张天
- 作品数：13 被引量：47H指数：4
- 供职机构：教育部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程理学矿业工程自动化与计算机技术更多>>
- 落煤过程中涡旋吹吸式除尘技术数值模拟及试验被引量：4
- 2021年
- 为治理落煤过程中产生的粉尘问题,基于涡旋气流的生成机制及粉尘粒子在涡旋气流场中的运移特性,提出一种控制落煤过程中粉尘扩散的涡旋吹吸式除尘技术;以落煤塔落煤过程为例,利用数值模拟方法分析涡旋吹吸式除尘气流场的变化特征;搭建仿真试验模型,通过仿真试验研究设备最佳涡旋性能参数,对比分析涡旋吹吸式除尘与单一抽吸除尘的除尘性能。结果表明:落煤过程中形成涡旋气流,大部分粉尘粒子被涡旋集聚,呈螺旋状自下而上运动。最佳吹吸比为4.814时,涡旋气流性能最佳;涡旋吹吸除尘性能高于单一抽吸,单位时间集尘质量浓度分别为314.27、191.94 mg/m^(3),除尘效率分别为93.25%和41.19%,粉尘逃散率分别为6.31%和46.60%。
- 荆德吉贾鑫张天张天马明星王志恒
- 关键词：数值模拟除尘技术
- 超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术被引量：14
- 2021年
- 煤炭行业受到高质量浓度呼吸性粉尘危害严重,常规湿式除尘方法针对性不足、捕集效率低、能耗高、可靠性差。为解决该问题,提出超音速汲水虹吸式气动喷雾降尘技术,并采用夫琅禾费衍射原理,测定其外雾场粒径分布;采用计算流体力学有限元方法,利用COMSOL软件Spalart-Allmaras与液滴破碎雾化粒子追踪模块模拟研究了试验手段无法获得的喷管出口0~30 cm处的近场雾滴粒径、雾场速度分布特性。通过与超声波干雾抑尘技术的控尘对比试验,得出该技术的控尘特性、控尘机理;通过试验研究得到了不同工况参数、喷嘴出口锥度对雾化能耗和降尘速率的影响规律,研究结果表明:所设计雾化降尘装置,在低至0.2 MPa的气动压力下,达到负压汲水虹吸的微米级、高动力雾化效果。在气动压力为0.6 MPa时,雾场粒径分布为1.00~21.87μm,喷嘴近场区域雾滴粒径10μm以下的数量浓度占百微米以下的90%,5μm以下的占80%;雾滴速度快、射程远,雾滴速度160 m/s以上的数量浓度占50%,50 m/s以上的占99%;耗气量与耗水量低,不同工况、开口锥度时,均随气动压力的增加而增大;喷雾角在60°~95°内,随喷嘴锥角的增大先增大后减小。降尘速率为超声波干雾抑尘方式的1.5倍,并随雾滴数量浓度、速度的增大而增加,瞬时效率提高了2%~26%;相同降尘效率时,采样滤膜上PM;以下粉尘占比减小24%;隔尘效果提高了10%。在敏东一矿06回风巷应用后,受到中心风速为0.86 m/s的风流扰动,依旧能将之穿透并覆盖全断面,对呼吸性粉尘的降尘效率达到了88.8%以上,证明该雾化系统可达到低湿、节水和高效的控尘效果。
- 张天张天荆德吉王继仁王继仁孟祥曦
- 关键词：呼吸性粉尘节能高效
- 从原子到大分子体系的计算机模拟——计算化学50年被引量：12
- 2011年
- 本文综述并修订了从20世纪50年代末至今,我们在计算化学领域所做的一些有意义的工作。序言部分把我们的工作置于当代科学的背景之下。然后我们以一种经典的基准测试体系——一种新的单粒子表象(即替代传统的原子和分子自旋轨道的化学自旋轨道)所构建的氢分子(H2)波函数——作为开始。用Hartree-Fock-Heitler-London(HF-HL)对从双原子分子到小的多原子分子进行计算所得的结果,与用传统的Hartree-Fock(HF)和Heitler-London(HL)计算的结果进行了对比;我们推断出,使用HF-HL水平的解决方案是计算量子化学的一个通用而且合理的选择。此外,我们也指出用化学自旋轨道构建的波函数,与HF-HL模型所得的波函数是等同的。除了这些计算之外,我们还对相关能、威格纳(Wigner)和库仑空穴(Coulomb Hole)泛函进行了评判性分析。上述研究工作是Hartree-Fock早期工作的继承与发展,这一时期以对原子和分子体系的先驱性计算为特征,包括基组优化、在HF和后HF(post Hartree-Fock)方法水平上的原子能量表格化以及用超级分子方法获得势能面。但是,要处理大分子体系并清楚地考察温度和时间,我们必须改用统计方法;我们回顾了用蒙特卡罗(Monte Carlo)、分子动力学和朗之万(Langevin)动力学,首先针对平衡的体系,而后在非平衡的开放体系中的模拟。对把这些模型联合起来建立的全局模拟法,也进行了详细的讨论。以上所有的工作既需要计算机硬件,也需要应用于计算化学各分支的程序。本文重温了过去半个世纪中人们编写、存档、免费发布的量子化学原子和分子程序以及统计力学程序。也回顾了20世纪80年代初,我们在设计和组装并行性超级计算机架构方面所做的先驱性工作,这些工作实现了计算化学上的第一个大规模并行计算。
- Enrico ClementiGiorgina Corongiu帅志刚马忠云张天尚远
- 关键词：量子化学生物分子计算机设计并行性
- 磁电耦合下喷嘴雾化特性及降尘效率研究被引量：2
- 2023年
- 为了探究磁电耦合作用下喷雾的降尘效果,对雾滴施加不同磁场强度与荷电电压进行交叉试验,测得未磁化未荷电、仅磁化作用、仅荷电作用及磁电耦合作用4种工况条件下的雾滴表面张力最小值,构建基于K H液滴破碎模型及湍流κε模型的雾滴粒子场模型,利用COMSOL软件对以上4种工况条件下的雾滴粒子运动轨迹进行数值模拟,得到各工况条件下雾滴粒子的速度分布及粒径分布情况。结果表明:磁电耦合作用下的喷雾具有最佳雾滴粒子场,有99.5%的雾滴粒子粒径小于45μm,其中超过92%的雾滴粒子粒径小于10μm;通过雾化降尘试验对以上4种工况条件下的降尘效率进行测定,得到磁电耦合作用下喷雾对全尘的降尘效率为97.84%,对呼尘的降尘效率为95.82%。
- 荆德吉于涛于涛任帅帅张天马纪闯
- 关键词：雾滴磁电耦合降尘效率
- 矿井胶带转载点气动螺旋雾幕控尘技术研究
- 2023年
- 为治理煤矿胶带运输巷转载点输煤过程中粉尘污染问题,基于气动喷雾及螺旋雾幕控尘原理,提出气动螺旋雾幕控尘技术。以敏东一矿00工作面3号转载点为例,基于流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散粒子模型和有限元方法,利用COMSOL仿真模拟软件中的κ-ε湍流模型和粒子追踪模型,建立了井下胶带运输巷转载点风流-煤尘三维数值模型。研究了煤尘在受到巷道风流干扰时的运移轨迹及气动螺旋雾幕控尘技术装置气流流线分布,得到其空间分布规律。通过试验研究了技术装置最佳性能参数,结合现场试验对比分析,验证控尘技术高效除尘性能。结果表明,煤尘受到巷道风流及皮带牵引力的影响,大部分煤尘以0.3 m/s以下的速度向地面沉积,小部分煤尘吸附在皮带表面的速度约为1.3 m/s。气动螺旋喷雾装置的主路与侧路气压比为5?1时螺旋雾化效果最佳,除尘覆盖面积最大,具有较强的抗风性,降尘能力最佳;粉尘污染最为严重处总煤尘质量浓度降尘效率为87.53%,呼吸性煤尘质量浓度降尘效率为91.02%,证明气动螺旋雾幕控尘装置在喷头处液滴粒径极小,为治理煤矿井下胶带转载点粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。
- 荆德吉刘鸿威张天张天孟祥曦任帅帅张强
- 回风顺槽全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术研究
- 2023年
- 为治理综采工作面采煤过程中回风顺槽粉尘污染问题,基于超音速气动雾化控尘原理,提出全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。以敏东一矿01工作面回风顺槽为例,采用离散元和有限元方法,利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)仿真模拟软件中的k-ε湍流模块和流体流动颗粒跟踪模块,建立控尘技术装置三维数值模型。利用数值模拟方法分析技术装置气流场和液滴粒子轨迹的变化特征,以得到技术装置风流场及液滴粒子分布规律;搭建仿真试验模型,并通过仿真试验平台研究技术装置最佳抗风性能参数。结合现场试验对比分析,以验证控尘技术的高效除尘性能。结果显示:当雾幕装置气压为0.6 MPa时,雾化效果好且不会影响现场其他设备供压,捕捉小粒径粉尘能力强,但抗风性较弱;车载装置抗风性高,控尘能力强,但雾化效果较差且受气压的影响较小。2种装置有效地结合应用并形成了全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。该技术有效阻止了粉尘的运移,有效覆盖了全断面。呼吸性粉尘和总粉尘控制效率分别达到94.92%和96.53%,这为治理煤矿井下回风顺槽粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。
- 荆德吉刘鸿威张天张天孟祥曦任帅帅张强
- 关键词：安全工程回风顺槽
- 选煤厂并行带式输送机运转系统煤尘污染规律研究被引量：1
- 2023年
- 为了解决选煤厂并行带式输送机运转系统粉尘污染问题,使用k-ε湍流模型和COMSOL软件,建立了黄玉川选煤厂并行带式输送机运转系统数值模型,计算获得了其风流的分布规律;分析诱导气流及走廊风速对其风流场的影响,确定了选煤厂并行带式输送机运转系统粉尘污染的风流影响机理。研究表明:走廊风速大小直接决定系统风流场的流速,走廊风速越大整个系统风流速度越大;诱导气流的大小决定风流场为单涡流风流场、双涡流风流场或无涡流风流场。针对性的提出方案减少因产生涡流导致粉尘污染严重的问题,设计针对性湿式降尘方案,并在黄玉川选煤厂安装使用,车间内全尘及呼尘降尘效率均达到90%以上。
- 荆德吉马纪闯张天张天
- 关键词：选煤厂粉尘污染
- 多层螺旋雾幕技术的喷雾模拟及降尘试验研究被引量：14
- 2019年
- 为了解决掘进工作面传统喷雾除尘无法有效抑制粉尘扩散的问题,提出了一种将气动喷嘴呈螺旋状布置的多层螺旋雾幕除尘方法。采用k-ω湍流模型与K-H液滴破碎模型,通过Comsol多物理场耦合数值模拟,得出了多层螺旋雾幕速度场分布和粒子轨迹的变化规律,结合模拟结果搭建试验平台,并将多层螺旋雾幕与传统喷雾的除尘效果进行对比分析。以2层雾幕为例的模拟结果显示,喷雾2 s时就会形成明显的2层螺旋状雾幕,10 s后旋转水雾充满整个模拟区域,并且雾滴粒径较传统喷雾更小。试验表明多层螺旋雾幕的除尘效果明显强于自然降尘与传统喷雾,3 min后可将浓度470 mg/m^3左右的粉尘降到4 mg/m^3以下。
- 荆德吉徐放葛少成张天张天
- 关键词：喷雾除尘
- 超细螺旋雾化喷头降尘技术及其应用
- 2022年
- 为解决煤矿粉尘污染问题,根据气水喷雾原理与涡旋气流生成特性,研制一种雾滴粒径小、降尘能力强的新型超细螺旋雾化喷头。首先,利用数值模拟软件探究不同参数下风流导向器内部风流场速度流线分布特征,得到风流导向器最佳螺旋效果参数;然后,搭建试验平台,测定超细螺旋雾化喷头性能参数;最后,通过超声波干雾抑尘效率对比试验,研究超细螺旋雾化喷头降尘性能,设计一套高效除尘设施,并将其应用于敏东一矿06回风巷。结果表明:当螺旋槽体与锥形壁面的夹角α为30°、风流导向器顶面直径与其高度比d为1.25时,风流导向器定向风流螺旋效果最佳;喷雾压力为0.4 MPa时,超细螺旋雾化喷头的雾化角最大,雾滴数量中占比90%的雾滴直径小于19.7μm,综合雾化性能最优,此时全尘降尘效率为92.18%,较超声波干雾抑尘全尘降尘效率提高10.21%。以超细螺旋雾化喷头为核心的全断面螺旋气动雾幕对呼吸性粉尘的降尘效率为88.8%~91.58%。
- 荆德吉王志恒王志恒张天任帅帅张天
- 关键词：回风巷降尘效率
- 聚集诱导发光现象的理论研究被引量：2
- 2013年
- 本文系统介绍了本课题组发展的分子辐射跃迁和无辐射跃迁速率常数的热振动关联函数理论方法的最新进展及其在聚集诱导发光领域的典型应用.基于第一性原理计算,定量考察了位阻、温度、聚集等因素对分子体系发光性质的影响.从微观角度给出了分子聚集诱导发光机理:分子激发态的无辐射能量衰减通道主要是对应于低频模式的芳香环扭转和高频模式的碳碳伸缩振动.当位阻增加、温度降低或者分子聚集时,芳香环的转动受限,无辐射能量衰减通道被抑制,导致无辐射跃迁速率常数降低,而其对辐射跃迁速率常数影响不大,从而提高分子的荧光量子产率,荧光增强.
- 吴群燕彭谦彭谦张天
- 关键词：聚集诱导发光荧光量子产率
