负压取样过程钻杆转速对煤屑-气流动特性的影响研究

来源：中国安全科学学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：张宏图, 甄泽栋, 李博涛, 张欧娅

单位：1 河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454003；2 河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作 454003；3 河南理工大学 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同中心,河南 焦作 454003；4 湘潭大学 艺术学院,湖南 湘潭 411100

摘要：为探究负压取样过程中钻杆内煤屑-气流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟法探讨钻杆转速、煤屑质量流量对煤屑输送过程中气固流动速度分布及煤屑输送效率的影响特征。结果表明:钻杆内气流最大轴向速度随着输送距离的增加而逐渐减小并趋于稳定,最大切向速度迅速衰减并消失;钻杆转速增加时,气流最大轴向速度变化不大,最大切向速度显著增加;随着钻杆转速增加,煤屑螺旋流更加明显,旋流区距离变长,悬浮区距离变短;进入钻杆的煤屑数量减少,5 m/s速度以上的煤屑分布增多且分散;转动时钻杆内部实际固气比小于设定值,煤屑输送效率随转速的提高先增后减。

关键词：负压取样,钻杆转速,煤屑,流动特性,计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟

基金资助：国家自然科学基金资助(52274192); 河南省自然科学基金优秀青年项目资助(232300421062); 河南省高校科技创新人才支持计划资助项目(24HASTIT015)