声波传播角度对喷雾降尘效果影响的规律
肖鹏1
陈丽萍2
赵波1
李树刚1
刘潇潇2
陈紫溪2
林海飞1
李秉昆2
双海清1
1.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054;西部煤矿瓦斯灾害防控陕西省高校重点实验室,陕西 西安 7100542.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054
摘要：在矿井作业中极易产生大量煤尘,为了降低煤尘对作业环境、工人身体健康及机械设备的潜在危害,基于声波-水喷雾协同增效降尘模拟试验平台,通过多通道声功率测试系统、TSI8533气溶胶监测仪、矿用粉尘采样器以及电镜扫描仪,分析了不同角度下声场的分布特性、全尘及PM10 煤尘降尘效率,以及煤尘质量浓度随声波角度变化的规律,探究声波传播角度对煤尘降尘效果的影响,同时,对比分析了不同角度影响下,喷雾液滴对煤尘的团聚特性.结果表明:随声波角度的增加,声场分布先向巷道上方聚集,当声波角度大于等于 60°时,声场声压级开始向下方偏移;全尘主要分布在模拟巷道中部区域,而PM10 颗粒物主要分布在模拟巷道中上部区域;随声波角度的增加,全尘质量浓度先增大后降低,当声波角度为 0°时降尘效率最高,从仅水喷雾的 74.80%提升至 85.97%;随声波角度的增加,PM10 质量浓度先降低后增大,当声波角度为 30°时PM10 质量浓度最低,声波联合水喷雾团聚除尘效果最佳,PM1、PM2.5、PM4、PM10 的降尘效率相较于仅水喷雾的降尘效率分别提高了 31.10%、31.87%、33.49%、30.90%;通过对比PM10 降尘前后形态可知,加入声波之后煤尘颗粒团聚在一起形成大的团聚体,并且团聚体周围附着很多小颗粒.不同声波角度下团聚效果不同,当声波角度为 30°时,PM10 的团聚效果最好,附着小颗粒物最多,团聚体粒径可达 36 μm.研究成果揭示了声波角度对水喷雾降尘作用机理,为声波联合水喷雾现场应用提供理论基础.
关键词：煤尘防治声波角度声场分布声波团聚喷雾降尘
分类号：TD714.4(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52374231)国家资助博士后研究人员计划资助项目(GZC20232136)西安科技大学优秀青年科学基金资助项目(2024YQ3-12)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 180-190 )
英文信息