基于测量窗口气鞘多相流分析的粉尘质量浓度测量装置优化

刘丹丹¹，曹亚迪¹，汤春瑞^1,2，李德文^2,3，杨雪莲⁴

1. 黑龙江科技大学电气与控制工程学院2. 中煤科工集团重庆研究院有限公司3. 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室4. 上海外高桥造船有限公司

摘 要：针对煤矿粉尘质量浓度传感器测量窗口易受粉尘污染的问题,借鉴空气幕的隔尘机理,提出在光学测量窗口处增加气鞘的结构来提高粉尘质量浓度测量装置的精度。利用Fluent软件对粉尘采集通道和测量口处进行气固两相流仿真,获得管壁和测量口处粉尘质量浓度的速度云图、压力云图和粒子运动轨迹图,据此优化传感器结构。仿真及实验表明,改进后的测量口处5μm以下粒径的气流速度提高到1.8 m/s以上,使气流高速通过测量通道,有效降低了5μm以下粒径的粉尘沉积,保证了测量的准确性和时效性。

关键词：粉尘污染;气固两相流;气鞘;测量口;