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旧工业建筑再生施工粉尘运移特性数值模拟研究 被引量：1
1
作者 田卫 马睿浩 +2 位作者 关小杰 高明哲 谭啸 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第1期231-238,共8页
为探究旧工业建筑再生施工过程中产尘工序与环境流体对粉尘时空分布的影响,利用现场试验与数值模拟方法,研究不同工序及背景风速作用下施工区域内部的粉尘运移特性。通过分析大量粉尘数据,明确旧工业建筑再生施工主要工序的尘源特征类型... 为探究旧工业建筑再生施工过程中产尘工序与环境流体对粉尘时空分布的影响,利用现场试验与数值模拟方法,研究不同工序及背景风速作用下施工区域内部的粉尘运移特性。通过分析大量粉尘数据,明确旧工业建筑再生施工主要工序的尘源特征类型;选取具有典型旧工业建筑特征的某待改造工业厂房,开展打磨和铲运2类工序的现场试验;使用数值模拟方法分析5种入口风速与2种产尘工序下的粉尘质量浓度分布,明确旧工业建筑再生施工空间粉尘易聚集区。结果表明:打磨工序最高粉尘质量浓度超限倍数为54倍,铲运工序最高粉尘质量浓度超限倍数为37倍;入口风速的改变会影响施工区域内粉尘的主要影响区分布,同时,会改变粉尘质量浓度在施工区域内达到动态平衡的进程;产尘工序的改变会对粉尘质量浓度分布产生一定的影响,对特定工序的工作强度进行增强则会导致其下游粉尘质量浓度同比增加。 展开更多
关键词 旧工业建筑再生 施工粉尘 运移特性 数值模拟 粉尘质量浓度
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综采工作面架间超声速喷雾降尘技术研究与应用
2
作者 荆德吉 赵勇 +3 位作者 胡俭 蒋卓 任帅帅 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期3853-3863,共11页
煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾... 煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾化覆盖范围最优,可有效抑制粉尘扩散。在实验室测试中,对常用的雾化装置进行了优选,自研超声速抗风喷头表现出显著提升的抗风性(风阻保持距离达2.8 m,较传统喷头提升55%~133%)、优异的雾化特性(形成3.5 m×2.7 m的连续雾幕,雾滴粒径分布均匀)及更低的耗水量(减少7%~14%)。结合优化的45°向下倾角布置,在王家岭煤矿现场应用实现了91.32%的全尘降尘效率和86.59%的吸尘降尘效率,显著改善了作业环境,并在多处煤矿综采工作面应用此技术。该研究为煤矿综采工作面粉尘污染控制提供了可靠的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 喷雾降尘 数值模拟 雾化试验 煤矿降尘
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非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响研究
3
作者 杨宏刚 李奥 +2 位作者 曹莹雪 孟晓静 王金宵 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第7期91-97,共7页
为解决袋式除尘器滤袋表面过滤风速分布不均匀的问题,提出一种新的非均匀渗透率滤袋设计方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF),模拟在设计过滤风速(1.0 m/min)条件下,非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响。结果表明:均匀渗... 为解决袋式除尘器滤袋表面过滤风速分布不均匀的问题,提出一种新的非均匀渗透率滤袋设计方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF),模拟在设计过滤风速(1.0 m/min)条件下,非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响。结果表明:均匀渗透率滤袋的过滤风速沿滤袋轴向自底部向上逐渐增加,且过滤风速分布均匀性随滤袋长度的增加而降低;通过优化长度为5、7、10 m等3种不同滤袋的渗透率,滤袋表面过滤风速的最大值分别从1.60、2.32和3.34 m/min降至1.30、1.31和1.38 m/min,并显著提升了滤袋表面过滤风速分布的均匀性指数,且指数分别从0.736、0.459、0.210提升至0.854、0.868、0.892。 展开更多
关键词 袋式除尘器 滤袋表面 过滤风速 非均匀渗透率 均匀性指数
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接尘工人粉尘暴露特征的虚拟实验设计与研究
4
作者 耿凡 黄若溪 +2 位作者 何新建 安家俊 远士龙 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期119-124,共6页
随着“健康中国,职业健康先行”的逐渐深入,个体防护作为防止粉尘进入人体、保障人身健康的最后一道防线在能源动力、安全工程、医药卫生等领域受到广泛关注。个体防护效果与接尘工人的粉尘暴露特征密切相关,但开展接尘工人粉尘暴露实... 随着“健康中国,职业健康先行”的逐渐深入,个体防护作为防止粉尘进入人体、保障人身健康的最后一道防线在能源动力、安全工程、医药卫生等领域受到广泛关注。个体防护效果与接尘工人的粉尘暴露特征密切相关,但开展接尘工人粉尘暴露实验受限。为了方便学生更好地了解接尘工人粉尘暴露特征,以煤矿井下高浓度粉尘环境为背景,构建了接尘工人个体三维物理模型,采用计算流体动力学-离散相模型(CFD-DPM)模拟工人个体周围的气固两相流动,考虑个体呼吸特点对流场的影响,设计了研究接尘工人粉尘暴露特征的虚拟实验,开发了个体周围粉尘时空分布规律的分析程序。通过该实验,学生可视化观察了井下工人接尘全过程,分析了接尘工人呼吸半球区及其周围两相流动特征,所得接尘工人粉尘暴露特征为探究个体防护的改进措施、制定个体呼吸防护方案提供了理论指导,有助于学生深刻认识粉尘危害、增强个体防护意识,为深入学习和掌握两相流规律及其研究方法提供一种新思路。 展开更多
关键词 接尘工人 个体防护 虚拟实验 暴露特征 CFD-DPM方法
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运输巷仿真模型建立及多断面喷雾降尘技术
5
作者 荆德吉 阚琦笙 +3 位作者 刘鸿威 戴明颖 刘绍航 刘阔 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第9期96-105,共10页
为了治理煤矿运输巷粉尘污染问题,利用数值仿真软件,按照1∶1的比例建立棋盘井煤矿运输巷北大巷几何模型。首先,基于标准k-ε湍流模型和粒子追踪模型,展开运输巷风流-粉尘耦合特征研究,并根据其特征提出同时治理转载点和运输巷的多断面... 为了治理煤矿运输巷粉尘污染问题,利用数值仿真软件,按照1∶1的比例建立棋盘井煤矿运输巷北大巷几何模型。首先,基于标准k-ε湍流模型和粒子追踪模型,展开运输巷风流-粉尘耦合特征研究,并根据其特征提出同时治理转载点和运输巷的多断面喷雾降尘技术;然后,通过数值仿真与试验相结合的方法,验证新型降尘技术的有效性;最后,在棋盘井煤矿运输巷北大巷开展现场应用,验证该技术的实用性及高降尘特性。结果表明:运输巷内风流分布受胶带运转速度及牵引力影响产生诱导风流,整体平均风流速度约为0.6 m/s,而粉尘粒子受巷道风流裹挟扩散,粒径为25μm以下的粉尘悬浮在人行道处,而粒径为25μm以上的粉尘沉积在胶带表面和巷道底板上;新降尘技术可实现对转载点的完美覆盖,且主巷道内形成1道超音速雾幕,拦截并捕集转载点逃逸的粉尘。超音速喷雾的雾幕范围大,抗风性强,持续降尘效果显著。经棋盘井煤矿运输巷北大巷现场应用,全尘和呼尘的最高降尘效率分别达到80.12%和83.15%,验证了文中所提降尘技术的有效性。 展开更多
关键词 运输巷 转载点 多断面 喷雾降尘 粉尘质量浓度
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不同表面活性剂对煤尘润湿效果的试验联合模拟研究
6
作者 荆德吉 鲍春花 +2 位作者 戴明颖 董智斌 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期995-1006,共12页
随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺... 随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(Coconutt Diethanol Amide,CDEA)及椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAB)对煤尘的润湿性。从宏观试验入手探究各表面活性剂对煤尘润湿性的影响,并通过建立表面活性剂/水、水/表面活性剂/煤体系进行动力学模拟分析,考察运动过程中分子运动趋势,将表面张力与氢键作用和径向分布函数结合分析表面活性剂自身的亲水性,将润湿角和沉降试验与静电势和相对浓度、均方位移、相互作用能结合研究表面活性剂对煤尘的润湿性影响,从分子尺度对试验现象进行系统性分析,深入探讨表面活性剂润湿煤尘的机制。结果表明:SDBS对水的表面张力削弱最强,即表面张力最小,为24.08 mN/m,微观表现为SDBS溶液形成的氢键最多,为771个,长为0.15 nm的氢键最多,径向函数曲线峰值最早出现,最易与水分子吸附;SDBS溶液的润湿角、沉降时间均为最小,分别为19.83°、21.11 s,微观表现为SDBS与煤结合后与水结合部位的静电势差最大,为5.3529 eV,受π-π相互作用的影响,SDBS在煤水界面的吸附范围最广,在氢键和静电力的主导下,水分子扩散系数最小,为0.51×10^(-4)cm^(2)/s,大幅限制了水分子扩散,SDBS与煤的相互作用能也最大,为-2662.80 kJ/mol。模拟分析揭示了宏观试验现象呈现的变化规律,研究结果可为高效评价表面活性剂润湿性提供参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 表面活性剂 分子模拟 氢键作用 润湿性
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阴⁃非离子复合溶液对烟煤润湿性影响及微观机理研究
7
作者 荆德吉 鲍春花 +3 位作者 葛少成 孟祥曦 杨殿才 刘晓南 《煤炭转化》 北大核心 2025年第5期61-69,共9页
为了探讨阴-非离子复合溶液对烟煤的润湿性影响和微观机理,选择阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为研究对象,通过润湿实验对单一表面活性剂和复合表面活性剂溶液的润湿性进行研究... 为了探讨阴-非离子复合溶液对烟煤的润湿性影响和微观机理,选择阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为研究对象,通过润湿实验对单一表面活性剂和复合表面活性剂溶液的润湿性进行研究;利用分子动力学计算水/煤、水/表面活性剂/煤体系的相互作用,并对模拟结果展开相对浓度分布、均方位移和相互作用能分析。结果表明:溶液表面张力及其在煤上的润湿角随溶液质量分数增大而减小,两种单一表面活性剂均在质量分数为0.05%后趋于稳定,0.05%质量分数下SDBS-CDEA复配溶液的表面张力及润湿角均低于单一表面活性剂;相较于单一表面活性剂体系,SDBS-CDEA体系中水分子相对浓度分布起点最靠前,水与煤的相对浓度分布曲线重叠面积最大,表面活性剂在煤表面的相对浓度最高,且此体系下水分子扩散系数降低了27.87%,体系中水与煤的相互作用能也最大,为-406.273 kJ/mol,有效地解决了烟煤亲水性差、润湿困难的问题。研究结果可为抑尘剂的选择和研发提供理论参考。 展开更多
关键词 分子动力学 烟煤 阴-非离子复合溶液 润湿性 表面活性剂
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声-水汽联合作用下的油性细颗粒物聚并实验研究
8
作者 王昕 阎守洁 +2 位作者 杨璐莹 张琦 李天 《暖通空调》 2025年第4期158-163,171,共7页
为了分析厂房内生产过程中油性细颗粒物的聚并效率,并探讨聚并过程中的影响因素,本文建立了声水汽联合作用下的油性细颗粒物聚并长大实验台。实验结果表明:在冷凝室温度10~20℃区间内,随着温度的降低,油性细颗粒物的聚并效率逐渐提升;... 为了分析厂房内生产过程中油性细颗粒物的聚并效率,并探讨聚并过程中的影响因素,本文建立了声水汽联合作用下的油性细颗粒物聚并长大实验台。实验结果表明:在冷凝室温度10~20℃区间内,随着温度的降低,油性细颗粒物的聚并效率逐渐提升;在实验范围内,声强强度小的声波更有利于小粒径油性细颗粒物的聚并,并且小粒径颗粒物在声聚并下的聚并效果优于大粒径颗粒物。 展开更多
关键词 油性细颗粒物 声聚并 水汽凝结 聚并效率 实验分析
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生物型表面活性剂磁化水对煤尘润湿性能影响分析
9
作者 袁树杰 王佳妮 《兰州工业学院学报》 2025年第1期28-34,共7页
为研究不同生物型表面活性剂磁化水对煤尘的润湿性能,以1/3焦煤为研究对象,选择4种常见的生物型表面活性剂,通过测量生物型表面活性剂溶液的表面张力和接触角选择适宜的降尘浓度,然后计算溶液的粘附功、铺展功和浸湿功来分析润湿能力。... 为研究不同生物型表面活性剂磁化水对煤尘的润湿性能,以1/3焦煤为研究对象,选择4种常见的生物型表面活性剂,通过测量生物型表面活性剂溶液的表面张力和接触角选择适宜的降尘浓度,然后计算溶液的粘附功、铺展功和浸湿功来分析润湿能力。通过粉尘沉降试验和红外光谱试验比较生物型表面活性剂磁化水的润湿性能及其对煤尘表面官能团的影响。结果表明:溶液的表面张力和接触角在质量分数大于0.1%时下降速度均放缓;质量分数为0.1%时,茶皂素的粘附功下降得最少,鼠李糖脂的粘附功下降幅度最大,而铺展功和浸湿功提升效果最好;磁化与槐糖脂的协同作用优于鼠李糖脂,但煤尘在鼠李糖脂磁化水溶液中的脂肪族/芳香族吸光度比为12.27,吸附密度最高,沉降速度最快。 展开更多
关键词 煤尘防治 生物型表面活性剂 磁化水 润湿性
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复配型表面活性剂协同无机盐增效弦栅水膜除尘 被引量：1
10
作者 丁厚成 薛亚芹 +3 位作者 邓权龙 张文静 邵梦胜 许盈盈 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3651-3658,共8页
为研究新型高效复合型湿式除尘装备除尘性能,本文以无烟煤粉为研究对象,设计并搭建了复配型表面活性剂协同无机盐增效弦栅水膜除尘实验系统,通过对表面活性剂和无机盐进行优选复配来确定配比方案,选取了0.4%SDBS/0.5%SDS/0.07%MgCl_(2)... 为研究新型高效复合型湿式除尘装备除尘性能,本文以无烟煤粉为研究对象,设计并搭建了复配型表面活性剂协同无机盐增效弦栅水膜除尘实验系统,通过对表面活性剂和无机盐进行优选复配来确定配比方案,选取了0.4%SDBS/0.5%SDS/0.07%MgCl_(2)、0.5%SDS/0.3%AEO-9/0.05%MgCl_(2)、0.4%SDBS/0.3%AEO-9/0.07%MgCl_(2)三种复合溶液来进行弦栅水膜除尘实验,研究风速、喷雾压力、喷嘴与弦栅间距、粉尘浓度及复合溶液种类对除尘性能的影响规律。研究结果表明,在不同风速条件下的湿式弦栅的除尘效率相较于单一弦栅过滤除尘显著提升;在一定范围内增加风速可有效提高除尘效率,当风速超过0.8m/s时,除尘阻力明显增大,弦栅造膜效应降低导致除尘效率降低;增大喷雾压力,耗水量及除尘效率随之增加,需综合考虑;随着喷嘴与弦栅间距、入口粉尘浓度的增加,除尘效率先增后减,当喷嘴与弦栅间距为100mm、粉尘浓度为500mg/m^(3)时,除尘效率最高达95.54%;三种复合溶液中0.4%SDBS/0.5%SDS/0.07%MgCl_(2)对粉尘的润湿性能最佳,且除尘效果最优。 展开更多
关键词 湿式除尘 喷雾 弦栅 表面活性剂 无机盐
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受载状态下表面活性剂对煤体损伤特性的影响
11
作者 杨明 周子恒 +3 位作者 景续武 徐靖 江舒纬 邓辉 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2562-2571,共10页
为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷... 为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷条件的微观孔隙结构演化特征及宏观力学机制,揭示表面活性剂作用下煤体的孔隙损伤机制。结果表明:添加表面活性剂会促使煤体中孔与大孔的孔隙度增加,导致煤体中产生更多的中孔与大孔孔隙损伤,其中大孔对煤体总孔隙损伤贡献比例最大。煤体在轴向加载过程中,存在孔隙扩展阶段,中孔孔隙体积会发生突变。添加表面活性剂会导致煤体的塑性变形阶段提前,孔隙扩展致中大孔相互连通,进而导致煤体的脆性增加。相比单一表面活性剂,非离子-阴离子复配表面活性剂能加速孔隙的连通,增加大孔孔隙体积,导致更多的微小孔和中孔提前转化为大孔,降低轴向加载峰值强度。单一表面活性剂的添加可以增加孔隙的分布范围和数量,而复配表面活性剂能加剧煤体损伤,产生孔裂隙连通和应变集中现象。 展开更多
关键词 安全工程 煤层注水 表面活性剂 核磁共振 煤体损伤
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基于图像机器学习的粉尘浓度估算方法 被引量：2
12
作者 贺安民 孔旭辉 +2 位作者 郑丽娜 冯温婷 李睿钢 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第1期79-86,共8页
为了应对燃煤电厂超低排放标准的推行后,粉尘颗粒物排放特性向低浓度、小粒径方向发展的趋势,提出一种基于粉尘颗粒散射图像的浓度测量方法,以粉尘的侧向散射图像为研究对象,通过极度梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)、... 为了应对燃煤电厂超低排放标准的推行后,粉尘颗粒物排放特性向低浓度、小粒径方向发展的趋势,提出一种基于粉尘颗粒散射图像的浓度测量方法,以粉尘的侧向散射图像为研究对象,通过极度梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)、支持向量机回归(support vector regression,SVR)和随机森林(random forest,RF)算法,建立灰度值与粉尘浓度值之间的关系,从而实现粉尘浓度的检测。研究结果表明:基于粉尘散射图像建立的多变量输入XGBoost模型在对添加信号噪声前后的粉尘浓度预测中表现出色,拟合得到的R2接近于1,校正RMSE值在0.0197~0.2156之间,预测R2值在0.9656~0.9998的范围内,预测RMSE值在0.0181~2.9328之间,表明XGBoost模型具有较高的准确度以及稳定性。研究结果可为特定空间内某断面粉尘平均浓度的精确检测提供可靠依据,提高检测的准确性和便捷性。 展开更多
关键词 粉尘浓度检测 图像法 光散射 图像灰度 支持向量机
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香樟叶提取物对铝锌废尘湿式除尘产氢的抑制影响研究
13
作者 郝腾腾 许开立 +2 位作者 王浩杰 倪辰阳 史继航 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第7期159-166,共8页
为实现湿式除尘系统绿色本质化安全运行,降低铝锌废尘遇水产氢引发火灾、爆炸事故的风险,利用金属与水产氢测试系统和煎煮法制备的水基香樟叶提取物,开展质量浓度作用下的抑氢有效性试验,基于表面分析得出香樟叶提取物抑制铝锌(Al-Zn)... 为实现湿式除尘系统绿色本质化安全运行,降低铝锌废尘遇水产氢引发火灾、爆炸事故的风险,利用金属与水产氢测试系统和煎煮法制备的水基香樟叶提取物,开展质量浓度作用下的抑氢有效性试验,基于表面分析得出香樟叶提取物抑制铝锌(Al-Zn)粉产氢的吸附行为学特征、化学反应动力学参数和抑氢机制,评估最佳香樟叶提取物质量浓度在多变环境条件下的抑氢可靠性。结果表明:随着质量浓度升高,香樟叶提取物对Al-Zn粉遇水产氢的抑制效果逐渐增强,当质量浓度为50 mg/L时,抑氢效率为97.86%,化学反应速率常数接近于0,几乎无氢气产生。香樟叶提取物可自发吸附在Al-Zn粉表面,其吸附行为符合单层Langmuir模型,包括物理和化学双重吸附机制。香樟叶提取物通过络合作用在Al-Zn粉表面形成抑制膜,可有效阻隔颗粒与水接触,从而抑制金属产氢行为。在湿式除尘器内温度变化、压强波动和水体扰动的影响下,香樟叶提取物对Al-Zn粉产氢具有稳定的抑制效果。 展开更多
关键词 香樟叶提取物 湿式除尘 铝锌(Al-Zn)粉 抑氢剂 抑氢效率 吸附行为
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机器学习算法在矿井喷雾降尘动态调控中的应用
14
作者 刘永立 全金峰 +3 位作者 梁云飞 方磊 佟林全 张江石 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2207-2214,共8页
为解决受矿井内粉尘浓度、湿度和温度等现场条件动态变化影响,难以设定最佳降尘参数以满足持续高效降尘的问题。文中将相似性模型试验和多种机器学习算法相结合,构建了一种矿井喷雾降尘动态调控模型,并针对黑龙江双阳煤矿综掘面的产尘... 为解决受矿井内粉尘浓度、湿度和温度等现场条件动态变化影响,难以设定最佳降尘参数以满足持续高效降尘的问题。文中将相似性模型试验和多种机器学习算法相结合,构建了一种矿井喷雾降尘动态调控模型,并针对黑龙江双阳煤矿综掘面的产尘问题开展所提模型的实际应用。模型累计考虑20个试验参数,涵盖最佳雾滴粒径参数优选、特征参数对雾化效果影响分析以及降尘效率预测模型3大模块。结果表明:以3个模块所构建的矿井喷雾降尘动态调控模型,可以对综掘面巷道喷雾降尘参数进行实时优化,有效降低现场粉尘浓度,增强喷雾降尘效果,且该方法具有较好的泛化性。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 机器学习 呼吸性粉尘 降尘处理 参数优化
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表面活性剂与氧化铝纳米流体对煤尘润湿协同效应研究
15
作者 肖旸 刘凯 +3 位作者 刘建国 佟林全 付超 曹勇 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期3843-3852,共10页
研究旨在探究氧化铝(Al_(2)O_(3))纳米颗粒与非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚,AEO-9)对煤尘润湿性的协同效应。通过表面张力测试和接触角测量,评估了不同浓度纳米流体对煤尘润湿性能的影响。为深入理解其微观机制,采用分子动力学模拟... 研究旨在探究氧化铝(Al_(2)O_(3))纳米颗粒与非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚,AEO-9)对煤尘润湿性的协同效应。通过表面张力测试和接触角测量,评估了不同浓度纳米流体对煤尘润湿性能的影响。为深入理解其微观机制,采用分子动力学模拟,研究了Al_(2)O_(3)纳米颗粒对纯水、低浓度AEO-9和高浓度AEO-9体系中吸附构型、相对浓度分布、氢键作用和水分子均方位移的影响。结果显示,纳米颗粒和表面活性剂单独使用均能增强煤的润湿性。纳米颗粒的引入降低了低浓度AEO-9对煤尘的润湿能力,却在高浓度AEO-9体系中表现出显著的协同增效作用,进一步提升了煤的润湿性。在高浓度纳米活性流体作用下,煤-水界面张力最低可达27.53 mN/m,接触角减小至16.65°。纳米颗粒在高浓度AEO-9吸附平衡构型中的位置远低于低浓度AEO-9体系,且吸附层厚度、水分子扩散系数和新产生氢键数量进一步提升。纳米颗粒的高表面活性及强吸附性是协同润湿煤尘的关键机制。研究为开发新型纳米抑尘剂和煤层注水增注剂提供了理论基础和参考。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 非离子表面活性剂 纳米流体 润湿性 分子动力学
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负压半密闭罩内气流与粉尘分布规律研究——以典型水泥袋包装车间为例 被引量：1
16
作者 李树芳 李瑾 +3 位作者 朱斯陶 张翔 李楠 刘伟 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第4期111-117,共7页
为深入分析并理解负压半密闭罩内气流与粉尘分布规律,进而实现高浓度粉尘环境的有效治理,以某水泥包装车间为例,进行数值模拟,研究半密闭罩内气流与粉尘的运移规律;开展现场采样、计量现场风速及粉尘质量浓度分布。研究结果表明:数值模... 为深入分析并理解负压半密闭罩内气流与粉尘分布规律,进而实现高浓度粉尘环境的有效治理,以某水泥包装车间为例,进行数值模拟,研究半密闭罩内气流与粉尘的运移规律;开展现场采样、计量现场风速及粉尘质量浓度分布。研究结果表明:数值模拟和现场测量的结果吻合度较高;基于半密闭罩结构及人员操作位置特点,气流在罩内四角及工人作业区域附近形成涡流,使得粉尘滞留于涡流区域和墙角区域;在原有的通风环境下,粉尘在包机后方滞留区和涡流区积聚,经1号和2号排风口排出且呼吸带附近粉尘质量浓度超标。研究结果可为同类负压半密闭罩内的粉尘防控工作提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 负压半密闭罩 水泥粉尘 粉尘运移 数值模拟
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SDBS对焦煤润湿性能的试验与分子动力学模拟
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作者 何瑾瑶 崔燕 +1 位作者 杜雨雪 王鹏飞 《矿业工程研究》 2025年第2期20-28,共9页
为了分析十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate, SDBS)对焦煤的润湿性能及其作用机理,以淮南焦煤为研究对象,首先,通过接触角、反渗透试验测定清水和质量分数分别为0.005%,0.050%,0.500%的SDBS溶液的润湿特性;然后,利用Ma... 为了分析十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate, SDBS)对焦煤的润湿性能及其作用机理,以淮南焦煤为研究对象,首先,通过接触角、反渗透试验测定清水和质量分数分别为0.005%,0.050%,0.500%的SDBS溶液的润湿特性;然后,利用Materials Studio分子模拟软件建立水-煤和水-表面活性剂-煤模型,对SDBS在煤表面的润湿过程进行研究.结果表明:SDBS溶液能明显改善清水的润湿性能,0.500%的SDBS溶液的接触角最小,为16.52°,吸湿量最大,为261 mg,润湿效果最明显;SDBS分子的疏水尾链吸附煤表面、亲水头基朝向水中的吸附构型能降低水和煤的界面张力;加入表面活性剂SDBS后,分子间非键作用能降低,且SDBS质量分数越大,分子间吸附作用越强;随着SDBS质量分数的增加,SDBS与煤接触面更大,烷基链空间分布范围更广,水分子的均方位移(Mean Squared Displacement, MSD)与扩散系数增大,使煤的润湿效果更强. 展开更多
关键词 SDBS 煤润湿性 分子动力学 吸附特性 MSD
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微米尺度液滴与尘粒作用后反弹行为特性研究
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作者 张伟 武齐永 +3 位作者 孙华中 胡适 朱小龙 孔帅 《化工学报》 北大核心 2025年第8期3990-4003,共14页
细水雾除尘技术因具有环保、安全、经济等优势被广泛应用,但尘-雾碰撞时的反弹现象导致降尘效果不佳,且目前对其反弹动力学机制认识不足,缺乏理论指导。本研究针对生产性粉尘及大颗粒烟尘(直径1~125μm),通过数值模拟分析其与相近直径... 细水雾除尘技术因具有环保、安全、经济等优势被广泛应用,但尘-雾碰撞时的反弹现象导致降尘效果不佳,且目前对其反弹动力学机制认识不足,缺乏理论指导。本研究针对生产性粉尘及大颗粒烟尘(直径1~125μm),通过数值模拟分析其与相近直径雾滴碰撞时的反弹行为,并构建了考虑接触角、液滴-颗粒直径比、碰撞速度、液滴黏度、表面张力等多因素的反弹预测模型,得出了反弹临界条件。结果表明,反弹现象主要发生在液滴低速碰撞疏水颗粒时,且雾滴粒径越小,反弹临界速度越大;降低接触角可有效抑制反弹,当接触角小于90°时,反弹现象消失。本研究揭示了影响反弹行为的多重因素,可定量预测尘-雾碰撞反弹行为,为水雾降尘系统的设计优化提供理论依据。 展开更多
关键词 粉尘 烟颗粒 水雾降尘 烟颗粒洗消 固液碰撞 微米尺度
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皮带转载点产尘机理及无动力除尘技术研究
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作者 冯俊青 康志强 +2 位作者 张云峰 赵宇 庄英春 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第9期3538-3545,共8页
为了解决煤料运输过程中皮带转载点粉尘污染严重的问题,以霍林河煤矿Z6转运站为工程背景,开展产尘机理及除尘技术研究。首先,采用理论分析的方法揭示皮带转载点的产尘机理,并以此提出了一种无动力除尘技术;然后,利用Fluent数值模拟软件... 为了解决煤料运输过程中皮带转载点粉尘污染严重的问题,以霍林河煤矿Z6转运站为工程背景,开展产尘机理及除尘技术研究。首先,采用理论分析的方法揭示皮带转载点的产尘机理,并以此提出了一种无动力除尘技术;然后,利用Fluent数值模拟软件对比分析转载点原始运输模型及优化运输模型的粉尘扩散规律;最后,基于理论分析与数值模拟结果,提出了适用于霍林河煤矿Z6转运站的无动力除尘装置设计方案并开展现场试验,探究无动力除尘装置的抑尘效果。结果表明:煤料在转载点处通过下落、碰撞及水平运动产生大量尘,其中煤料撞击皮带而产生的高速冲击气流是转载点粉尘污染严重的主要原因;根据数值模拟结果可知,无动力除尘装置能够主动控制导料槽内部粉尘颗粒的流动方向,使其在导料槽内部发生碰撞运动并形成回旋气流,从而有效降低粉尘颗粒的动能以及出口处的粉尘浓度,其除尘率达到34%;现场监测数据表明,导料槽出口处粉尘质量浓度下降了52%,呼吸性粉尘质量浓度下降了39%。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 皮带转载点 产尘机理 无动力除尘技术 数值模拟
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金属打磨粉尘捕集装置结构设计及防护性能仿真
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作者 孟荣荣 刘仓 +3 位作者 南小影 王明 杜文霞 邢亚飞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期871-878,共8页
人工手持打磨工具打磨作业时会产生大量粉尘,目前普遍采用负压捕集装置将粉尘限制在密闭空间,并使含尘气流定向通过除尘装置加以净化,以解决粉尘散发问题。为解决某铝件打磨车间通风防护设施效果欠佳,导致作业间粉尘无序扩散问题,提出... 人工手持打磨工具打磨作业时会产生大量粉尘,目前普遍采用负压捕集装置将粉尘限制在密闭空间,并使含尘气流定向通过除尘装置加以净化,以解决粉尘散发问题。为解决某铝件打磨车间通风防护设施效果欠佳,导致作业间粉尘无序扩散问题,提出了一种适用于小型铝制件打磨作业的“U型条缝”粉尘捕集装置结构设计方案,通过有限元模拟仿真分析方法研究了该装置的粉尘防护效果。仿真结果表明:该装置左右两侧条缝宽度为2 cm,后侧条缝宽度为5 cm,排风量为3600 m^(3)/h,内部气流通道结构为不对称斜收口结构时,控制面风速较为均匀,人员呼吸带平均风速达到1.3 m/s,且内部气流通道噪声相对较小,粉尘防护效果较好。该装置“U型条缝”罩口和内部气流通道组合式结构设计可有效捕集打磨过程产生的粉尘,降低作业场所粉尘浓度,可为手工打磨场所粉尘防护提供借鉴。 展开更多
关键词 金属打磨 粉尘捕集 结构设计 防护性能 仿真模拟
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