煤矿用废气处理箱的数值仿真及试验

来源期刊：煤炭学报2019年第S2期

论文作者：王晓

文章页码：737 - 745

关键词：煤矿;防爆柴油机;废气处理箱;喷淋;噪声;

摘    要：针对某型煤矿用防爆柴油机的水浴式废气处理箱排气阻力大造成功率下降、动力不足的问题,分析了传统水浴式废气处理箱和2种低阻力喷淋式废气处理箱的结构和工作原理,发现:①传统的水浴式废气处理箱是废气进入冷却水与加热的水蒸气一起被排出;②低阻力喷淋式废气处理箱是水进入废气中被雾化后与废气一起进入废气处理箱中充分进行热交换后被排出。通过流体仿真分析软件和声学仿真软件对传统的水浴式废气处理箱和新设计的2种低阻力喷淋式废气处理箱进行了模拟仿真分析,得出其压力场、温度场和噪声传递损失值,并对仿真结果进行了对比分析。在实验室对装有水浴式废气处理箱和两种低阻力喷淋式废气处理箱的防爆柴油机进行台架试验。试验结果表明:①2种喷淋式废气处理箱比水浴式废气处理箱的排气阻力降低了1/2以上,提高了防爆柴油机的动力性和经济性;②立式喷淋式废气处理箱的整体压力分布比卧式喷淋式废气处理箱均匀,排气阻力比卧式喷淋式废气处理箱低,出口的平均温度比卧式喷淋式废气处理箱低3℃;③防爆柴油机排出尾气的中频噪声在通过废气处理箱后得到了明显的降低,在考虑温度梯度影响因素的情况下尾气噪声通过立式喷淋式废气处理箱的损失平均约为通过水浴式废气处理箱时的3.3倍,为43 dB,尾气噪声通过卧式喷淋式废气处理箱的损失平均约为通过水浴式废气处理箱时的2倍,为25.6 dB;④喷淋式废气处理箱的出口温度均小于70℃,满足《煤矿安全规程》的要求,该方法和技术可为煤矿井下车辆降低尾气排放提供依据。