孔隙气体在煤层中扩散的机理

分析了孔隙气体在煤体中的扩散模式和微观机理,得出在煤体中存在菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散几种扩散模式,并分析了抽放时瓦斯气体在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程,根据分子运动论,从微观上讨论了压强和温度对甲烷分子平衡自由程的影响规律,并解释了升高压强和温度增强甲烷气体在煤层微孔隙中扩散能力的机理,分析了前人测定的不同压力下瓦期在煤体中的扩散系数与分子平均自由程之间的关系,表明孔隙气体在煤微孔隙中扩散的宏观参数从根本上来看是由于分子微观参数的改变引起的。     

混凝土氧气扩散性能的预测模型

钢筋保护层处混凝土的氧气扩散速率是影响混凝土内钢筋锈蚀速率的重要因素.为确定保护层处混凝土氧气扩散速率,从多孔材料气体扩散的基本原理出发,根据Fick扩散定律并结合影响混凝土中氧气扩散速率的具体因素,建立了混凝土氧气扩散性能的预测模型,并通过试验对模型进行了验证.试验表明预测模型的计算结果和试验测试结果基本一致;混凝土氧气扩散系数随混凝土孔隙率、环境温度和相对湿度的增高而增大,在温湿度条件不变的情况下,混凝土孔隙率由0.09增大到0.18时,混凝土氧气扩散系数约增大4倍.     

氧气在混凝土中扩散系数的确定

以大量实际工程调查结果为基础，通过理论分析与经验模式的对比，建立了二氧化碳在混凝土中的扩散系数与混凝土抗压强度的关系；进而利用氧气扩散与二氧化碳扩散的关系，给出了氧气在混凝土中的扩散系数与混凝土抗压强度的函数关系。     

混凝土中气体扩散系数的计算模型

混凝土中的气体扩散系数是研究混凝土碳化与钢筋锈蚀的重要参数.从气体扩散机理出发,深入分析了气体在混凝土中扩散的影响因素.在评述已有扩散系数计算公式基础上,提出了以混凝土抗压强度为主要参数,并考虑环境温湿度、混凝土的应力状态与水平等综合影响的气体有效扩散系数计算模型,利用已有的试验结果确定了模型参数,为科学预测混凝土碳化速度与钢筋锈蚀速率奠定了基础.     

CO2在多孔介质中扩散系数的测定

为了研究注CO2开采原油时CO2在地层中的扩散系数,采用一维扩散的数学模型,利用一维菲克第二定律和连续性方程推导出了CO2扩散系数的计算公式,设计了多孔介质采用露头砂填充,实验模型装置水平放置而消除了＂对流扩散＂的影响,室内测定CO2扩散系数的双测压点的1 m长的物理模拟装置,得出了在60℃时不同压力下的扩散系数,实验条件更符合矿场实际,研究规律可用于矿场CO2驱过程中的参数优选。     

煤屑瓦斯扩散系数时间响应规律研究

为探讨煤屑瓦斯扩散系数随时间变化的响应规律,选取典型煤样进行煤屑瓦斯解吸扩散实验,建立了扩散系数随时间变化的球形煤屑瓦斯扩散微分方程,通过变量代换方法将得到的微分方程转化为经典的扩散方程,并运用分离变量法得到了煤屑时变扩散系数的理论解;基于扩散规律理论解对煤屑瓦斯解吸实验实测解吸数据进行分析,利用Matlab软件编制程序进行解算,得出瓦斯扩散系数的时间响应规律。研究结果表明:煤屑瓦斯等效扩散系数随时间响应规律符合幂函数关系,采用瓦斯扩散系数时间响应模型比经典瓦斯扩散模型和煤屑瓦斯扩散实验吻合度更高;煤屑瓦斯扩散系数时间响应模型描述煤层的瓦斯运移过程更合理、更准确。     

气体在13X分子筛晶内有效扩散系数的研究与测定

采用单颗粒反应器技术,在293～433K温度范围内,用He,H_2,CO_2,C_2H_4气体对13X沸石分子筛上的晶间扩散与晶内扩散进行了研究与测定,并通过理论分析,提出了气体在13X分子筛晶内有效扩散系数的计算模型。     

沸石分子筛吸附和扩散性质的研究进展

简述了沸石分子筛的结构组成,介绍了分子筛的性能。综述了物质在沸石分子筛中吸附与扩散的表现,列举了主要分子筛吸附性能与扩散系数的测量方法,介绍了不同类型分子筛的吸附扩散。在目前的研究中,每种测定沸石分子筛吸附性能的方法都有一定的适用条件,每种测定分子筛扩散系数的方法由于测量机理、边界条件与假设条件的不同,所得的扩散系数也有差异,要根据实际实验情况来选择适当的测量方法,不同分子筛适宜吸附的底物也不同,具有不同的应用价值。     

基于动态扩散系数的煤粒瓦斯扩散模型

为准确地描述瓦斯在煤粒中的扩散全过程,本文根据气体在不同尺寸孔隙中的扩散特性,导出随孔隙尺寸和孔隙压力变化的动态扩散系数,并将其作为变量代入到单一孔径扩散模型中;随后根据孔隙的分形特性,将单一孔径毛细管内的扩散推广至宏观球形煤粒内的扩散,并通过煤粒解吸实验和压汞实验对模型进行验证.结果表明:无论是在扩散前期还是后期,所建立模型的计算结果,都能与实验数据吻合.新模型将扩散系数视为与气体流态相关的变量,与经典单孔隙扩散模型和双孔隙模型相比有较大的优势,且涵盖了经典单孔隙扩散模型、双孔隙模型以及三孔隙模型,并将其推广到多孔隙模型.     

再生剂渗透再生机理及其影响因素研究

基于复合材料理论和Fick扩散定律,计算得出扩散系数直观地评价了各因素对再生剂渗透扩散性能的影响,结果表明:随着时间的延长,扩散程度加深,扩散系数减小;温度对扩散性能影响显著,温度升高,扩散系数增大;随着与再生剂和老化沥青初始界面距离的增加,扩散系数明显的减小,25 mm处再生剂浓度很低,扩散系数趋近于0;粘度越低的再生剂,扩散性能越强,170℃或者更高的温度,低粘度的再生剂会发生挥发现象.最后,根据研究结果对实际工程中再生混合料的拌和工艺提出了改进意见.     

Time-varying diffusion characteristics of different gases in coal particles

Based on the analytical solution of gas diffusion in spherical coal particles with a constant diffusion coefficient, a calculation method of time-varying diffusion coefficient is proposed by constructing objective function. The time-varying diffusion behavior of methane, nitrogen and carbon dioxide in the coal particles was studied. The results show that with the increase of diffusion time, the diffusion coefficients of methane, nitrogen and carbon dioxide gas in the coal particles exhibit an attenuation characteristic, eventually approaching a limit value individually. The diffusion coefficient of carbon dioxide is larger than methane, and the diffusion coefficient of nitrogen is smallest. Significant phenomenon of limited diffusion was observed for coal of strong adsorption capability. Through the analysis of the diffusion coefficient of gases at different diffusion time, a mathematical model describing the time-varying diffusion characteristic of gases is obtained. The implementation of mixed gases to replace coal bed methane has a very important practical significance.     

煤样粒径对煤低温氧化影响的实验研究

基于测试耗氧速率和氧化动力学参数研究煤样粒径对煤低温氧化的影响。利用煤低温氧化测试系统,测算在供应气体流量、氧含量等给定条件下四类不同粒径范围煤样升温氧化耗氧速率,同时依据基于耗氧量建立的数学模型来测算煤低温氧化时不同粒径煤样活化能和指前因子等动力学参数,结果表明不同粒径煤样低温氧化耗氧速率变化分为缓慢耗氧、浅度耗氧和深度耗氧等三个阶段,在实验条件下煤样粒径小于0．198mm的煤样更适合煤低温氧化。     

五图-双系数法在煤矿突水评价中的应用

为安全开采受承压水威胁的一1煤层,分析了郑州矿区大平煤矿主要底板突水因素,并用单一突水系数公式对底板突水进行了预测分区.研究表明,用单一的突水系数公式来预测突水事故并不准确.在突水系数法的基础上,把含水层奥灰岩富水区、矿山压力、大中型断层、小断层密集带等主要突水因素考虑进去,对突水系数法进行修正,用五图-双系数法对大平矿底板突水进行预测分区,其预测结果可以指导煤矿安全开采.     

双尘源耦合下呼吸性粉尘扩散的紊流系数求解

为完善综采工作面呼吸性粉尘扩散模型,解决模型中紊流扩散系数和紊流纵向弥散系数无法求解问题,根据气溶胶力学和流体动力学理论,结合综采工作面实际环境和呼吸性粉尘二次飞扬特点,建立综采工作面移架产尘点与割煤产尘点耦合下的呼吸性粉尘扩散模型,其中,呼吸性粉尘二次飞扬采用镜像法.再通过相似实验,按照原模比3∶1,搭建综采工作面实验场地,确定采样点,分别测出3种场景下各采样点的风速值与粉尘质量浓度值;结合实验数据,采用梯度下降法求解紊流系数,求解结果用于呼吸性粉尘质量浓度计算.将理论值与实验值对比,结果表明,在258个采样点中,扩散模型的理论值与实测值的平均绝对误差率为29.66%,证明了该理论模型的有效性,可用于实际矿井下工作面呼吸性粉尘质量浓度的预测.     

煤粒瓦斯扩散及扩散系数测定方法的研究

基于理论分析建立了第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散方程，并给出了解析解。对解析解的分析表明，第一类边界条件下及煤粒内部浓度均匀一致条件下的扩散是第三类边界条件下的特例或近似过程。煤粒瓦斯扩散过程能否近似简化成第一类边界条件下和内部浓度均匀一致条件下的扩散过程，取决于煤粒内部扩散系数和表面扩散传质采数的相对大小，文中介绍了这两个系数的测试方法，并给出了测试实例。     

相机镜头距离对悬垂性测定的影响

分析了织物动态悬垂性的测定方法,给出修正偏差公式,以消除偏差,建立悬垂系数测定的统一标准。     

混油对成品油管网优化设计的影响分析

考虑成品油顺序输送中产生混油的特点,以管道生命周期内收益最高为目标,管径、壁厚为决策变量,建立了成品油管网优化设计的数学模型。分别利用扩散理论推导的变径管混油量计算公式和经验公式计算混油量,并采用遗传算法求解该模型。计算表明,混油损失费用占整个设计的3%～10%,并且与年输送批次数、每一批次输送的油品种类数、单位体积的混油处理费用等因素相关,一般情况下不能忽略不计,可以采用权重系数法生成多种设计方案以供选择。而不同的混油计算公式结果往往不同,在实际工程中应选择与本工程最接近的公式进行计算。     

堤坝渗漏广义示踪法室内试验研究

以堤坝填筑材料中常见细砂、中砂、粗砂为试验材料,以食盐溶液为示踪剂,通过测试各材料中示踪剂电导率随时间的变化规律,计算其渗透水平流速。经试验传统点稀释公式计算得出的渗透水平流速在各砂层中对比流量法测试得到的流速偏大,在同一砂样不同水力梯度下两流速比值基本为一恒定值,而在不同砂层中比值不尽相同。对原点稀释计算公式进行了修正,并给出了修正系数实验值。     

The transport properties of concrete under the simultaneous coupling of fatigue load and environment factors

A set of coupling experimental instrument was designed to study the transport properties of chloride ion in concrete under simultaneous coupling action of fatigue load and environmental factors. Firstly the water-saturated performance of modern concrete was investigated, then diffusion performance of chloride ion under different stress levels and different temperature were studied respectively; meanwhile, the time-dependent behavior of the chloride ion diffusion in concrete was also researched. The results showed that the saturation degree of concrete can reach as high as 99%. Besides, diffusion coefficient of chloride ion increased with increasing of the stress level and temperature, and when the stress level and temperature are at 0.6 and 60 ℃ respectively, the diffusion coefficient is 6.3×10-14 m2/s, moreover the diffusion coefficient of chloride ion in concrete decreased with time under the simultaneous coupling action of fatigue load and environment factors.     

静态水体大气复氧理论的实验研究

通过理论推导和实验分析,对水体静态条件下大气复氧的分子扩散理论进行检验,证明DonaldJ.O'con nor与WilliamE.Dobbins在"天然河流中的复氧机理"一文中所列的分子扩散理论复氧公式和根据实验对公式的修正是不正确的。在给出正确公式的同时,并用实验给以证实。在此基础上提出了水体同时考虑分子扩散和紊动扩散耦合的复氧系数计算公式.