟研究［J］

ZhaoLijuan，TianZhen，WangYe．Numericalsimulationofshearerexternalspraysystem［J］．JournalofChinaCoalSociety，2014，39（6）：1172－1176．doi：10．13225/j．cnki．jccs．2013．0981

采煤机外喷雾系统数值模拟研究

112田震，王野赵丽娟，

（1．辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000；2．沈阳航天新光集团有限公司，辽宁沈阳110043）

摘

基于Pro/E与GAMBIT联合建立了要：为提高采煤机外喷雾系统性能，改善工作面作业环境，

采煤工作面模型，选用标准k－ε湍流模型构造采煤机外流场数学模型，并通过FLUENT仿真得到巷道内风流平均速度为1．8m/s左右，符合《煤矿安全规程》的规定；对采煤机外喷雾系统进行了数值模拟，通过改变喷嘴口径、喷雾压力和扩散角等参数，得到了不同喷雾参数下的雾滴粒径和雾

化浓度的变化规律：随着喷雾压力的增大，雾滴粒径减小，喷雾浓度分布更加均匀；小口径喷嘴雾化浓度较高，大口径喷嘴雾化区域浓度均匀、捕集面积大；小雾化扩散角下的雾粒速度相对较大，大扩散角下的雾流浓度分布均匀，但其穿透力差。分析结果为提高采煤机喷雾降尘效率，降低采煤工作面粉尘浓度提供了依据。

关键词：采煤机；外喷雾；粒径；雾化浓度；数值模拟中图分类号：TD421.6文献标志码：A文章编号：0253－9993（2014）06－1172－05

Numericalsimulationofshearerexternalspraysystem

ZHAOLi-juan1，TIANZhen1，WANGYe2

（1．CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China；2．ShenyangAerospaceXinguangGroupCo．，Ltd．，Shenyang110043，China）

Abstract：Inordertoimprovetheshearerexternalspraysystemperformanceandenvironmentofworkingface，amodelofmechanizedcoalfacewasestablishedbytheunionofPro/EandGAMBIT，astandardk-εturbulenceflowmodelwasselectedtobuildtheexternalflowfieldofshearer，theaveragespeedofventilationinroadwaywasabout1．8m/s，itwascomplywiththeprovisionsoftheSafetyStandardofCoalMine．ThenumericalsimulationofshearerexternalspraysituationwasestablishedbythesoftwareFLUENT，thelawoftheinfluenceabouttheeffectofparametervariationtospraywasobtainedthroughthechangesofnozzlecaliber，spraypressureanddiffusionangle．Asthespraypressureincrease，thediameterdecreasesandthesprayconcentrationdistributionismoreuniform；Small-borenozzle’sconcen-trationishigher，large-borenozzle’sconcentrationisuniformandtrappingareaislarge；thefogparticlesvelocitywithsmalldiffusionangleisoppositebigger，thesprayconcentrationdistributionwithlargediffusionangleismoreuniform，butitspenetrationispoor．Theresultprovidesfoundationforimprovingtheefficiencyofshearersprayingdustandre-ducingthecoalfacedustconcentration．

Keywords：shearer；externalspray；diameter；atomizingconcentration；numericalsimulation近年来，高浓度煤矿粉尘引起的事故造成了大量的人员伤亡，如2005年11月，黑龙江东风煤矿发生48人受伤特大煤尘爆炸事故，造成171人死亡，

［1］

2006年7月，山西蔺家庄煤矿发生一起特别重大煤尘爆炸事故，共有53人遇难

［2］

；2007年12月，山西

；新窑煤矿由于煤尘爆炸继而引起瓦斯爆炸，造成105

收稿日期：2013－07－10责任编辑：许书阁

基金项目：中国煤炭工业科技计划资助项目（MTKJ2009－264）

E－mail：zlj2120@163．com。通讯作者：田作者简介：赵丽娟（1964—），女，辽宁阜新人，教授，博士生导师。Tel：0418－3352413，

－男，安徽界首人，博士研究生。Email：lntutian2008@126．com

震（1987—），