环绕射流脉冲通风治理上隅角瓦斯积聚的研究

基于射流基础理论和相关研究成果,分析了环绕射流对其周围高浓度瓦斯的卷吸稀释作用及其横穿巷道主风流时的弯曲变形特征,阐明了环绕射流脉冲通风对回采工作面上隅角积聚瓦斯的柔性排放作用,讨论了风机旋转频率对环绕射流的影响。现场试验表明,环绕射流脉冲通风对治理上隅角瓦斯积聚的效果良好。     

脉动通风消除上隅角瓦斯积聚的理论分析

针对“U”型采煤工作面上隅角瓦斯积聚问题,建立了脉动通风作用下上隅角风流动力学极坐标方程及瓦斯传质方程,详细分析了脉动通风作用下上隅角瓦斯的传质运移过程,论述了瓦斯扩散传质机理,并通过现场试验验证了脉动通风解决上隅角瓦斯积聚是有效、可行的。     

旋转径向射流驱散积聚瓦斯的理论分析

应用混合长度理论，阐述了风流的横向和纵向脉动速度是影响风流横向瓦斯传质速度的主要因素，分析了旋转径向射流可大大地提高了巷道整个断面风流中各处横向和纵向脉动速度，强化风流横向的瓦斯传质，有效驱散局部积聚瓦斯．通过理论分析和实际观测发现，旋转径向射流排放工作面上隅角积聚瓦斯具有3种效应：周期性的不断稀释、驱散并排向巷道主风流、逐转排放工作面上隅角积聚瓦斯的柔性排放效应和瓦斯浓度分布迅速均匀化．试验表明，旋转径向射流可安全、可靠、经济、有效的排放上隅角积聚瓦斯．     

单元法测定瓦斯分布及旋转射流驱散积聚瓦斯

详细论述了单元法测定工作面各种瓦斯涌出源的涌出比例以及瓦斯浓度分布的原理和方法,该方法简单易行,便于推广．根据单元法实测知：“U”型通风工作面绝大部分从采空区涌出的瓦斯集聚在上隅角附近,而且上隅角也是整个采空区的漏风汇,因此,上隅角极易形成瓦斯积聚．为了有效地治理工作面上隅角积聚的瓦斯,提出旋转径向射流驱散工作面上隅角积聚瓦斯的新方法,可使上隅角积聚区瓦斯浓度在20min内下降到《煤矿安全规程》规定的1％以下．     

垂直冲击射流脉动壁压深化研究

通过实验对垂直冲击射流的脉动壁压统计特性进行了研究,给出了脉动壁压强度沿纵向的变化规律及其拟合公式,谱密度函数具有低频窄带特性,具体情况与距冲击点的距离和水深有关.并对实验测得的脉动壁压场进行了正交分解与低阶近似的研究.计算结果表明,冲击射流所形成的脉动壁压场可用正交分解进行描述,其特征谱函数随阶数的增加而迅速衰减,对谱密度函数进行低阶近似也非常有效.     

铜镍矿氧气顶吹自热熔炼氧枪射流行为冷态模拟研究

运用相似模化理论，对氧气顶吹自热熔炼炉建立冷态模型，研究了单孔氧枪射流的行为。     

相似理论在射流泵中的应用

本文首先用数学方程分析法研究了以液体为工作介质的射流泵相似理论,接着再用因次分析法加以研究验证,最后筛选确定出射流泵在不同密度液体和同一密度液体运行工况下的相似准则。结果表明:数学方程分析法和因次分析法所推导出来的相似准则结果一致。并以此为基础推导研究了射流泵在不完全相似时的相似准则。     

多股射流入射水垫塘点面脉动压力特性

本文首次对１：１００大比尺的水垫塘模型在多股射流入射时的底板点面脉压进行了多组次量测,对点面壁压的自相关特性,点面脉动强度关系及点面关系的频谱特性进行了分析,得到点面壁压脉动强度均化系数Ｃｐ与承压面积Ｓ和水垫塘水垫深度ｈｔ的经验公式。这些结果为工程设计提供了重要的依据。     

采空区瓦斯上浮问题的实验研究

根据相似理论的基本原理，较为全面地分析了采场瓦斯运移及上浮的基本特征，推导了定常条件下采场模拟实验应满足的全部相似准则，初步探讨了采场瓦斯上浮产生的力学条件，并对采空区瓦斯上浮问题进行了实验研究。     

射流热交换器的设计与研究

根据热交换理论，采取射流技术，研制成功了射流热交换器。它可适用于烟气试样气体的净化处理，与国外同类产品性能接近。     

新型滚珠旋转导致脉冲发生的试验研究

为了解决水力破岩、有效切割金属等工程问题,高压水力脉冲不失为一种有效方法,依据日常生活中的口哨原理提出了一种新型滚珠旋转脉冲喷嘴。新型滚珠旋转脉冲喷嘴产生脉冲机理极其复杂,为验证其脉冲效果,采用流速为50 m/s的高压泵对该喷嘴进行了初步的试验研究,并与普通喷嘴产生的高压水射流进行比较。试验研究结果表明,新型滚珠旋转脉冲喷嘴能产生高频脉冲;普通喷嘴产生的射流属普通湍流,无明显脉冲现象;新型滚珠旋转脉冲喷嘴产生的脉动压力远高于普通喷嘴产生的高压射流,有利于破碎岩石或金属。试验研究可为工程设计提供参考。     

爆震频率对脉冲爆震发动机性能影响的试验研究

从影响脉冲爆震发动机爆震频率的因素出发,采用汽油为燃料,空气为氧化剂,研究了爆震频率对脉冲爆震发动机性能的影响。试验测取了各个爆震频率下稳定爆震的化学当量比范围,同时测试了不同工况下的爆震波压力、推力及爆震波速,发现当爆震频率较低时,发动机的工作范围较宽,爆震波压力、波速接近充分发展的理想爆震波,说明已产生了稳定、充分发展的爆震,脉冲爆震发动机的平均推力随着爆震频率的提高接近线性增大;但是随着爆震频率的提高,它的稳定工作范围变窄,爆震的强度降低。     

跨采软岩巷道锚注加固技术的实验研究

针对鲍店煤化北翼采区受放顶煤工作面跨采影响的下部主要岩石集中巷,对巷道采用不同支护形式的支护效果进行了相似模拟试验研究,得到了受跨采影响的软岩巷道在不同支护条件下的变形特征,为同类软岩巷道支护提供了科学的依据。     

流化床CuO烟气脱氮的试验研究

本文介绍了流化床ＣｕＯ烟气脱氮试验，分析了ＮＨ＿３／ＮＯ＿ｘ摩尔比、床温、进口烟气中ＮＯ＿ｘ浓度、床高等对脱氮效率的影响。     

平行矩形不等温射流的温度场特性试验研究

为了研究水平浓缩煤粉燃烧器中浓、淡两股气流混合的机理，在进行了平行矩形射流速度场特性的试验研究后，对温度场特性进行了试验研究。本文阐述了喷口间距、初始剩余温度等因素对平行矩形射流温度场结构特性的影响。从而提出，通过适当加大喷口间距、提高浓缩比可以实现水平浓缩煤粉燃烧器的高效、稳燃、低污染和防结渣的功能。     

旋转径向射流排放积聚瓦斯热成像实验分析

根据传热、传质和动量传递的相似理论分析，提出在紊流流场中当传热传质相似当量比满足一定要求并恒定为某一值时，可利用热成像仪测定紊流流场中的热量运移规律及温度场分布规律，模拟瓦斯浓度场中的瓦斯运移规律及其瓦斯浓度场分布的变化规律．根据热相似模拟实验，旋转射流风机不仅可以有效地驱散上隅角的积聚瓦斯，而且可以使瓦斯浓度分布更均匀．实验结果表明：旋转射流的旋转频率必须根据瓦斯涌出量和每个旋转周期排放瓦斯量确定；射流速度越大，驱散上隅角积聚瓦斯的效果越好；旋转径向射流对局部积聚瓦斯的运移是一个不断稀释、驱散并排向巷道主风流的过程．风机每旋转一圈完成一次对上隅角部分高浓度瓦斯的稀释和排出过程．如此周而复始，形成一种柔性排放瓦斯效应．当射流速度达3～5m／s时，可提高风流的扩散系数2～4倍，有效射程可达10m以上，有效地驱散了工作面上隅角的积聚瓦斯。     

自激吸气式脉冲射流装置压力及流动特性的研究

利用自制的射流试验平台对自激吸气式脉冲射流装置进行了冲击试验,测量了装置腔体上典型测点压力和靶心冲击力时间历程,运用高速摄像技术观测了装置内部水气流动过程,分析不同结构参数和运行参数下典型测点压力与冲击力脉冲效果,研究了典型测点压力、冲击力脉冲效果与水气流动过程之间的关系。研究结果表明：腔长、下喷嘴直径、工作压力和围压对吸气量有明显的影响;腔长和下喷嘴直径对碰撞体测点压力脉冲效果、冲击力时均值及其脉冲效果均有较大影响,存在着最佳结构参数使装置吸气量、冲击力时均值最大且脉冲效果最好;工作压力和围压对冲击力时均值及其脉冲效果影响较大;装置吸气后腔内形成了气水旋转涡团,气水旋转涡团与碰撞体测点压力和冲击力脉冲效果存在着明显的对应关系,解释了装置产生脉冲射流的原因。