Próba opisu zjawiska prądów wstecznych metodami CFD

• Autorzy: Branny M. , Broda K. , Filek K. , Mikołajczyk W.

Warianty tytułu

EN

CFD simulation of reverse flow phenomena in declined galleries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule podjęto próbę opisu zjawiska prądów wstecznych za pomocą metody numerycznej. Obszar przepływu tworzy upadowa o długości 150 m, nachylona pod kątem 15 stopni do poziomu. W warunkach izotermicznych strumień powietrza kierowany jest na upad. Na powierzchni spągu i stropu upadowej, na odcinku o długości 10 m przyjmowano temperaturę wyższą niż w jej pozostałej części. Rozważany problem opisany jest układem równań ciągłości, Naviera-Stokesa, energii i modelu turbulencji k-epsylon (kinetyczna energia turbulencji, szybkość dyssypacji kinetycznej energii turbulencji). Wykonano wariantowe obliczenia dla różnych temperatur ścian ogrzewanego segmentu upadowej. Analizowano obrazy pola prędkości charakteryzujące poszczególne etapy związane z tworzeniem i rozprzestrzenianiem się prądów wstecznych. Wiarygodność obliczeń numerycznych oceniono przez porównanie z publikowanymi wcześniej wynikami pomiarów. Obliczenia wykonano programem FLUENT 6.1.

EN

An attempt to describe the reverse flow phenomena through numerical simulation was undertaken in this paper. The flow domain creates a 150 m long declined gallery with 15 degrees angle of inclination. The airflow is descending in isotropic conditions. In 10 m long gallery's section a hihger temperature of foor and roof than on remining rock surfaces was assumed. The cosidered problem is described by a system of equations of continuity, Navier-Stokes and energy together with k-epsylon turbulence model. The calculations were performed for different wall temperatures of heated gallery's section. The flow field patterns, characterizing the respective stages of reverse flow expasion are analyzed. CFD code validation based on the experimental data were performed. The numerical calculations by the programme FLUENT 6.1 have been supported.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie CFD; prądy wsteczne; wentylacja kopalń

EN

CFD simulation; reverse flow in mining galleries; underground ventilation

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 30, z. 3
• Strony: 9--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Branny M.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Broda K.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Filek K.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Mikołajczyk W.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Branny M.: Numeryczne modelowanie przewietrzania wyrobisk ślepych systemem wentylacji kombinowanej. 4 Szkoła Aerologii Górniczej, Kraków, 2006, 431-438
• [2] FLUENT Inc., 2005: FLUENT 6.1 Documentation
• [3] Kazimierski Z.: Podstawy mechaniki płynów i metod komputerowej symulacji przepływów. Politechnika Łódzka, 2004
• [4] Krawczyk J.: Symulacja nieustalonego przepływu wywołanego zamknięciem i otwarciem tamy. 4 Szkoła Aerologii Górniczej, Kraków, 2006, 439-454
• [5] Litwiniszyn J.: Prądy wsteczne w wyrobiskach. Przegląd Górniczy, nr 6, 1952
• [6] Marszałek E., Pawiński J., Roszkowski J.: Zjawisko prądów wstecznych w wyrobiskach górniczych. Górnictwo, r. 1, z. 3, 1977
• [7] Marszałek E., Pawiński J., Roszkowski J.: Zjawisko prądów wstecznych w świetle rozważań teoretycznych i badań modelowych. Archiwum Górnictwa, t. 35, z. 2, 1990
• [8] Marszałek E., Pawiński J., Roszkowski J.: Zjawisko prądów wstecznych w wyrobiskach górniczych. Archiwum Górnictwa, t. 36, z. 1, 1991
• [9] Ren T.X., Edwards J.S., Jozefowicz R.R.: CFD Modelling of Methan Flow Around Longwall Faces. Proceedings of the 6th International Mine Ventilation Congress. Pittsburg, 1997, 247-251
• [10] Silvester S.A.: The Integration of CFD and VR Methods to Assist Auxiliary Ventilation Practice. PhD Thesis. The University of Nottingham, Nottingham, 2002
• [11] Wala A.M., Stoltz J.R., Jacob J.D.: Numerical and Experimental Study of a Mine Face Ventilation System for CFD Code Validation. Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress, Kraków, 2001, 411-418
• [12] Young T.: CFD and Field Testing of a Naturally Ventilated Full-Scale Building. University of Nottingham, Nottingham, 2004 (Ph.D. Thesis)