风速传感器实测数据分析

摘要

在矿井下对于有害气体的检测中，风速是重要的检测参数。风不仅可以给矿井输送充足的新鲜空气，保障井下工作人员的正常呼吸，也可以冲淡有害气体的浓度。对于合适工作条件的建立，降低井下工作环境的温度，确保煤矿的安全生产等方面，都起到了关键的作用。
　　为了矿井通风远程控制和远程测量的实现，风速传感器是一个重要的组成部分。目前看来，矿用风速传感器按工作原理可以分为热线式风速传感器、超声波式风速传感器、叶轮式风速传感器等。其中，叶轮式风速传感器又可以分为光电式叶轮风速传感器、干簧管叶轮风速传感器。由于井下条件恶劣，矿用的风速传感器一定要可靠、准确、经久耐用。
　　结合巷道断面形状、断面面积、风速这三个变量，对风速传感器的最优悬挂位置进行研究。
　　进行各种矿用风速传感器的比对优选，对各种矿用风速传感器的工作特点进行了比较和分析，选择了超声波旋涡式风速传感器作为验证实验用传感器。
　　运用Fluent模拟软件对不同面积、不同形状、不同平均风速(2m/s，3m/s，4m/s)条件下的巷道风速分布情况进行模拟，并确定出平均风速的分布范围，再结合《煤矿安全规程2015》对于风速传感器悬挂位置的要求，确定出验证实验中风速传感器的悬挂位置坐标。
　　本文设计并进行了验证实验，检验数值模拟结果的可靠性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要内容及技术路线

1．3．1 主要内容

1．3．2 技术路线

2 风速传感器优选

2．1 矿用风速传感器的分类

2．2 几种矿用风速传感器工作原理

2．2．1 热线式风速传感器

2．2．2 叶轮式风速传感器

2．2．3 超声波式风速传感器

2．3 矿用风速传感器性能特点的比较分析

2．3．1 机械翼式风速传感器的性能特点

2．3．2 电子翼式风速传感器的性能特点

2．3．3 热效应式风速传感器的性能特点

2．3．4 超声波风速传感器的性能特点

2．4 风速传感器的选定

2．4．1 超声波旋涡式风速传感器基本工作原理

2．4．2 漩涡频率的检测方法

2．4．3 漩涡发生体的形状

2．6 本章小结

3 巷道风速的Fluent模拟

3．1．2 对于Fluent模拟的构想

3．2 实验物理模型选择

3．2．1 巷道断面形状分类

3．2．2 巷道断面选择

3．3 数学模型的建立

3．3．1 流体动力学的控制方程

3．3．2 标准k-ε模型

3．4 Fluent模拟过程及模拟图

3．4．1 矩形巷道的Fluent模拟

3．4．2 矩形巷道悬挂点整理

3．4．3 半圆拱形巷道的Fluent模拟

3．4．4 半圆拱形巷道悬挂点整理

3．5 本章小结

4 最优悬挂点验证实验设计

4．1 实验环境及实验设备

4．1．1 实验环境

4．1．2 实验设备

4．2 悬挂点验证实验设计

4．2．1 实验目的

4．2．2 实验步骤

4．3 实验数据计算及整理

4．3．1 数据计算

4．3．2 数据整理

4．3．3 数据分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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