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基于Fluent的正压掘进风流场数值模拟研究
基于Fluent的正压掘进风流场数值模拟研究
摘要：
正压掘进是一种常用的矿山开采方法，在矿井下进行风流场的数值模拟对于优化开采过程具有重要意义。本文基于Fluent软件，对正压掘进风流场进行数值模拟研究，并探讨了开采过程中的关键参数对风流场的影响。
1.引言
正压掘进是一种常用的矿山开采方法，其主要特点是在掘进工作面布设风机，通过高压送风的方式将空气送入掘进工作面，形成正压巷道。在正压巷道中，空气经过巷道进入工作面，然后从工作面回流出巷道，形成一个循环流动的风流场。掌握正压风流场的运行规律对于安全、高效地进行矿山开采具有重要意义。
2.数值模拟方法
数值模拟是研究正压风流场的有效手段之一。在本文中，我们采用了Fluent软件来进行数值模拟。Fluent是一种计算流体力学软件，可以计算复杂的流动和传热问题。在进行数值模拟之前，我们首先需要建立几何模型，包括巷道、风机和工作面等。然后，我们可以设定模拟参数，如风机的功率、送风速度和巷道的尺寸等。最后，我们可以通过Fluent软件进行求解，得到风流场的分布情况。
3.模拟结果与分析
通过数值模拟，我们可以得到正压风流场的分布情况。如图1所示，图中展示了风流场的速度分布情况。从图中可以看出，在掘进工作面周围，风速较高，说明正压巷道中的空气较快地被送到工作面。而在工作面之外的区域，风速较低，说明此处的空气正在回流出巷道。
图1正压风流场的速度分布情况
图2局部巷道风速分布图
此外，我们还可以通过数值模拟来研究不同参数对风流场的影响。例如，我们可以改变风机的功率，观察风速的变化情况。图2展示了在不同风机功率下的局部巷道风速分布情况。从图中可以看出，风机功率对风速具有显著影响，功率越大，风速越高。这说明风机功率是控制正压巷道风速的关键参数。
4.结论
本文基于Fluent软件，对正压掘进风流场进行了数值模拟研究。通过数值模拟，我们可以得到风流场的分布情况，并研究不同参数对风流场的影响。研究结果表明，正压巷道中的空气较快地被送到工作面，而在工作面之外的区域，空气正在回流出巷道。另外，风机功率是控制正压巷道风速的关键参数。本研究对于优化矿山开采过程具有重要意义。
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