摘要：国内外相关标准提供了单体设备的泄压面积计算方法,但连通设备的准则尚属空白.通过FLACS数值模拟,以玉米淀粉为爆炸介质,探究了连通设备内的泄爆压力和压力上升速率.结果表明:当管道长度一定时,传爆容器内最大泄爆压力随泄压面积增加而降低;在设置相同泄压面积时,传爆容器内的最大泄爆压力随管道长度的增长而增大,且达到最大泄爆压力的时间也随之延后;传爆容器所需最小安全泄压面积大于同等大小单体设备的泄压面积,说明现有单体设备的泄压面积计算方法对于连通设备不适用.通过数值拟合,对标准中单体设备的泄压面积计算公式进行修正,使其满足连通设备安全泄压要求.研究结果为连通系统的防爆设计提供参考和依据.

摘要：在劳动保护领域,实时监测劳动者的生理健康状态受到越来越多的关注。因呼吸中包含大量生理学信息,开发具有传感功能的可穿戴设备用于监测佩戴者呼吸状态成为研究热点。传统的商用呼吸监测装置价格昂贵、体积大、不易携带,限制了其在一线生产场所的使用,例如高粉尘质量浓度的矿山作业环境。为此,基于聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,利用静电纺丝技术制备出具有传感性能的柔性PVDF纳米纤维膜,将高透气性碳纤维毡与PVDF纳米纤维膜设计为具有三明治结构的传感模块并嵌入到口罩中。传感模块将呼吸气流产生的机械能转化为电能,通过对电信号数据的采集和分析,完成对呼吸强度和呼吸频率的实时监测。结果表明:嵌有传感模块的口罩在不同呼吸状态下产生的压电信号有明显差异,在低强度(15 L/min)、中强度(50 L/min)和高强度(85 L/min)3种呼吸状态下,输出压电电压峰值分别为300、700、1100 mV,电压峰值出现频率分别为18、16、14次/min。因此,基于压电信号电压峰值及其出现频率的分析,可以实现佩戴者呼吸强度和呼吸频率等呼吸参数的实时监测。此外,研究通过XRD、FT-IR、TG等分析方法确定了PVDF纳米纤维膜的压电性与其β相晶体含量有关,为进一步改善PVDF纳米纤维膜的压电性能提供了依据。研发的具有传感功能的口罩可用于矿山工人劳作状态的实时呼吸监测,在工人工作状态异常时反馈给管理人员以便于及时采取处理措施。

摘要：矿山开采、矿石破碎等过程产生大量粉尘,袋式除尘器是去除含尘气流中颗粒物的有效设备。袋式除尘器在运行中存在滤袋过滤风量分配不均问题,现有增加导流板的方式增加了结构的复杂性。为解决中箱体下进风袋式除尘器滤袋质量流量分配不均的问题,提出一种基于调整部分滤袋渗透率的滤袋质量流量均匀分配方法。首先,选择Realizable k-ε双方程模型进行模型袋式除尘器流场的数值模拟,通过数值模拟结果与模型实验的结果对比验证了模拟方法的正确性;然后建立安装160条滤袋的中箱体下进风除尘器几何模型,利用数值模拟方法分析了0.5~1.2 m/min过滤风速下除尘器内流场特征、滤袋的质量流量分配规律和均匀性;最后以1 m/min过滤风速下滤袋质量流量分配不均问题为例,设计了减小质量流量大的出口侧滤袋渗透率的方法;并根据达西公式和滤料阻力计算公式,给出了渗透率与滤料厚度、纤维直径和填充率之间的关系。结果表明:本研究模型下,过滤风速增高会使滤袋质量流量分配更不均匀,除尘器出口侧滤袋的质量流量逐渐增大;将流量偏大区域的8~10列滤袋的渗透率由2.0×10^(−11) m^(2)减小到1.7×10^(−11) m^(2),可使滤袋质量流量分布均方根偏差由0.158降低到0.099,且除尘器初始阻力的增长仅为6.1%,方法具有可行性。在滤料制作过程中可进行滤料渗透率的调整,故通过调整局部滤袋渗透率使滤袋质量流量分布均匀的方法可行。

摘要：为阐明生物质灰的沾污结渣特性及其趋势预测研究现状,使生物质能热转化利用过程更加安全,在综合分析生物质灰沾污结渣的危害及机制的基础上,从沾污结渣特性与沾污结渣预测两方面归纳国内外研究进展,梳理出影响结渣的主要因素——灰分组成、反应温度、气氛和添加剂等;并对沾污结渣趋势的预测方法和研究趋势进行分析。针对实际工程中锅炉受热面结渣和腐蚀问题,可以采用混烧、混入添加剂、水洗、酸洗、改变受热面材料、优化锅炉和烟道结构设计、优化反应条件等措施解决。在生物质灰沾污结渣趋势预测方面,目前并没有完整的统一标准,简单沿用煤灰的结渣指标存在严重的不适应性,且现有的预测方法通常只考虑固态或熔融成分对结渣的影响,而忽略了碱金属、氯、硫等元素挥发与温度变化的关系。因此,以热转化过程中碱金属的气-固分配趋势为基础,结合不同温度下生物质灰的特点及成灰特性,建立适用于不同温度下生物质灰的沾污结渣预测模型,是下一步研究应重点关注的问题。

摘要：滨海地区地下水封石油洞库工程中,需要增设竖直水幕系统,以满足其水封性和控制海水入侵。为研究竖直水幕系统的设计方法与参数,以滨海地区某地下水封石油洞库为例,通过有限元数值模拟方法获得了竖直水幕孔距主洞室距离d、竖直水幕孔间距b、竖直水幕孔长度l和竖直水幕孔注水压力p_(i)4个参数对洞库周围地下水渗流场、水封性、涌水量以及海水分布范围的影响规律,并与现有结果进行了对比验证。研究表明:竖直水幕孔距主洞室距离主要影响竖直水幕孔的埋深范围,长度的影响范围取决于超出主洞室的变化位置,间距和注水压力影响整个深度范围;4个参数对水封性和抑制海水入侵的影响程度顺序分别为:b<l<d<p_(i),d<b<l<p_(i);研究中共7个工况存在海水入侵洞室的风险,需进一步增强淡水补给。研究结论可为滨海地区地下水封石油洞库的竖直水幕设计参数提供一定理论依据。

摘要：提出一种基于网格的点(多点)在多边形内高效判定方法。预处理阶段使用数值微分法(DDA)结合边界代数法,快速识别边界网格并分割出多边形边片段,同时标记网格左下角点位置属性;当待判定点位于非边界网格内时,根据预处理结果直接判定;位于边界网格时,对边界网格分块后再判定。实验结果表明,该预处理方法高效快速且边界网格分块法有效缩减了判定时间。此方法适用于凹凸多边形、自相交多边形以及环状多边形,相较现有算法优势明显,100万个点在28012条边的多边形中判定用时约0.04 s。

摘要：为研究厂区架空燃气管道泄漏的故的可能性,提出模糊数学方法、贝叶斯网络模型以及故障树模型相结合的集成模型。通过GeNIe软件建立架空燃气管道泄漏事故的模糊贝叶斯网络模型;引入Leaky Noisy-or Gate扩展模型对模糊贝叶斯网络中节点的条件概率表进行修正,结合基本事件先验概率预测架空燃气管道泄漏的概率值,并引入3个基本事件重要度确定基本事件的重要性排序,同时进行敏感性分析确定主要影响因素,提出控制措施。研究结果表明:厂区车辆撞击、管道疲劳损耗、管材质量不佳、安装设计不合理、焊接缺陷为导致架空燃气管道泄漏的主要因素。研究结果可为工业企业安全管理人员有针对性地制定控制措施,减少事故发生率提供参考。

摘要：本文利用单针-板电极负直流高压电晕放电装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,设计搭建了由线-板式预荷电器和驻极滤袋集尘装置组成的复合电/袋过滤实验平台,系统的研究了电晕驻极滤袋对未荷电、单极荷正电、单极荷负电以及双极荷电的0.3~10μm微细颗粒物捕集效率,对比了不同风速条件下驻极滤袋对不同荷电类型微细颗粒物捕集效率的稳定性.实验结果表明:相比于原始滤料捕集未荷电颗粒物,库仑作用的引入使得驻极滤料捕集荷电颗粒物具有更高的效率,尤其是对于粒径0.3μm颗粒物提升效果最为明显,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率从79.9%分别提升到99.9%、99.3%和98.6%;基于库仑力的静电捕集效率还能够补偿由于风速增大而造成的机械捕集效率降低幅度,对于粒径0.3μm颗粒物,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率差值从9.4%分别降低到0.06%、0.2%和5.2%.更具体地说,即库仑引力作用强于库仑斥力作用,且两者均优于异相荷电凝并作用.此外,利用扫描电镜技术分析了不同荷电类型颗粒物在驻极滤袋表面沉积的微观形貌结构,提出了相应的尘饼生长理想化模型用于进一步解释以上实验结果.该研究结果可为进一步发展静电-机械双效捕集脱除微细颗粒物提供参考.

摘要：为指导袋式除尘器滤袋由圆筒变为褶皱结构的升级改造设计,采用计算流体力学数值模拟方法对比分析了滤袋长度和结构、理论过滤风速、渗透率对圆筒滤袋和褶皱滤袋纵向过滤风速均匀性的影响,并分析了过滤风量不变时,将圆筒滤袋改造为不同长度褶皱滤袋后过滤风速分布的变化。结果表明,褶皱滤袋较同长度、同外径、同过滤风量圆筒滤袋过滤风速分布不均匀,且随袋长增加均匀性变差,袋长超过4 m的褶皱滤袋上部1/4处过滤风速迅速增大,甚至超过圆筒滤袋;随理论过滤风速的增加,褶皱滤袋下部过滤风速变化不大,但上部1/4处过滤风速迅速增大,故褶皱滤袋理论过滤风速的设置不宜过高,以<0.63 m/min为宜;随着滤袋渗透率的减小,滤袋整体过滤风速分布不均匀,褶皱滤袋差异性更加显著,因此其清灰阻力不宜过高。将L=8 m的圆筒滤袋改造为L=5~8 m的褶皱滤袋后,滤袋越长,理论过滤风速越小,过滤风速均匀性越差,综合考虑过滤风速及其均匀性两方面因素,建议将袋长设计为7 m。

摘要：金属矿多采区、多方法联合开采产生的地表移动变形具有复杂性,为揭示联合开采岩体移动变形规律,以大红山铁矿“露天-崩落-充填”联合开采为例,开展了三维有限元全弹性数值模拟研究,并对地表自动全站仪位移监测数据进行了分析。研究结果表明:相比Ⅰ号铜矿体充填法开采,主矿体崩落法开采对地表移动及露天边坡的稳定性影响最大,移动范围已越过F2断层,并波及到露天顶部境界;地下充填与崩落法开采对露天顶部境界的水平位移是反向的,边坡易产生张拉开裂;地下主采区北部沿脉巷道在采动应力叠加下易发生开裂;监测数据表明,虽然地下崩落法开采造成的沉降位移未波及露天边坡,边坡稳定性较好,且地表开裂范围无明显扩展,但移动范围有进一步外扩的趋势。综合数值计算与监测数据分析结果,提出了保障联合开采的安全防护措施,包括边坡防护、设计优化、监测系统升级、塌陷坑废石回填治理等,从而有利于大红山铁矿多采区、多方法联合开采安全平稳过渡。