基于CFD动网格的双箕斗运行气动侧向力研究

摘要

深井安全间隙是矿井向深部延伸要解决的典型提升问题之一,箕斗运行引起的空气动力响应是开展深井安全间隙研究的首要分析因素,也是引起箕斗偏摆的主要原因.将基于CFD的空气动力学计算引入到竖井箕斗运行过程气动压力分析中,依托某金属矿山工程背景,应用计算流体力学(CFD)的动网格技术和标准K-ε双方程湍流模型对箕斗运行过程中的外流场压力变化进行数值分析.通过监测双箕斗运行相向、相会、背离的整个过程中箕斗侧向压力的变化,对箕斗稳态运行及相遇瞬态过程中的压力变化进行研究,并与国内外相关研究成果对比分析.研究表明:箕斗相会的过程中,流场变化剧烈;箕斗的侧向压力值瞬间增大,首先朝向井壁方向,而后反向增加至最大值,最后恢复稳态运行.对于高速提升的深井安全间隙确定,应充分考虑气动侧向力引起的箕斗偏摆;高速提升的深竖井断面布置应加大提升容器与井壁之间的安全间隙,适度增加提升容器之间的安全间隙.