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泡沫胶体三联发泡器的管流特性与优化

宋双林  林琦  徐朝成  刘磊  
【摘要】:泡沫胶体是矿井火灾防治的有效手段之一,泡沫胶体三联发泡器的设计合理与否直接影响到泡沫胶体的实际性能。采用VOF模型模拟了发泡器内部氮气与浆液的实际混合过程,分析了发泡器管流特性,对比了氮气入口管数量和位置等结构参数对发泡系统的混合效果,讨论了浆液流量、氮气流量和调节头位置等操作参数对发泡系统的混合效果,得出优化的发泡器结构参数和操作参数。模拟结果显示:氮气入口管数量和位置对发泡系统混合效果的影响较为复杂,且混合效果还与调节头位置有关;相比于不同分布下的6个入口管,氮气采用9个入口管输入时可将平均混合程度提升1.7%~10.4%,更利于泡沫胶体在发泡器中的混合与制备;此外,基于发泡器中浆液流量、氮气流量和调节头位置的三因素五水平正交试验分析发现浆液流量和氮气流量对发泡系统混合效果的影响显著性分别是调节头位置的4.04和3.68倍;泡沫胶体三联发泡器的最优工况为浆液流量20 m~3/h、氮气流量1 200 m~3/h、调节头处于中后位置。

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