- Tytuł:
-
Wykorzystanie metod CFD w prognozowaniu przestrzennym rozkładu koncentracji metanu w chodniku wentylacyjnym - opracowanie i walidacja modeli numerycznych 3D
The use of CFD methods for predicting the three-dimensional field of methane concentration in the ventilation roadway - development and validation of numerical models 3D - Autorzy:
- Wierzbiński, K.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/165745.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
- Tematy:
-
wentylacja
ściana w układzie U
zagrożenie metanowe
modelowanie CFD
prognozowanie stężeń metanu
mining ventilation
longwall ventilated in the U-system
methane hazard
modeling of CFD
prediction of methane concentrations - Opis:
-
W artykule przedstawiono porównanie wyników obliczeń numerycznych z wynikami dołowych pomiarów rozkładu stężeń metanu w chodniku wentylacyjnym - tj. w wyrobisku odprowadzającym powietrze ze ściany przewietrzanej w układzie na „U po caliźnie węglowej". Symulacje przeprowadzone zostały przy użyciu komercyjnego programu ANSYS CFX, który wykorzystuje tzw. obliczeniową mechanikę płynów - CFD (ang. Computational Fluid Dynamics). Do obliczeń numerycznych wykorzystano dwa modele 3D stanowiące fragment pola ścianowego złożony ze zrobów, chodnika wentylacyjnego oraz końcowego odcinka ściany. Różnica między modelami wynikała z długości pozostawionego chodnika za linią zawału oraz technologii jego likwidacji. Badania dołowe przeprowadzone zostały w przekrojach poprzecznych chodnika wentylacyjnego w ustalonych odległościach od linii zawału ściany. Pomiary wykonano w ścianach o metanowości wentylacyjnej 0,9-8,2 m3/min, w których nie zastosowano przegrody wentylacyjnej lub wentylatora pomocniczego. Walidację opracowanych modeli obliczeniowych przeprowadzono w oparciu o ocenę zgodności lokalizacji stref podwyższonych stężeń metanu w 21 przekrojach poprzecznych chodnika wentylacyjnego oraz porównanie wartości stężeń metanu uzyskanych z pomiarów oraz z symulacji numerycznych. Zbieżność wyników symulacji z wynikami badań świadczy o dobrym dopasowaniu modelu i przyjęciu właściwych założeń dot. modelowania numerycznego stężeń metanu w warunkach kopalnianych, i ukazuje możliwość wykorzystania metod CFD w prognozowaniu przestrzennym rozkładu koncentracji metanu w chodniku wentylacyjnym.
This paper presents a comparison of numerical calculations with underground measurements of methane concentration distribution in the air flowing ventilation roadway i.e. roadway of the discharge air from a longwall ventilated by means of the "U" system. Simulations were performed in ANSYS CFX, which uses the CFD - Computational Fluid Dynamics. For numerical calculation, two 3D models were used, as part of the longwall field which consists of gobs, longwall outlet and ventilation roadway. The difference between the 3D models was the result of another actual length of the walkway behind a longwall outlet and the technology of its liquidation. Measurements were made in the longwalls of the ventilation methane emissions 0,9-8,2 m3/ min, with no brattice or auxiliary fan. Validation of the computational models was carried out on the basis of conformity assessment zone locations of elevated concentrations of methane in 21 cross-sections of the ventilation roadway, in order to compare the concentrations of methane obtained from measurements with numerical simulations. The similarity of simulation results with test results indicates validity of the model and the adoption of appropriate boundary conditions on numerical modeling of methane concentration in mining conditions. This is what demonstrates the ability to use CFD methods for predicting the three-dimensional field of methane concentration in the air flowing ventilation roadway. - Źródło:
-
Przegląd Górniczy; 2016, 72, 2; 44-55
0033-216X - Pojawia się w:
- Przegląd Górniczy
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł