难燃液压液喷射燃烧试验设备的研究

为了加强难燃液压液的难燃性能检测与质量控制,介绍了2种液压液喷射燃烧试验方法,以液压泵系统代替氮气瓶为压力源,通过对喷嘴、液压系统及点火排风系统的选型设计,研制出了国内首套喷射燃烧试验设备。利用研制的喷射燃烧试验设备采用ISO 15029-1评价方法,对具有不同难燃性能的液压液进行了喷射燃烧试验,试验结果显示：水-乙二醇液压液的火焰持续时间为0,无水全合成液压液的火焰持续时间为2.3～9.8 s,抗磨液压油的火焰持续时间为49.8～52.1 s。试验结果反映了液压液产品的难燃性能,因此,此试验设备可用于液压液难燃性的检测检验。     

室外油池火燃烧特性实验研究与数值模拟

本文选取低硫原油、高硫原油和重石脑油,进行了不同燃烧面积的室外开放空间自由燃 烧实验,获得燃烧速率、火焰温度和测点热辐射通量的实验数据,并使用FDS建立全尺寸模型对 火焰温度和测点热辐射通量进行模拟。 研究结果表明:(1)低硫原油和高硫原油均出现三个燃 烧阶段,在燃烧初期发展阶段燃烧速率近乎以线性趋势增大;稳定燃烧阶段不明显,未出现明显 的多个稳定燃烧阶段;重石脑油出现沸腾燃烧阶段。 (2)油盘中心温度随高度的增加先增大后 减小,火羽流外侧温度随高度增加而减小,这种下降趋势先急后缓;在连续火焰区高温集中,在间 歇火焰区和浮力羽流区温度变化较大。 (3)将燃烧速率曲线自定义到FDS中,可以实现对测点 接收热辐射通量的准确模拟;将圆柱模型中火焰辐射通量分为底部发光区域和上方烟羽流进行 计算时,火源功率越大,计算值与测量值越接近;对于大功率油池火,可以确定“安全距离-时间” 临界曲线,得到距火源中心不同位置处人员可以暴露的时间。     

喷射燃烧试验对液压液难燃性能的评价

出于安全考虑,难燃液压液在一些特殊行业获得广泛应用,如煤炭、钢铁、冶金、电力等行业。介绍了国内外难燃液压液的检验标准,重点讨论了几类有代表性的液压液喷射燃烧难燃性。喷射燃烧难燃性检验结果与开口闪点、歧管难燃性检验方法得到的结果具有很好的一致性,是一种科学、有效的评价方法。     

障碍物排列方式对甲烷/空气爆炸特性影响研究

为了研究煤矿井下设备尺寸及安装位置对瓦斯爆炸特性的影响,利用自行搭建的小型瓦斯爆炸实验平台开展了不同阻塞率障碍物在管道内位置的变化对甲烷/空气混合气体爆炸特性影响的研究。结果表明,在阻塞率相同时,到达管道末端的时间随着障碍物距离点火源位置的减小而减小,障碍物距离点火源越近、阻塞率越大,火焰到达管道末端的时间越短,障碍物对传播火焰前期的影响要大于对传播火焰后期的影响;随着距离点火源位置的增加,不同阻塞率的障碍物对爆炸压力峰值呈现先增大后减小的变化规律,障碍物的位置在距离点火源400 mm时,爆燃压力峰值达到最大;在相同管道位置下,爆炸压力峰值随着障碍物的阻塞率的增加而增加。研究结果可为井下设备设计及安装位置提供理论支撑。     

难燃液压液抗燃性能评价方法

研究了开口闪点和燃点测定法、芯式燃烧持久性试验法、歧管燃烧试验法及喷雾燃烧试验法等4种抗燃性能检测方法,初步筛选出适合液压支架用乳化油、浓缩液、防冻液、水-乙二醇型难燃液压液及无水全合成型难燃液压液等产品的抗燃性能评价方法。     

喷嘴螺旋倾角对雾化性能影响的试验研究

通过试验研究以理解螺旋喷嘴的雾化性能。利用激光粒度分析仪和高速摄像机试验研究了喷雾锥角,喷嘴流量,喷雾射程,粒子速度,雾滴的平均直径(SMD)等性能参数。结果表明,在同一喷射压力下,液体的喷射距离、喷嘴出口雾化角和雾粒的轴向速度都随着喷嘴螺旋倾角的增大而减小,然而,喷嘴流量和雾粒SMD随着喷嘴螺旋倾角的增大而增大。在系统喷射压力为2 MPa时,螺旋倾角对喷嘴流量的影响最小,其减小幅度仅为0.004 L/s;且在距喷嘴口25 cm处,30°螺旋喷嘴在系统压力为3 MPa时,雾粒SMD最小,最小为30.04μm;在系统喷射压力为3 MPa时,螺旋倾角对雾粒轴向速度的影响最大,其速度变化幅度为10.3 m/s。     

矿用水-乙二醇难燃液压液的台架试验研究

为解决传统矿物油型液压油的易燃问题,调配出矿用水-乙二醇难燃液压液YNC-46.为考察YNC-46难燃液的使用性能及对液压元件的适应性,选用液压锚杆钻机的齿轮泵站进行台架试验,并与矿用46号抗磨液压油、冶金行业用46号水-乙二醇难燃液进行了对比.台架试验结果表明:YNC-46难燃液具有优良的黏温性能,黏度指数达到210,可保证设备在不同温度下正常运行;YNC-46四球常磨值为921N,与矿用46号抗磨液压油相当,具有良好的润滑性,可降低齿轮磨损情况;YNC-46难燃液导热性好,其为水基体系具有很好的比热容,体系运转时平衡温度低于46号抗磨液压油,可延长设备使用寿命.此外,试验证明YNC-46难燃液稳定性好,抗剪切性能优越,与液压设备的密封材料适应性良好.     

基于有限元仿真分析的高压雾化喷嘴设计及参数优化

为解决高压喷雾用喷嘴的耗水量大、堵塞和使用寿命短的问题,设计了一种利用导流孔实现水流螺旋混流的新型喷嘴,提出了影响喷嘴雾化效果的关键参数：水流入射角度、喷嘴腔体长径比和喷嘴出流直径,运用有限元仿真分析的方法对以上参数的影响效果进行了仿真研究。仿真结果表明:出流直径对雾化效果影响最大,减小出流直径可显著提高雾化效果;水流入射角度和腔体长径比两者合理配合可有效提高喷嘴的雾化能力,同时也影响了雾化的角度。以优化后的参数加工喷嘴进行试验,结果表明最低雾化压力为2 MPa,雾化角度和喷射距离等达到了设计要求,降低了对水质的要求,达到了节水耐用的目的。     

瓦斯爆燃火焰在波纹阻火器内淬熄特性分析

研究瓦斯爆燃火焰淬熄规律是开发防爆抑爆技术的基础。为有效抑制井下爆燃事故,探究瓦斯爆燃火焰在微细孔道内部的发展规律,以波纹型阻火器为研究对象,采用大涡模拟耦合有限速率/涡耗散模型的方法对波纹型阻火器阻火单元内甲烷/空气预混火焰的淬熄过程进行三维模拟。研究基于阻火单元内部温度和化学反应速率的瞬态特征,分析了火焰淬熄机理以及入口火焰速度和壁面温度对淬熄过程的影响。结果表明,火焰在波纹型阻火器内的传播受入口处火焰和内部燃烧化学反应的共同影响;火焰速度和内部燃烧化学反应速率都随着火焰传播距离的增长逐渐降低,但内部燃烧化学反应对火焰传播的影响逐渐占据主导。阻火器壁面对燃烧化学反应有重要影响,减小燃烧化学反应区域有利于火焰的淬熄。火焰速度和燃烧化学反应速率间存在相互促进关系。入口火焰速度越大,淬熄距离越远;随着入口火焰速度增大,影响逐渐减小,火焰淬熄距离增速减小。壁面温度的改变对化学反应速率影响较小;提高壁面温度将阻碍壁面散热,使熄灭层厚度减小。壁面温度越高,火焰淬熄距离越远;入口火焰速度越大,淬熄距离增长越明显。当壁面温度足够大时,火焰将穿过阻火器,造成阻火器失效。     

短筒式水雾喷射试验与仿真研究

为研究短筒式水雾喷射降尘装置的降尘机理,利用自制的短筒式喷射试验装置进行试验,并利用Solidworks Flow Simulation软件进行仿真。结果表明,喷嘴的流量与压力近似成抛物线关系,喷嘴的性能接近薄壁小孔;风筒的吸风量与喷嘴的用水量近似为线性关系;混合流体流束的扩散角与喷嘴的用水量也近似为线性关系。在试验条件下,喷嘴直径d=1.5 mm时,水的雾化效果较好,风筒的吸风量较大,引流喷射风筒的综合性能较好。试验和仿真结果可供设计短筒式水雾喷射降尘装置时参考。     

浮选药剂射流乳化参数的试验研究

为了优化射流乳化器的结构参数,对最优结果进行了单因素分析,运用CILAS 1064高精度激光粒度分析仪对乳化效果进行粒度和比表面积测定。试验结果表明喷嘴离喉管的距离、给入水流的压力是影响乳化效果的显著性因素,各因素对乳化效果的影响规律为:给入压力(喷嘴和喉管之间的距离(喉管长度(喷嘴直径(药剂流量。试验获得的最佳射流乳化效果是油滴比表面积为3 541.57 cm2/g,当喷嘴和喉管之间的距离为4mm、喉管长度为55mm、喷嘴直径为6mm、药剂流量为45kg/h时,射流乳化效果最好。     

钻孔水力采矿水枪喷射力试验台的设计

介绍了钻孔水力采矿射流水枪试验台的设计原理,在该试验台上可以模拟水枪在大气中的自由射流、模拟无压流体淹没条件下的射流以及模拟有压流体淹没条件下的射流等.设计的测试系统能对水枪射流能力、不同喷距下的射流打击力、流体流量、压力等参数进行测试.可以准确地衡量不同喷嘴、不同喷距、不同工矿条件下的射流效果.     

点火能量对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响

在封闭的DN700 mm管道的瓦斯-空气混合气体中,进行了不同点火能量条件下的瓦斯爆炸传播试验,试验结果表明:瓦斯爆炸火焰传播速度从起爆位置开始随着传播距离的加长而逐渐增大,在靠近出口附近处达到最大值;点火能量越大,火焰传播速度也越大;在点火能量一定时,瓦斯爆炸火焰传播速度与管道长径比呈对数函数关系;在管道长径比一定时,瓦斯爆炸火焰传播速度与点火能量呈二次函数关系。     

前混合式磨料水射流喷嘴外流场仿真与实验

通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型,对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析.结果表明,在喷嘴其它几何条件相同的情况下,出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大,出口直径越大,出口速度越小;在一定程度上将混合管适当地加长,可以提高磨料射流在喷嘴出口处的速度;磨料水射流最佳的切割距离为喷嘴出口直径的2.0～5.0倍.磨料水射流切割靶体实验结果与靶体冲击仿真结果基本吻合.     

淹没射流旋转割缝技术在突出煤层掘进中的应用

针对突出煤层中现有防突措施耗时长,不能满足煤巷掘进需要的问题,提出利用淹没射流在煤层中旋转割缝,大幅增加围岩卸压区长度,改变煤体结构（包括孔隙裂隙结构和应力状态）,缩短防突措施时间,从而提高煤巷掘进速度。研究了淹没射流旋转割缝的卸压增透机理;理论推导出影响射流旋转割缝性能的水力参数;计算出适用于煤巷掘进的射流压力和喷嘴直径数值范围;并通过室内试验确定了煤层普氏系数0.8时的喷嘴最优转速。在平煤集团某矿回风巷掘进面现场试验结果表明,淹没射流旋转割缝技术有效影响半径是单一超前钻孔的2.5倍;钻孔数量较之减少70%,月进尺增加83%,显著提高了工效。     

多场耦合下煤堆自燃过程及影响因素分析

为研究煤堆自燃特征及发火规律,建立了风力和浮力驱动下煤堆的多场（速度场、温度场和氧气浓度场）耦合自然发火模型,并运用COMSOLMultiphysics软件对煤自燃的过程及其影响因素进行了数值模拟分析。研究结果表明：在风速3．6m／h条件下,煤堆自燃最高温度点位于进风侧的煤堆中下部,最终于第65d在此位置开始自燃;随着风速的增大,煤堆自然发火点往风流的下方向迁移,自然发火周期缩短;煤堆孔隙率、高度和角度的减小能延长煤堆的自然发火周期。     

用于综掘机内喷泡沫的水射流吸液装置研究

综掘机内喷管路弯曲细小,泡沫输送过程中阻力较大,传统的定量泵添加装置无法在煤矿井下环境使用,文丘里添加装置阻力损失大,出口压力较小,无法满足泡沫输送的动力需求。因此研究高出口压力水射流吸液装置具有重要意义。借鉴液体射流泵的原理,利用水射流形成的负压添加发泡剂,对水射流发泡剂添加装置不同结构尺寸下的吸液特性进行了研究。通过数值模拟进行结构参数的初步设计,探明其对流场特性及压力损失的影响规律;实验室实验验证模拟结果的可靠性。结果表明,在现场条件下,喷嘴孔径为3 mm,喷嘴出口与喉管入口距离为2.5 mm,喉管直径为5 mm,喉管长度为30 mm时,吸液效果最佳,压力损失最低,装置稳定性最高,能够满足高输送阻力下的发泡剂稳定添加。     

神木煤与半焦混合燃烧特性的热重分析

焦粉与煤混合燃烧是高效处理焦粉的有效方法之一,对选用的焦粉和煤样按照不同的比例进行混合,考察煤焦混粉发热量的变化规律,并利用热重分析法对各煤焦混粉样品的着火温度、最大反应温度、燃尽率及燃尽温度等燃烧特性进行了研究。试验结果表明,随着掺焦比的增加,煤焦混粉的着火温度略有升高,发热量增大,最大反应温度增大,燃尽率下降,而燃尽温度变化不大。     

多孔喷嘴破岩钻孔特性的实验研究

采用自行研制的实验装置研究了孔数和水力参数（冲蚀时间、喷嘴压降、喷距、围压）对多孔喷嘴破岩效果的影响规律。结果表明：喷嘴孔数越多,成孔形状越圆整;破岩效果随着射流压力的增大而呈线性增加;0围压条件下多孔喷嘴存在获得最大破岩体积和孔深的最优喷距约为5～6倍喷嘴当量直径。在围压条件下,多孔喷嘴破岩效果随着围压的增大而大幅下...