巷道支护参数的设计及优化分析

为提升巷道围岩的支护效果和支护质量,以32617运输大巷为研究对象,在分析其巷道特征的基础上,结合理论计算初步确定巷道支护参数,并结合FLAC3D数值模拟软件对支护参数进行优化。     

多通道施肥机水力特性及其结构优化研究

针对水肥一体化施肥机精量施肥与应用的要求,开展了多通道施肥机水力特性、结构优化及试验研究。利用FloEFD流体仿真分析软件,对单个射流泵及并联多个射流泵组成的吸肥器进行了流体仿真,通过研究通道数与吸肥量及水力特性对比关系,结合实际应用需求,优选了具有合适吸肥量和较优水力性能的三通道吸肥器并联组合对结构;对三通道并联结构参数进行了优化设计,确定了主管道和3个射流泵之间的合适长度,实现了每通道吸肥量趋于相同,并且吸肥量高于优化前;最后制作样机进行了试验验证。研究结果表明:三通道实验吸肥量相对误差最大为2.57%,吸肥量实验数据与数值模拟数据的误差小于5%,在合理范围内;样机长时间运行具有很好的稳定性。     

掘进工作面临时支护技术研究及应用

对掘进工作面临时支护技术及其机理进行了阐释。通过数值模拟方法研究临时支护对改变顶板受力状态、降低巷道应力集中、抑制顶板离层、减少巷道片帮、底鼓、冒顶事故的作用;给出了临时支护设计载荷的设计依据及其顶板控制范围。     

地表移动带范围内建构筑物安全可靠性分析

地表建构筑物位于在生产矿山地表开采移动范围内，如果按照一般圈定地表移动范围原则判断建构筑物的安全可靠性，结果是不安全或者预留保安矿柱可保证安全。为分析地表移动带范围内建构筑物安全可靠性，采用FLAC3D软件建立数值模拟模型，对矿区地表移动进行分析研究，并结合建构筑物的破坏等级评判标准，可以更加合理地判断地表移动范围内建构筑物的安全可靠性，对存在相似条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

上保护层开采底板破坏深度和应力分析研究

上保护层开采导致的底板变形、应力释放会使被保护层内高瓦斯沿着上覆岩层内形成的空隙裂隙结构向上运移，很容易造成所采工作面采空区内瓦斯增加，造成工作面瓦斯超限。以峰峰集团以黄沙矿为研究实例，针对其主采的2号煤层利用FLAC^3D模拟软件进行上保护层开采底板应力研究，揭示了上保护层开采底板应力的规律特性，对于保护层开采工作瓦斯治理具有一定的指导意义。     

液压机摆冲结构计算精度分析及子模型应用

针对DZY1000液压机结构改进后的摆冲结构的强度问题,基于有限元分析理论,确定计算方案后进行了静力学分析,并对有限元计算结果及计算精度进行分析,结果表明,摆冲结构的等效应力较大且应力大小变化规律不明显。为提高计算精度,运用子模型技术对摆冲结构的等效应力进行了分析,分析结果验证了改进结构的可靠性。子模型技术的应用为液压机整体结构优化提供了理论依据。     

槽式太阳能集热管内相变微胶囊悬浮液的热力性能分析

针对传统使用水基和油基的太阳能集热器换热效果低和管壁热应力大的问题，以相变微胶囊悬浮液为工作流体，对抛物型槽式太阳能集热器进行了三维建模。采用蒙特卡罗射线追踪法结合有限容积法和有限元法的方法求解了太阳能集热管的光?热?力耦合问题，采用欧拉?欧拉多相流模型研究了相变微胶囊悬浮液在集热管内的流动换热特性。结果表明，相变微胶囊悬浮液强化了集热管内的对流换热，不仅降低了集热管的沿程壁温，且减少了集热管的周向温差，均化了集热管温度分布。集热管周向等效热应力呈花瓣型分布，对应的5个高温度梯度的位置附近(圆周角θ=5°, 90°, 175°, 225°和315°)出现等效应力局部峰值。吸热管内壁面θ=90°处轴向热应力为压应力，作用于整个管程，而径向热应力和切向热应力为拉应力，主要作用在进出口端。相变微胶囊悬浮液浓度越高，强化换热效果越好，集热管热应力越小，但产生的压降也随之增大。     

SiO2疏松体高温脱羟过程数值模拟(续)

3.2脱羟过程主要参数变化图5所示为熔制过程中SiO2疏松体平均温度(Ta)和平均孔隙率(φa)随时间的变化曲线。可以看出,疏松体平均温度的升高趋势和图3所示的顶面升温曲线保持一致。在10h时顶面温度为1 000℃,疏松体平均温度为997.5℃,两者较为接近。这是由于高温下辐射换热较为强烈,顶面的高温很快传递到疏松体内部。由于35h之前疏松体还未烧结,所以φa保持初始值不变。在35h以后,疏松体开始发生烧结,φa开始下降。当脱羟进行到76.3h时,疏松体全部烧结为石英锭,此后随着温度升高石英锭的孔隙率维持在设定的最低值0.01。     

振动轴转速对双卧轴振动搅拌流场的影响

为研究双卧轴振动搅拌机搅拌筒内流场振动搅拌过程中固液混合流体瞬态流动情况,基于计算流体力学(CFD)提供的计算方法,结合动网格技术、欧拉多相流模型、Realizable k-ε湍流模型及离散相模型,采用C语言编写用户自定义程序(UDF),并将其动态链接到CFD中,在非稳态条件下数值模拟双卧轴振动搅拌机搅拌质量受振动轴转速、固相颗粒体积分数的影响规律,并在此基础上,进行了振动搅拌试验研究。结果表明:当搅拌轴转速为35 r/min、混合料颗粒体积分数为20%、颗粒直径分别为10 mm、20 mm和30 mm时,振动轴转速分别为960 r/min、1 460 r/min和1 800 r/min时其搅拌质量最佳;数值分析结果与试验结论基本一致,说明了数值计算结果的准确性和计算方法的可行性。