摘要：由于空气扰动,运煤专用列车途经隧道进出口时会出现大面积落煤现象,针对长距离清理隧道落煤面临的人工清理效率低、成本高等难题,设计了一种由1根主输送煤料管和多根吸煤支管组成的新型铁路隧道落煤吸尘装置,用于清理颗粒小、质量轻的铁路隧道落煤。在对主输送煤料管设计中,首先利用欧拉-拉格朗日法建立了输煤管道中的气固两相流模型;其次基于Fluent有限元仿真研究了煤粒入射角和定长管道上多个支管间距对主输送煤料管内流场的影响,分析煤粒最佳入射角以及主输送煤料管上安装吸煤支管数量的最优值;最后通过现场试验对有限元仿真结果进行了验证。仿真和试验结果表明：煤粒入射角α在小于45°时主输送煤料管压降小,颗粒流可获得较大的水平输送速度;支管间距在750mm附近时,水平输送速度波动范围小且煤料的输送量明显大于其余各组,更加利于铁路隧道落煤的输送。研究结果对改进主输送煤料管结构形式、提高输送隧道落煤效率以及优化铁路隧道落煤吸尘装置具有重要意义。

关键词：气固两相流 数值模拟 管道 

单位：太原科技大学机械工程学院; 山西太原030024; 智能物流装备山西省重点实验室; 山西太原030024