引水隧洞独头掘进工作面风流和粉尘扩散的模拟

摘要

本文结合改进的高雷诺k-ε紊流模型及响应函数,建立独头引水隧洞风流和粉尘扩散的三维非稳态欧拉两相流模型,在动量方程中考虑了曳力、虚拟质量力、升力的作用;模拟云南南汀河新塘房水电站引水隧洞独头掘进工作面爆破通风过程,分析隧洞内的风流结构分布,研究涡流、壁面粗糙度对粉尘扩散的影响,揭示壁面粉尘浓度随通风时间的变化关系。结果表明,在压入式通风情况下,独头掘进工作面附近存在涡流分布;粉尘浓度从涡流中心向周围空间逐渐降低;与光滑壁面相比,粗糙壁面对粉尘滞留作用大。与Nakayama通风模型试验进行了对比,模拟结果与实验测定结果基本吻合。