李德文
- 作品数：7 被引量：36H指数：3
- 供职机构：瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金重庆市自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 基于气固两相流的粉尘质量浓度测量装置优化被引量：15
- 2016年
- 针对传统光散射粉尘测量仪易受粉尘污染的问题,利用Fluent软件对粉尘采集通道内的气固两相流进行数值仿真,通过粉尘颗粒的运动轨迹找出污染光学结构的因素,并重新设计合理的通道结构。从仿真数据看出当气流途经测量口处时产生了低速涡流,在其长期低速冲蚀下,造成测量口处粒子的残留堆积;经过项目组对测量结构的改进,设计了1种不易被粉尘污染的装置。仿真实验结果表明,这种新型的设计能使气流高速通过测量通道,并在测量口处产生了高速湍动涡流,使粒子不易在测量口处残留,从而保证了测量的准确性和时效性。
- 刘丹丹魏重宇李德文滕昱玲
- 关键词：污染光散射数值仿真气固两相流
- 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被引量：12
- 2017年
- 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。
- 刘丹丹曹亚迪汤春瑞李德文杨雪莲
- 关键词：粉尘污染气固两相流
- 基于静电感应法的粉尘质量浓度检测装置优化被引量：3
- 2022年
- 为了解决目前基于环状电极静电感应法粉尘质量浓度传感器对低质量浓度粉尘的测试误差大、抗干扰能力差的问题,改进静电法粉尘质量浓度传感器的探测电极,将环状探测电极改为由环状电极与板状电极组合的板-环探测电极。通过分别建立环状探测电极、板环状探测电极的三维有限元模型,采用COMSOL仿真软件计算与对比2种探测电极的空间灵敏度,仿真结果表明:相对环状探测电极,板-环探测电极中心处多出一个驼峰,证明了板-环探测电极的空间灵敏度数值较高,有利于低质量浓度粉尘的检测;然后分析了板-环探测电极结构尺寸对其空间灵敏度的影响规律,确定了板-环探测电极的尺寸参数,板-环探测电极的直径设置为30 mm,长度设置为40 mm。并设计了板-环探测电极感应信号处理电路,结合板-环探测电极、绝缘体、屏蔽层、数值信号处理电路,研制出新型静电感应法粉尘质量浓度传感器。最后通过试验表明,相对环状电极的静电感应法粉尘质量浓度传感器,板-环探测电极静电法粉尘质量浓度传感器信噪比提高了约3倍,分辨率提高了约2倍,测量误差由目前的15%减少到10%,提高了静电感应法粉尘质量浓度传感器的检测精度。促进了静电感应法粉尘质量浓度传感器在煤矿的应用,提升了煤矿粉尘质量浓度检测技术的发展。
- 陈建阁李德文王杰吴付祥
- 关键词：有限元法
- 基于虚拟冲击原理的呼吸性粉尘连续分离技术被引量：3
- 2022年
- 呼吸性粉尘连续分离技术是实现其在线监测和尘肺病预警的基础及关键。为了解决常见的旋风分离、水平陶析及平板冲击等分离方式易积尘、过载、堵塞等弊端,提出一种基于虚拟冲击原理的呼吸性粉尘连续分离技术。基于虚拟冲击理论,建立呼吸性粉尘虚拟分离三维模型,仿真分析其速度场和压力场的分布,通过分域法阐释虚拟冲击的分离机理,并构建分离效能和分离时效一体化测试系统,对设计的虚拟冲击器进行验证。研究结果表明:分离效能模拟曲线随着喷嘴与收集腔间距和收集腔直径增大而上移,而收集腔直径对分离效能的影响作用强于喷嘴与收集腔间距的影响。当喷嘴与收集腔间距为4.0 mm、收集腔直径为3.0 mm时,各个粒径点的分离效率与BMRC曲线的偏差在±5%以内。在工作点流量为4 L/min、弱流比为0.1条件下,分离器的分离效能曲线与BMRC曲线相比,整体呈负偏差,最大偏差为-4.7%。在质量浓度为35~40 mg/m~3的粉尘浓度环境下,传统旋风分离器容易出现排灰口和排气口堵塞,测试结果偏差较大,连续运行1 d后已不能满足连续分离要求,而虚拟冲击式分离器内部颗粒损失及截留较少,可实现15 d以上的连续运行而无需人工清理,连续分离时效提升了10倍以上,验证了本文方法的可行性及优越性,满足呼吸性粉尘浓度在线测量对粉尘连续分离的分离效能及分离时效要求。
- 惠立锋惠立锋李德文
- 关键词：呼吸性粉尘
- 基于静电感应的小粒径粉尘浓度测量装置优化研究被引量：7
- 2019年
- 为了解决现有煤矿粉尘浓度测量装置对小粒径粉尘浓度检测不准确的问题,基于文丘里效应与卡门涡街效应对现有测量装置的管道进行优化设计,提出了在文丘里管道的喉道段加入具有水平距离差的前气鞘与后气鞘。利用Gambit2.4软件建立改进装置的结构模型,通过Fluent6.3软件进行模型的仿真。获得粒子不同粒径下的相应速度云图,进而读取了速度值,通过MATLAB软件计算相关静电感应量。仿真结果表明:对比项目组研究的文式管,改进装置的总体静电感应量提高了12%;当粉尘粒径低于10μm时,在2种测量装置的感应电荷量对比中,小粒径粉尘所带的静电感应量最为明显,提高18%。对于设计小粒径粉尘浓度测量装置具有参考意义。
- 刘丹丹景明明汤春瑞李德文
- 关键词：静电感应
- 基于光散射法无动力粉尘质量浓度检测技术
- 2023年
- 针对目前煤矿光散射法粉尘质量浓度传感器的易堵塞、维护难问题,提出了一种具有无堵塞、易维护特征的光散射法无动力粉尘质量浓度检测技术并开发光散射法无动力粉尘质量浓度传感器。首先通过分析光散射法粉尘质量浓度检测基本原理与目前光散射法粉尘质量浓度传感器的结构特征,设计了一种由激光器、光电二极管、遮光罩等部分组成的光散射法无动力粉尘质量浓度检测单元,并附上超低信号处理电路,设计了一种光散射法无动力粉尘质量浓度传感器。通过分析外界自然光对光散射法无动力粉尘质量浓度传感器的影响规律,设计一种传感器零点值动态检测的数据处理算法,消除了外界自然的干扰。然后通过分析光散法无动力粉尘质量浓度传感器光散射信号的分布特征,并且确定了光散法无动力粉尘质量浓度传感器检测初始值与实际粉尘质量浓度的数学关系,以粉尘质量浓度低于120 mg/m^(3)采用二次多项式曲线拟合,高于120 mg/m^(3)采用线性拟合的方式,实现了无动力光散射法粉尘质量浓度传感器的精准标定。最后通过试验证明了基于光散射法无动力的粉尘质量浓度传感器低浓度误差低于15%,高浓度误差低于10%。无动力光散射法粉尘质量浓度检测技术检测精度满足标准要求,以无堵塞、易维护的优势增加了光散射法粉尘质量浓度传感器对恶劣环境的适应性,对煤矿粉尘质量浓度的精准在线检测技术的发展提出新思路。
- 陈建阁李德文许江许江
- 关键词：无动力光散射法
- 基于主成分分析的β射线法PM2.5测量准确性影响因素分析被引量：3
- 2020年
- 采用主成分分析法探究环境温度、湿度、动态加热温度、采样流量、分离器切割性能、走纸精度、本底值分析时间、采样时间等8项因素对β射线法PM2.5测量准确度的影响,定量分析各影响因素的贡献率并提出主要影响因素的影响程度、控制范围及方法。结果表明:走纸精度、动态加热温度及采样流量的贡献率之和为54.2%,对β射线法PM2.5测量结果影响较为明显。为使测量结果误差<5%,滤带定位误差应不超过1.3 mm,动态加热温度控制在45℃~50℃范围内,采样流量偏离在±0.8 L/min以内。
- 李德文李德文吴付祥
- 关键词：PM2.5Β射线法主成分分析法影响因素
