复合换热管过冷沸腾换热实验与关联式评价

以去离子水为实验介质,在单面受热流密度条件下,开展了聚变装置偏滤器的过冷流动沸腾强化换热特性实验研究,将内肋强化换热技术与内插扭带结构相结合,利用两者的协同强化传热效应,设计出一种复合换热管。实验参数为：质量流速,992～4 960 kg/(m2·s);压力,04～2 MPa;入口过冷度,8701～11921 ℃;热流密度,1～163 MW/m2。对4种强化换热管（光管、内插扭带管、内螺纹肋管和复合换热管）的管内过冷流动沸腾换热特性和综合性能评价指标（PEC）进行了对比实验。结果表明：与其他3种管道相比,复合换热管的对流换热系数和PEC最高,传热特性最好。研究了复合换热管的扭带扰动比、螺距、压力和质量流速对管内两相流动对流换热系数的影响规律,发现对流换热系数与螺距、质量流速呈正比,与扭带扰动比、压力呈反比。最后对比了4个现有的过冷流动沸腾换热经验公式,并在无量纲模型基础上,增加了扰动比和螺径比（t/Dh）进行修正,利用非线性拟合方法提出了适合复合换热管过冷流动沸腾的努塞尔数新公式。     

孔隙压力和温度对煤岩中氮气渗流影响的实验研究

为了探讨孔隙压力和温度对氮气在煤岩中渗流特性的影响,在恒定有效应力的基础上,利用自主研发的煤岩渗透率实验装置,分别进行了不同孔隙压力和温度下的渗流实验。结果表明:在恒定有效应力下,渗透率与孔隙压力和温度均呈负幂指数关系,煤岩渗透率均随着温度或者孔隙压力的升高先快速降低后逐渐平缓,分别得到实验煤岩孔隙压力和温度对煤岩氮气渗透作用的临界值,并拟合得到渗透率与温度和孔隙压力之间的关系。     

轻质组分挥发对蒸汽热采稠油影响的数值模拟

针对蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油（SAGD）,利用油藏数值模拟研究了轻质组分挥发对注蒸汽热采稠油效率的影响及其作用机制。计算结果表明,在蒸汽注采过程中,蒸汽腔内挥发出来的轻质组分向锋面聚集,从而提高了锋面附近的油相流动性,重力作用使得轻质组分更易聚集在蒸汽腔上半部的锋面附近;轻质组分挥发作用对蒸汽驱影响较大,而对SAGD影响较小;同时对比分析了不同化学成分及其含量的轻质组分挥发对采油效率的影响程度。结果表明,当对轻质组分分子量较大且含量较低的稠油油藏进行数值模拟时,可以简化为三相二组分模型而不考虑轻质组分的挥发。     

多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果研究

表面活性剂是1种溶于水且能显著降低溶液表面张力的物质,能有效解决煤矿井下采掘工作面粉尘危害问题。为研究多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果的影响,采用淮南潘三煤矿烟煤作为研究对象,以表面张力、沉降时间为考察指标,从8种表面活性剂中优选出阴离子表面活性剂快渗T、两性离子表面活性剂BS-12、非离子表面活性剂APG共3种试剂单体;通过比较表面张力和沉降时间,得出阴离子表面活性剂快渗T效果均为最好;同时采用分子模拟技术考察3种单体试剂的静电势分布,比较得出阴离子型表面活性剂快渗T的效果也是最好;采用正交试验法等比例复配,得到3种试剂单体最佳配方浓度分别为0.20%、0.15%、0.25%;此时表面张力为16.95 mN/m,比快渗T提高了30.59%;沉降时间为20.95 s,比快渗T提高了20.34%。     

采空区煤炭自燃预测预报方法及探讨

采空区煤炭自燃火灾一直是我国煤矿的主要灾害之一。随着社会的发展及科技的进步 ,采空区煤炭自燃预测预报方法也越来越见成熟。文中首先简单的举出了目前几种常用的预测预报方法 ,分析了各自的优缺点 ,并在此基础上着重探讨了利用测温和数值模拟进行综合预测的方法理论 ,为在煤矿中预防采空区煤炭自燃发火具有一定的参考价值。     

高地压超长工作面收作期间防灭火技术

对于高地应力易自燃煤层,受地应力的影响使工作面上下顺槽维护比较困难,造成停采收作期间比较长,增加了采空区遗煤自然发火的危险程度。为了防止口孜东矿111303工作面遗煤自燃,在自然发火预测预报的基础上,采用超前预埋防火管路,利用灌浆、注氮、注液态CO2、喷注瑞米材料充填等综合防灭火技术,同时对工作面高温氧化区域打钻定点注浆、导孔注凝胶等技术,实践证明该技术有效的保障了千米深井高地压超长工作面安全收作,为类似工作面收作期间的防灭火工作提供了参考依据。     

水分含量对长焰煤自热反应的影响研究

为解决补连塔矿22煤层采空区煤自燃防治问题,采用程序升温装置对不同含水率煤样进行氧化分析,研究不同含水率煤样耗氧速率、CO和CO_2产生率及放热强度;并推导CO_2绝对生成量与温度之间的关系式,拟合求出煤样临界温度和表观活化能。结果表明:煤样耗氧速率、CO和CO_2产生率以及放热强度随含水率升高先增大后减小,耗氧速率由高至低的含水率为21.55%29.50%13.45%37.56%5.53%,CO、CO_2产生率和放热强度为21.55%13.45%29.50%37.56%5.53%;临界温度随含水率升高先减小后增大,由高至低为37.56%29.50%5.53%13.45%21.55%;水分在临界温度点后对表观活化能影响较为明显,随含水率升高先减小后增大,含水率21.55%煤样表观活化能最低。     

压入式通风条件下浅埋煤层工作面采空区漏风规律研究

以活鸡兔井12下206工作面为研究对象,基于采空区"O"型垮落压实和非线性渗流理论,结合采空区"竖三带"分布,建立了采空区三维渗透率分布模型,利用CFD软件Fluent对压入式通风工作面采空区漏风规律进行了数值模拟研究。结果表明:压入式通风下浅埋煤层工作面能位大于地表,使得工作面风量经采空区漏至地表,采空区内漏风流场在水平方向上近似呈"O"型分布,在垂直方向上近似呈"浴盆"状分布;从空气能位角度模拟研究了工作面与地表之间的能位差对采空区漏风的影响,研究得到工作面与地表之间的能位差越大,采空区与地表之间的漏风量也越大,并得到工作面与地表之间的能位差与漏风量呈指数函数关系。     

空气流量对煤升温氧化影响的实验研究

利用自制的程序升温煤自燃性测试仪,对孔集矿A1煤样分别在不同流量下进行升温氧化实验,得到不同流量下煤的耗氧量与CO产生量随温度的变化情况,最后获得在此相同实验条件下煤升温氧化的最佳空气流量,对确定煤升温氧化实验时空气流量和煤矿井下预防煤炭自然发火具有积极的指导意义。     

热线法测定松散煤体导热系数装置改进设计

基于平行热线法原理,设计了松散煤体导热系数测试装置,与以往的类似试验装置相比,利用PLC结合组态王软件实现温度数据的自动采集,开发的相关软件可实现对采集数据的自动处理、实验报表打印、误差分析等功能,提高了试验结果的精确度和自动化程度。