气幕计算(自动保存的)

2000年，Guyonnaud等人认为空气幕装置的几何和动力条件可以用巷道两边的压差△P、巷道高度H、空气幕出口宽度b0、空气幕的始射角θ、空气幕的出口速度V0、射流出口紊动强度α、空气的动力粘性系数ν和空气密度ρ八个变量来描述。（1）射程要求采用上送风方式时射程“h”是指从喷口边缘到空气幕射流中心线同地面的交点之间的距离，。关于上吹式空气幕射程的计算，迄今为止，还没有明确的理论计算公式。常见的用法为大门高度“H”与射程“h”之间的三种关系。空气幕射流外缘的高度大于大门高度(H)，即hH。此种情况下，由于空气幕射流的运动在洞口处造成低压区，使室内空气不断流向此洞口部分，并且由于射流边界层的分压力作用，使周围空气不断混入射流，以致加速室内空气流出，因而造成从洞口逸出大量空气。这种型式的空气幕热损失大，并且设备庞大，同其它的型式比较很不经济。故除特殊地方外均不采用。空气幕射流外缘高度等于大门高度，即h=0.6~0.7H。这种情况空气幕恰似洞口平面间的一块闸板，室外空气只能由射流外缘的边界层混入而带进室内。因此可以满足空气幕设计的要求，并且热量损失较少。一般多采用此种型式。空气幕射流外缘高度小于大门高度，即hH。此情况，由于射流不能全部封闭洞口，其剩余空隙，可排出室内空气或进入室外空气。故在具有大量余热，同时又不宜将冷空气送进室内下部或大门附近工作地区不宜冷却时，多采用此种型式。（2）与救生舱门开启联动效果救生舱门口处的空气流动主要受到三个方面的影响：一救生舱外巷道内的风压；二救生舱内外温度差引起的热压；三救生舱内外气体浓度差引起的气体扩散和渗透。在救生舱打开大门的情况下，门口处的空气流动比较复杂，且有毒有害气体的渗透非常剧烈。为了更好的发挥救生舱的作用，避免在开门过程中影响舱内环境，同时不影响避险人员的通行，救生舱门口气幕应设置联动开启方式，即空气幕不需要手动开启，在打开救生舱大门的同时空气幕开始自动运行。救生舱大门开启过程门口处空气流动情况，以及人员进入时门口处空气流动情况也是本文的一个研究内容。（3）喷射速度和角度喷射速度与空气幕阻隔性能具有较大关系，本文通过详细研究空气幕喷射速度与阻隔效率的关系。喷射角度宜朝向热面，空气幕射流不易折弯。由于空气幕喷射角度过大，射流会随着室外气流摆动，过小又可能出现引射的现象。至今也没有具体的计算公式，所以一般经验方法建议喷射角度范围在0~30°。（5）气源矿井压风管路，采用矿井压风管路时风量无限制，但矿井压风管路的压力值一般为0.6MPa，并且在井下发生灾变时矿井压风压风管路可能破坏。（6）运行时间和阻隔效果的3.3空气幕阻隔性能理论研究3.3.1空气幕流场结构空气幕通过空气流阻隔有毒气体的蔓延，属于空气射流的一种，因此具备空气射流的一些基本性质。空气射流是指空气从各种形式的孔口或喷嘴射入空气或另一种流体的流动。空气幕的空气射流流场分为两段，开始段和主体段，如图3-7所示，存在射流核心的段为开始段，射流核心消失的那个面为转挟截面，转挟截面之后的部分成为主体段。空气幕射流流场采用CO和CO2为目标气体时，测定结果显示空气阻隔性能相近，两种气体对与阻隔性能无明显影响。救生舱空气幕的系统组成主要包含：空气幕喷射管、气源和控制阀件。气源处气体经过减压阀减压后，输送处稳定的高压压缩空气，压缩空气流向由控制一系列控制阀门控制，高压空气进入气幕管后由管上开孔喷射出，形成射流空气幕。（1）空气气幕喷射管救生舱用空气幕采用气幕喷射管在门口形成阻断气流，喷射管为金属管，采用圆管和方管均可，管径不宜过大，若采用圆管可选用直径10~20mm，若采用方形管截面变长可取10~20mm，具体可根据救生舱大小和救援人数而确定。选用该范围的管径即考虑了空气幕射流速度的要求，同时也考虑了空气量的限制，使得压缩空气可发挥较大的应用效率。喷射管一般选用不锈钢管或铜管，管壁厚度约为1mm，以承受高压空气的压力。在喷射管设计有喷射孔，喷射孔为压缩空气的出口，喷射孔孔径和孔间距根据救生舱门口尺寸和可提供的气体的压力值而定。若救生舱门体尺寸较大时，应减小喷射孔径，同时减小孔之间的间距。若救生舱门体尺寸较小时，采用相反的措施。本文将详细研究孔径和孔间距对射流速度的影响情况。（2）气源救生舱空气幕系统采用双气源供气方式，即采用矿井压风系统和压缩空气瓶共同供气。矿井事故发生后若矿井压风管路为受到破坏则采用压风系统供气，若矿井压风系统受到破坏则采用压缩空气瓶供气。两种供气方式的实现通过阀门空气，并且互不干扰。