0 引 言

随着矿井设备机械化、自动化的程度越来越高，煤矿掘进与开采的强度越来越大，生产效率得到了较大提高，生产现场的产尘量也急剧增加，特别是粒径小于7 um的呼吸性粉尘浓度也大幅上升[1-2]。粉尘浓度过高对设备的正常运行造成了极大影响，同时悬浮在空气中的煤尘浓度过高极易发生爆炸，对一线煤矿工人的生活和工作构成了极大的威胁，因此,必须采取切实有效的除尘措施。喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点，在国内外煤矿井下和工业中得到广泛的应用[3]。近年，国内外学者相继开展了大量有关喷雾除尘机理与喷雾雾化效果的研究工作[4-5]，如程卫民等[6]就不同喷嘴喷雾压力条件下的雾化粒径进行了实验研究，得到了不同喷雾喷嘴压力下的雾化粒度。通常认为，在喷嘴选定的条件下，喷雾压力越高，雾化粒径越小[7]，对呼吸性粉尘的捕集效果越好。国内外学者在对喷雾降尘影响因素分析时，以前的研究更多的关注喷嘴供水压强和喷嘴直径对雾化效果与降尘效率的影响，而对雾化锥角还未进行深入研究。雾化锥角也是反映雾化效果的一个重要参数。

为此，本文选择X旋流压力喷嘴，采用实验手段，对不同直径喷嘴在不同压力下的喷雾雾化锥角进行了研究，以期为提高喷雾雾化效果和喷雾降尘效率提供理论指导。

充分抓住时间和学生谈心。每个月，我都会利用早读找每个学生谈心。在谈话的过程中，细心发现每个人的性格特点，然后对症下药。谈的话题，从学习到生活。主要先讲优点，把他们夸一番，再讲还有哪些不足，怎样做才更优秀。大孩子，你讲道理，他懂的。其实，他们都吃软不吃硬，谁都喜欢被人爱，被人夸。

1 实验系统及方案

1.1 实验系统

煤矿井下采掘工作面喷雾系统如图1所示。

巷道模型由入口段、整流段、测量段、喷雾段、轴流风机段及出流段组成。在实验时为了便于拍照和观测喷雾雾化角，巷道模型喷雾段由1 cm厚的透明有机玻璃制作而成，其他部分均由不锈钢板加工制作而成。实验系统由智能电磁流量计、数字式压强表、转子流量计、X旋流压力喷嘴、BPZ75/12 型喷雾高压泵等构成。X旋流压力喷嘴主要由3个部分构成，即进水端口、X旋流压力喷嘴内部混合段、喷雾出口。供水管与喷嘴进水端口相连接，市政管网自来水经高压水泵加压后在X旋流压力喷嘴内部经过旋转，挤压，破碎后从喷嘴口喷出一定速度、一定角度的雾滴。实验通过无极变速旋钮调节高压水泵转速来改变进入X旋流压力喷嘴进水端口的压强。

2) 建立先进报警监测系统，实时收集DCS/SIS/ITCC的报警与操作事件数据，存储在报警数据库中，通过统计分析报警数量，为工艺操作、设备、电仪等部门处理报警提供分析依据以及考核依据。

(3) 进水压强越大，对实验仪器，设备管道的耐压要求较大，出于经济，安全的角度，在工程实际应用中宜选择直径为1.5 mm的喷嘴。

1.2 实验方案

水在喷嘴旋转混合段混合后，由于中心流速比较高以及液体本身的旋转作用使得中心压力降低，使得喷嘴喷雾边界近似于一个抛物锥角，叫做雾化锥角。雾化锥角用α表示，如图2所示，X旋流压力喷嘴如图3所示。自来水在X旋流压力喷嘴混合段经高压水泵加压后经喷嘴口射出雾化，用德国高速摄像仪对不同直径的X旋流压力喷嘴在不同的进水压力下的雾化情况进行拍照，拍摄分辨率选用6016×4016，保证照片的清晰度，拍得的照片用专业图像处理分析软件Image Pro Plus进行处理分析，计算出喷雾的雾化锥角。

图1 喷雾实验系统

图2 雾化锥角

图3 X旋流压力喷嘴结构

实验数据如表1所示，当供水压强一定时，喷雾雾化锥角随着喷嘴直径的增大而增大，且增大的幅度越来越小，当喷嘴直径为1.0 mm时，雾化锥角从40.27°增加到71.80°，当喷嘴直径为2.0 mm时，雾化锥角从52.79°增加到65.36°，由此可以看出，供水压强一定时，喷嘴直径越来越大，雾化锥角增加的幅度越来越小，雾化锥角变化的区间越来越小。从表1可以看出，在X旋流压力喷嘴直径为1.0 mm和1.2 mm时，供水压强增大，水流速度加快，在混合室内经过旋转、挤压、破碎之后经喷嘴出口射出，此时供水压强对雾化锥角的影响大于喷嘴直径的影响，所以喷雾雾化锥角随着供水压强的增大而增大，当喷嘴直径为1.5 mm时，喷雾雾化锥角与进水压强没有明显的关系，当X旋流压力喷嘴直径为1.8 mm和2.0 mm时，喷嘴直径对喷雾雾化角的影响大于喷嘴供水压强对雾化锥角的影响，供水压强增大时，在混合室内经过旋转、挤压、破碎后经喷嘴出口射出，随着供水压强越大，喷嘴直径对高压状态下的水射出的阻力越大，所以喷雾雾化锥角随着供水压强的增大而减小。在相同的进水压强条件下，喷雾雾化锥角随着喷嘴直径的增大而增大，随着供水压强的增加，增大的幅度越来越小。

图4 喷雾样本照片

2 实验结果分析

2.1 供水压强对雾化锥角的影响

创设是生成的基础，生成的结果和课堂创设密切相关。在英语词汇课堂中，创设包含两方面的含义，首先是课堂预设，即计划性，它包括教学目标、内容、教学方法和模式的制定等活动。其次，这些活动不同于传统意义上教师对课堂模式化和固定性的预设，而要具有一定的创造性，即教学设计要考虑学生主动参与性、师生的互动性、课堂的生态性等。以创设为基础，英语词汇课堂的动态生成过程避免了盲目性，具有科学性、计划性和系统性。

通过Origin软件对实验数据和实验结果进行处理，如图5所示。从图5可以看出，当喷嘴直径为1.0 mm时，进水压强从1.0 MPa升到8.0 MPa时，喷雾雾化锥角由40.27°增加到52.79°，且随着供水压强的增加变化幅度越来越小。当喷嘴直径为1.2 mm时，进水压强从1.0 MPa升到8.0 MPa时，喷雾雾化锥角由51.40°增加到55.46°，雾化锥角随着供水压强的增加的幅度比喷嘴直径为1.0 mm时增加幅度小；当喷嘴直径为1.5 mm时，喷雾雾化锥角维持在62°左右,与供水压强的大小无明显关系；当喷嘴直径为1.8 mm和2.0 mm时，喷雾雾化锥角随供水压强增大而减小，当喷嘴直径为1.8 mm时，供水压强为1 MPa时，喷雾雾化锥角达到最大值72.67°，然后随着供水压强的增加喷雾雾化锥角逐渐减小，供水压强由2.0 MPa增加到8.0 MPa时，喷雾雾化锥角从62.38°下降到59.25°。当喷嘴直径为2.0 mm时，供水压强由1.0 MPa增加到8.0 MPa时，喷雾雾化锥角从71.8°下降到65.36°，且降低的幅度比喷嘴直径为1.8 mm的幅度小。

图5 不同直径不同供水压强的雾化锥角

2.2 喷嘴直径对雾化锥角的影响

实验以X旋流压力喷嘴为研究对象，选用直径分别为1.0， 1.2， 1.5， 1.8， 2.0 mm的5种不同直径的喷嘴，每种直径喷嘴分别对应供水压强为1.0， 2.0， 3.0， 4.0， 5.0， 6.0， 7.0， 8.0 MPa，在距离喷嘴出口平行于喷雾射流方向150 mm处用德国高速摄像仪进行拍照，每组压力拍摄3张照片，数据处理时对3张照片的雾化锥角取平均值。分别拍摄得到5种不同直径喷嘴在8种不同进水压力下的照片。实验先固定喷嘴直径为1.0 mm的喷嘴，用德国高速摄像仪分别间隔3 s对喷雾雾化锥角进行拍照，拍取3张样本照片，拍摄样本照片如图4所示。调节流量调节阀，分别拍摄喷嘴直径为1.0， 1.2， 1.5， 1.8， 2.0 mm对应喷嘴进水压力为1.0～8.0 MPa的样本照片，然后用专业图像处理分析软件Image Pro Plus处理，得到不同直径不同进水压力的雾化锥角。

2.3 喷雾雾化锥角的拟合公式

对实验数据采用回归方法进行分析，选用Rational 2D函数进行拟合，得出不同喷嘴直径不同供水压强与喷雾雾化锥角的拟合曲面图，如图6所示。用软件拟合得到的关系式为：

在企业与用户从交易关系变成交互服务关系的今天，增值能力成为企业生态体系中的最大引力。产品诞生的最终目的是为了更好地提供服务，而生产力的无边界化给了我们更为广阔的视角去建设新经济社会创新不是技术工具的创新，而是要重组传统社会分工之下的不同部门和不同的个人，换句话说，创新必须是管理模式的创新。

其中线性相关系数R2=0.95138，为了验证公式的正确性，每组喷嘴选取供水压强为4 MPa的雾化锥角进行验证，如表1所示，将实验得到的数据与公式算出的数据进行对比分析，得出公式计算出的数据与实验得到的数据相对误差均在5%以内，所以该计算公式具有一定的参考价值。

◎不肯喝水的要注意有没有脱水，脱水需要补液，但是补充的是葡萄糖、生理盐水之类的，抗生素仍然是不需要的。

图6 雾化锥角拟合

表1 不同供水压强不同喷嘴直径下的雾化锥角

喷嘴直径/mm供水压强/MPa1．02．03．04．05．06．07．08．0实验数据拟合数据相对误差/%1．040．2744．0846．7847．8348．7750．6452．0352．7947．8346．901．941．251．4052．0452．1052．9552．9753．7854．0855．4652．9554．593．081．563．7961．7760．8362．5062．2160．5862．3260．8062．5060．363．421．872．6762．3862．0061．3361．0760．3959．8659．2561．3363．323．242．071．8071．0270．6469．9369．6868．3268．0265．3669．9368．132．57

3 结 论

(1) 当X旋流压力喷嘴直径小于1.5 mm时，喷雾雾化锥角随着供水压强的增大而增大，当喷嘴直径为1.5 mm时，供水压强对喷雾雾化锥角大小无明显影响，当喷嘴直径大于1.5 mm时，喷雾雾化锥角随着供水压强的增大而减小。

[1]时训先,蒋仲安,禇燕燕.煤矿综采工作面防尘技术研究现状及趋势[J].中国安全生产科学技术,2005,1(1):41-43.

式中，a为雾化锥角，(°)；x为供水压强，MPa；y为喷嘴直径，mm。

模块功能逻辑结构设计采用典型的三层解耦架构，将功能逻辑横向分为三个层次：展现层、业务逻辑层、数据连接层。

(4) 拟合公式与实验数据的相对误差在5%以内，误差较小，可以为科研人员与工程技术人员借鉴参考，具有较好的应用价值。

参考文献：

根据计算目的的不同，可结合工程实际灵活选取，一般选取实测大坝最大横断面；已形成变形破坏的，则在相应破坏坝段内进行选取，即选取已出现裂缝或滑坡的坝段横断面进行分析计算。计算断面边界、材料分区根据地质勘探揭示的地层界线、原设计资料以及实测的断面数据确定。

(2) 当供水压强一定时，雾化锥角随着喷嘴直径的增大而增大，且增大的幅度越来越小。

[2]李德文,马 俊,刘何清.煤矿粉尘及职业病防治技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007.

[3]周 刚.综放工作面喷雾降尘理论及工艺技术研究[D].青岛:山东科技大学,2009:28-32.

[4]马素平,寇子明.喷雾降尘机理的研究[J].煤炭学报,2005,30(3):297-300.

[5]陈 斌,郭烈锦,张西民,等.喷嘴雾化特性实验研究[J].工程热物理学报,2002,22(2):237-240.

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[7]王鹏飞,刘荣华,汤 梦,等.煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究[J].煤炭学报,2015,40(9):2124-2130.