真空下水平管内水蒸汽流动冷凝的传热特性试验研究

为了探究真空下水平管内流动冷凝的传热状况,以水为工质,在3个不同冷凝温度(45、55和65℃),质量流速为5~12 kg/(m~2·s)和蒸汽干度为0~0.9的范围内,对水平管内流动冷凝的传热特性进行了试验研究。着重探讨了质量流速、干度和冷凝温度等参数对管内传热系数的影响,并详细分析了水平管内流动冷凝的传热机理。试验结果表明:管内传热系数随蒸汽干度的减小而降低,且变化幅度较大;蒸汽质量流速和冷凝温度对管内传热系数在低干度区内影响较小,而在高干度区内影响较大。     

回采工作面冰浆空气冷却器的实验研究

阐述了回采工作面冰浆空气冷却器的冷量组成、结构型式特点及试验性能参数,并在高温高湿模拟环境条件下,对回采工作面冰浆空气冷却器的各项指标进行了测试,测试结果表明,回采工作面冰浆空气冷却器参数运行正常,各项指标均达到设计要求,为回采工作面有效降温提供了一种新型的装备。     

煤焦油石油焦浆成浆特性实验研究

通过研究煤焦油石油焦浆的成浆特性、流变性以及稳定性,考虑了浆体温度和添加剂对油焦浆成浆特性的影响。随浆体温度的升高,油焦浆的黏度逐渐下降。往浆体中加入了十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂后,浆体的黏度随温度的升高下降更加迅速。当石油焦浓度小于30%时,浆体呈现出剪切变稠的胀塑性流体特性;随浓度的增大,当浓度大于40%的情况下,浆体呈现出剪切变稀的假塑性流体特性。油焦浆的稳定性较差,通过加入十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂,可以使浆体在静置3 d和7 d后仍保持较好的流动性和稳定性,但随浆体浓度的增大,稳定性能会降低,特别是当石油焦浓度超过50%后,浆体将无法稳定保存3 d以上。     

二元冰浆流体中冰晶生成特性研究

阐述了冰浆在低温乙二醇液体管路壁面上生成过程中的数学模型,并利用该模型模拟了冰浆生成过程中的冰层和冰层之外的中间层(简称糊状层)的厚度,得到了冰浆在形成过程中的时间曲线,得到了低温乙二醇流体对冰层与糊状层的影响,并进行了模拟分析。     

换热管外流动传热的数值模拟研究

针对光滑圆管、横纹管进行了管外壳侧“流动—传热”的数值模拟,进一步证明了数值模拟方法的可靠性。同时,对速度场、温度场等对换热管管外流动进行了微观分析,通过光滑圆管与横纹管的比较,发现横纹管的管外壳侧传热性能较光滑圆管有一定提高。     

煤浆粘度的实验研究

对中浓度的煤浆进行了实验研究，得出了煤浆表观粘度与浆体浓度、剪切速率的关联式，就煤浆中较大直径的固体颗粒对煤浆粘度的影响进行了讨论。     

避难硐室传热特性实验研究

紧急避险系统中避难硐室的热负荷计算较为复杂,硐室内初始温度不同对平均热负荷变化比较大。针对避难硐室非稳态传热问题,文章对传热特性进行了全尺寸模拟试验与有限元分析,得出了20人避难硐室的温升规律,拟合得到硐室壁面一维非稳态传热温度场计算公式,并用实测数据进行了验证。为避难硐室热负荷的计算提供理论依据,为不同初始温度下避难硐室配置降温系统提供计算参考。     

水砂充填水平管内水力阻力计算的研究

本文对水力运输中水平管路的阻力损失理论进行了概括性分析,并根据抚顺的试验资料提出了新的阻力计算公式. 依据实验资料的分析,固体在水中参与扩散和摩擦,其大小与混合物比重r_混的1/2次方成比例.对与清水阻力损失规律不同的附加阻力损失,亦根据理论上的分析修正了已有的实验式. 文中引用了国内外有关实际资料对新公式进行了验算.并与其他公式进行了对比.检验的结果证明新公式更附合实际情况,应用范围亦比其他公式广泛. 依据新的阻力公式推导了新的临界流速公式,经与实际资料对比亦比现有各公式精确.     

新疆煤田火灾烟气流动与传热特性的研究

根据岩层控制理论,分析了新疆煤田火区上覆岩层因煤层燃烧产生空区导致的移动范围及其分布,根据火区不同区域裂隙发育、温度分布和烟气流动特性,将火区分为燃烧区Ⅰ、燃烧空区及垮落区Ⅱ和燃烧火区影响区Ⅲ,分析了火区烟气在不同区域随灭火工程动态演化的运移特点,建立了描述其流动特性的模型;初步尝试分析了火区的传热特性,并将其用于估算火区煤量的直接燃烧损失,提出了一种基于火区烟气流动和传热特性分析的煤燃烧损失量的计算方法.     

密闭管内甲烷—煤粉复合爆炸实验研究

在竖直长管内进行弱点火条件下甲烷—煤粉复合爆炸实验,研究了甲烷煤粉配比浓度、煤粉粒径、点火延迟时间等初始状态参数对复合爆炸特性的影响。结果表明:火焰传播越快,压力上升越显著,最大压力上升速率出现在爆炸初期,当火焰传播至管末端后,压力达到最大值;低浓度甲烷添加煤粉后,爆炸压力显著增大;煤粉粒径越小,复合爆炸压力越大,压力上升速率越大;最大爆炸压力和最大压力上升速率随着煤粉浓度增大和点火延迟时间增加先上升后下降,存在峰值点。     

钠基膨润土造浆率实验研究

针对山西潞安矿区钻探生产过程中出现的钻孔漏失情况,在钠基膨润土中分别加入蒸馏水和近似现场工程用水进行造浆实验研究,同时分别对钠基膨润土基浆进行加碱和不加碱的实验研究.实验结果表明:钠基膨润土在蒸馏水和近似现场工程用水中的造浆性与加入碳酸钠的量关系都不大;钠基膨润土在近似现场用水中的造浆率低于在蒸馏水中的造浆率.建议对现场用水进行调节,而造浆时不必加入碳酸钠对钠基膨润土进行改性.     

竖管内R113降膜流动特性的结构影响研究

为了开发适用于有机工质余热发电降膜蒸发装置,采用FLUENT对氟利昂(R113)竖直管内气液两相逆流降膜进行数值模拟,分析了管长、管径和布膜间隙对降膜流动的影响。研究结果表明:在一定喷淋密度下,不同管长、管径和布膜环形间隙时液膜稳定段厚度相等;同时,管径越小,液膜流动越稳定,当小于某个值时,膜厚沿壁面均匀分布,存在最佳降膜管径;液膜波动随着管长增大而增强,管长大于1.2 m后液膜下段出现飞溅而无法湿润壁面;环形间隙越小,液膜波动越强,减小到1.2mm之后R113无法完整成膜。     

采场中充填料浆流动规律的研究

为解决充填接顶问题,对充填料浆进入采场之后的流动规律进行了研究。理论分析结果表明,充填料浆进入采场之后,向周边流淌,堆体表面形状服从正态分布规律,均方差(δ）的大小反映了料浆流动后形成表面的平缓或陡峭,其值主要取决于充填材料及配合比。结合金川二矿区的充填实际,计算和探讨了保证充填接顶条件下的采场尺寸、充填管头的最优布放、多次充填时的管头移动距离和次数等。     

管内可燃气云爆炸的实验研究与数值模拟

以长6m、管径 159×7的钢管为实验装置,进行了管内乙炔和空气爆炸实验.结果显示,随着气云长度的增加,爆炸最大压力明显升高.建立了描述管内气云爆炸的理论模型,采用SIMPLE算法进行了数值求解.计算结果与实验值相比较,最大偏差为19 7%,平均偏差为6 33%.对长100m的管内甲烷和空气爆炸威力进行了预测,当气云长为10m时,最大压力发生在轴向55m处,可达323kPa.     

多孔介质中的流动、传热与化学反应

矿业工程中的许多生产实际问题都可以归结为多孔介质中的传递问题。多孔介质分布广泛,研究其中的流动、传热与化学反应问题具有重要的实际应用和科研价值。评述了多孔介质中流动、传热与化学反应的研究现状,分析了3个过程之间的相互关系。指出流动作为一种输运方式,携带物质和热量沿流动方向进行迁移,引起物质浓度和温度分布的改变,对传热和化学反应过程产生影响;传热通过改变温度分布,引起流体物理性质和化学性质的改变,进而影响流动和化学反应;化学反应通过消耗反应物和生成产物,改变多孔介质的孔隙结构,改变孔隙流体的物理化学性质,改变固体和流体的传热性质,进而影响流动和传热。分析表明,化学反应作为发生在微观尺度上的过程,对宏观的流动和传热过程具有明显的影响,要对这种影响进行定量描述必须发展新的跨尺度的分析、测试和计算方法。     

高浓度充填料浆滚筒磨损实验研究

在分析管道磨损影响因素的基础上,通过设计滚筒装置对料浆对管壁的磨损展开定量化研究。结果表明,在保持料浆固相质量分数80%、滚筒转速1.5m/s时,尾矿比沙对筒壁的磨损相对严重;当固相质量的50%由沙更换为尾砂后,Ⅰ类磨损率将在原来的基础上增加17%,Ⅱ类磨损率增加15.7%;全部采用尾矿制作的料浆,其对滚筒的Ⅰ类磨损率比全部使用沙制作的料浆增加11.1%,对筒壁的Ⅱ类磨损率比之会增加7%;使用自来水制作料浆,其对筒壁的Ⅰ类磨损率比使用矿用水时增大2.4%,对筒壁的Ⅱ类磨损率比之增大4.5%;这表明,由矿用水和自来水两者配成的充填料浆对管壁的磨损无明显差别。     

煤水两相流动管内表观滑移的数值研究与分析

水煤浆表观壁面滑移的存在会使管内的流动壁面的剪切力减小(正滑移)或增加(负滑移),造成了流动阻力的减小或增加.应用Fluent软件进行了水-煤颗粒管道内两相液固流动的数值模拟,结果表明:在所模拟的低浓度(固相体积分数小于30%)液固两相流中确实存在滑移现象,且固相体积分数低于10%时,近壁面处固相速度均大于液相速度,为超前滑移,30%浓度下近壁面处固相速度出现远大于液相速度,管中心速度液相大于固相,速度出现滞后滑移.而且,固相体积分数低于10%时,单位管长的压降变化率随固相体积分数增加而变化微弱,基本接近单相流动的压降,但固相体积分数超过10%以后,单位管长的流动压降随固相体积分数增加而迅速增大,能耗迅速增长.     

煅后焦余热回收换热器传热特性实验研究

利用自行搭建的煅后焦传热实验系统,研究了不同料层内颗粒升温情况以及颗粒平均粒径、电加热功率对余热回收换热器传热特性的影响规律。结果表明:在颗粒升温过程中,由近壁层到最外层,颗粒温度稳定的开始时刻依次提前;在实验范围内,随着颗粒平均粒径的增大,余热回收换热器壁面有效传热系数和近壁层颗粒温度均减小,但减小趋势变缓;随着电加热功率的增大,近壁层颗粒温度升高,有效传热系数增大;对实验数据进行回归分析,建立了适用于余热回收换热器壁面的无量纲传热实验关联式。     

不同变质程度烟煤的传热特性实验研究

为了探究煤火发展规律,选取大柳塔煤矿长焰煤、兴隆庄煤矿气煤、丁集煤矿焦煤和王家岭煤矿贫瘦煤,采用激光导热仪FLA 457分析煤样在空气气氛中30~300℃内的比热容、热扩散系数和导热系数随温度的变化趋势,并采用灰色关联方法掌握灰分、水分等参数分别与煤比热容、热扩散系数和导热系数之间的相关性。结果表明:随着温度的升高,热扩散系数先减小后增大,比热容先增大后趋于稳定,导热系数先缓慢增加后快速增大,且大柳塔煤矿长焰煤的热扩散系数和导热系数最小,丁集煤矿焦煤的热扩散系数和导热系数最大,这是由于煤中挥发分、灰分及固定碳对煤热物性参数的变化贡献较大。