基于分形修正的超声波衰减-粒度建模

在分析现有超声波衰减理论模型的基础上，建立了混合粒度分布下超声波的衰减模型。鉴于固体颗粒的不规则性和絮凝会对超声波的衰减产生影响，埘该理论模型进行了分形修正。采用反演优化方法获得矿浆体系固体颗粒的粒度分布参数和分形维，进而计算出矿浆体系的粒度分布，结果表明反演的粒度分布与实测值十分接近，同时可以根据分形维对矿浆中颗粒的表面状态及分散状态进行定性估计。     

泥石流堆积区粒度分布的分形特征

结合"变换分形"和"累计和系列变换"的方法,提出泥石流沟堆积区颗粒的一阶累计百分含量与粒径之间满足一阶累计和分形分布,并对所研究的21条泥石流沟的变换分维值进行归纳,得出所研究区域泥石流沟堆积区颗粒一阶累计百分含量与粒径间分维数一般所在的区间,及泥石流沟与冲洪积沟变换分维数的不同点。     

煤粉的分形特征及其对水煤浆级配的影响

为进一步研究分形理论与煤粉粒度级配的相关性,运用分形理论分析了张家峁煤矿水煤浆厂不同粒度煤粉的粒径分布特性,利用激光粒度分析仪测试不同中位径煤粉的粒径分布曲线,通过作图计算发现lnyV(r)-lnr有很好的线性关系,呈现分形特征,分形维数在2.3以下。对水煤浆级配的两种经典模型Alfred模型、Rosin-Rammler模型进行分形分析,分形维数在2.5以上。将中位径为6μm的煤粉样品分别与中位径29μm和90μm的煤粉等比例级配,其结果分形维数也都在2.5以上,高于未级配煤粉分形维数,因此分形维数是级配的特征参数。级配过程提高了煤粉的分形维数,通过测定煤粉的分形维数可评判级配的好坏,以及粒度分布是否接近理论模型。     

岩石节理表面粗糙度的分形表征

岩石节理表面是一个介于2～3维之间的结构复杂、形态不规整的空间，统计上遵从分形的规律，适于采用分数维对其不规整几何量进行定量描述。本文重点叙述和讨论节理表面粗糙轮廓线的分形表征方法，以及分线数（D）与粗糙度系数（JRC）之间的经验关系。     

超声作用对+38μm萤石矿的再粉碎、解离度和成分构成的影响研究

对在超声波作用下影响浮选效果的矿物粒度、解离度和表面构成成分等因素做了研究,结果表明超声作用对大粒径的矿物粒度与解离度影响较大,而对小粒径矿物的影响较小。同时通过对矿物表面元素分析得出超声作用对矿物表面氧化膜有清洗作用,而过量超声激励则会造成二次氧化。     

钻井岩屑分形分析的现场应用研究

岩屑是反映地层资料的重要依据,在实验条件下岩石的可钻性与岩屑的分形维数存在明显的相关性,但现场岩屑的几何特征及粒度分布受到钻进过程中多因素的综合影响,不同条件下获得的岩屑粒度分布规律不同。因此采用分形理论对不同工程及地质条件的岩屑进行分析,总结各因素对岩屑分形规律的影响及其影响程度。结果表明:岩屑粒径分布具有良好的分形特征;现场岩屑分形维数是对井下各种因素的综合表现,比较符合实钻情况;等破碎概率Pc是判断钻进效率的参数之一,可通过调整钻进参数降低Pc值,提高机械钻速。     

岩石破碎体的粒度分布与分形

本文系统研究了分形破碎体的筛上、筛下分布规律及其与一些典型粒度公式的关系，讨论了它们的理论基础和破碎机理。证明，仅在尺度范围足够宽，且D＜3时，分形分布才与指数α＜3的G-S分布一致；D＞3时符合筛上幂律分布；分形分布不可能与指数分布一致。Welbull分布，对数正态分布等仅在特殊情况下与分形分布一致。分形方法更好地反映了破碎的本质。分析结果表明，矿山岩石破碎体，包括天然砂，基本上符合分形规律。     

瓦斯突出煤体的粒度分形研究

煤与瓦斯突出是含气多孔固体介质的力学破坏过程,煤体结构破坏是这一力学过程的物质基础和必要的介质条件。通过首次研究相同破坏条件下的煤体结构类型的分形特征及分形维数与瓦斯突出参数的关系,为从更深层次上认识瓦斯突出煤体和非突出煤体和采用瓦斯突出煤体分布探测技术进行瓦斯突出预测提供理论基础。     

电解机械复合抛光表面的分形特性研究

在对机械加工表面的分形特性研究的基础上,利用触针式轮廓仪对电解机械复合抛光表面进行了测量,并利用分形理论分析了不同工艺参数对表面分形维数D和表面粗糙度Ra的影响。研究结果表明,在电解机械复合抛光中电流密度对分形维数D的影响不大,分形维数D与表面粗糙度Ra有一定的对应关系。     

关于节理面分形的探讨

给出了几种节理的分形量测方法,讨论了岩石节理粗糙性的分形模拟,分维数与JRC之间的关系,以及尺度效应对分形模拟的影响.可以说,在一定的尺度范围内,完全可以用分形定量地刻画节理的粗糙性.     

超声波矿浆粒度检测研究

阐述了超声波粒度检测的基本原理。提出了在矿砂粒径尺寸级配情况下的不同粒径时的矿砂含量的公式, 并由此得到了超声波衰减与矿浆中固体颗粒浓度、粒度之间的关系。     

排土场粒度分布与干涉区的分形特征研究

运用分形统计技术手段分析了排土场的物料分异规律,并对料堆间的干涉作用进行了研究。研究表明排土场料堆粒度分布具有良好的分形结构,从底部到顶部分形维度逐渐增大,岩石粒径逐渐变细;水平方向上具有粗细交替的现象;由外向内具有粗粒含量降低,细粒含量增高的特征。受干涉作用影响,干扰区呈二重分形特征,且岩石长轴方向均向水平低角度方向靠拢。对排土场分形特征的分析为研究其变形、破坏、滑坡、泥石流、滚石等灾害提了重要的理论依据。     

超声振动研磨加工模型理论研究

建立了超声振动研磨加工硬脆材料去除理论模型,从理论上分析了超声振动研磨加工硬脆材料的去除原理和加工优势,详细地分析了加工间隙、磨粒大小和超声波声压对材料的去除率和加工质量的影响,研究表明,超声振动研磨加工在最佳组合条件下能够有效提高工件表面质量。     

激光粒度仪湿法测定不同形貌超细镍粉平均粒度的研究

超细镍粉诸多物化性质随粉末形貌、粒径等参量的变化发生显著改变,因此针对超细镍粉的粒度的准确测定至关重要。确定激光粒度仪测定超细镍粉平均粒度的最佳测试条件,选用湿法测定方法,以多孔状、片状和球状超细镍粉对研究对象,研究了分散剂种类、超声时间、分散剂质量分数、遮光度及采样轮数等参数对超细镍粉平均粒径测定结果的影响。结果表明,在实验选用的6种分散剂FMES、L64、CAB、PECPM、CTAC和G-18中,添加FMES分散剂测得的超细镍粉D₅₀值最小,而添加G-18分散剂测得的超细镍粉D₅₀值最大,表明FMES分散剂改善了3种形貌的超细镍粉在水中的团聚,使粒度测量的准确性更高。当超声时间为8 min时,孔状超细镍粉测得的D₅₀=4.403 μm,片状超细镍粉测得的D₅₀=1.345 μm,球状超细镍粉测得的D₅₀=1.289 μm。随着超声时间持续延长,3种形貌的超细镍粉测得的D₅₀值逐渐趋于平稳,其中片状和球状形貌超细镍粉测得的D₅₀值与电镜测试结果较为相符,而孔状超细镍粉D₅₀值与电镜测试结果差别明显,表明激光粒度仪湿法测定不适用于孔状形貌的镍粉。采样轮数与粒度测试值具有强线性相关性,超声时间为8 min时,相邻两轮的测试结果更相近,从而确定了适宜的超声时间为8 min。综上所述,确定了片状和球状超细镍粉平均粒度的最佳测试条件为：超声时间8 min、分散剂FMES质量分数1.5%、遮光度10%—20%。在最佳测试条件下重复测试6次,片状和球状超细镍粉的平均粒度数据具有较高的准确性和重现性。     

操作参数对立式辊磨机产品粒度分布特性的影响

利用实验室立式辊磨机对3种不同粒度级配的矿渣试样进行了粉碎试验,基于分形理论研究了粉碎后颗粒粒度分布的分形行为,结果表明,3种不同级配矿渣试样粉碎后的粒度分布具有自相似和分形特征。考察了不同操作参数(液压缸压力、电机转速和含水率)对矿渣粒度分布和分形维数的影响,结果表明,随着液压缸压力增加、电机转速降低,各矿渣试样粒度分布趋于分散分布,分形维数逐渐增大,最终趋向定值。在低压力和高转速下,初始颗粒级配对分形维数影响显著;含水率1%时粉碎效果较好,随着含水率增加,分形维数迅速降低。在实际生产中,分形维数可以粗略评价立式辊磨机的粉碎性能。     

不同冲击比能下煤岩颗粒破碎的分形演化

为研究不同冲击比能对矿岩粒度分布的影响,根据分形理论建立了粒度分形维数与冲击比能的理论模型。利用落重试验机对无烟煤和矸石进行不同冲击比能下破碎试验,结果表明:冲击比能对无烟煤和矸石破碎粒度分布规律影响较小,G-S分布可以很好的表征不同冲击比能下无烟煤和矸石的累积分布规律;粒度分形维数随着冲击比能的增加呈对数增长。通过试验和其他学者的试验数据验证该理论模型的正确性。     

给料粒度及产品粒度对其邦德球磨功指数的影响

邦德标准球磨功指数测定时要求的给料粒度为-3.2 mm,这在某些情况下很难获得,因此,研究邦德标准球磨功指数与待测定物料粒度之间的关系就显得尤为必要,这对拓宽邦德球磨功指数的应用范围,特别是对选矿厂二段磨机和再磨磨机的精确设计及计算起到重要的理论指导作用。以均质物料石英和非均质物料铁矿石为试验物料,采用邦德功指数测定方法,研究了邦德标准球磨功指数随给料粒度及产品粒度的变化规律,并建立了邦德功指数与给料粒度、产品粒度之间关系的数学模型。试验结果表明:在试验控制筛孔尺寸范围内,随控制筛孔尺寸变小,邦德球磨功指数基本呈现增大的趋势,且石英增大的幅度大于铁矿石增大的幅度;邦德球磨功指数与控制筛孔尺寸(μm)之间的关系可用二次函数关系式描述;给料粒度越细,磨矿循环达到平衡时其产品粒度(P80)越粗,但当筛孔尺寸小到一定程度时,产品粒度变化不明显;无论是均质物料石英还是非均质物料铁矿石,邦德球磨功指数随给料粒度的变化趋势相同,二者之间呈指数函数关系;均质物料石英的邦德标准球磨功指数适用范围为给料粒度1.7~3.2 mm,非均质物料铁矿石的适用范围为给料粒度0.9~3.2 mm,前者较窄,后者较宽,小于上述范围,则需对测定结果进行修正。     

超细矿物粉体粒度分布的测定

由于超细矿物材料的应用日益广泛,粒度分布的测定将是检验产品性能的重要技术手段。本实验利用粒度分析仪测定超细矿物粉体的粒度分布,通过不同分散介质类型、分散时间、分散初始浓度和最大粒径定值等参数对粒度测定结果影响的实验研究,提出了超细矿物粉体粒度测定的最佳实验条件。