一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统及方法

一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统及方法,该系统包括供水加压系统、水闸墙挡水围岩渗透装置、围岩荷载装置、流量测试系统、数据采集系统、数据存储系统和供电系统;方法为配料及准备、铺料及埋设传感器、材料固结及围岩补偿荷载、水闸墙挡水模拟、数据采集、流量监测、数据处理和水闸墙挡水规律分析;该发明能够解决煤矿水闸墙井下施工难度大,运行后难以观测和改建等问题,通过模拟试验再现了煤矿井下水闸墙的工作状态,揭露深部围岩挡水后的变化规律,易于发现水闸墙在不同工况下的状态问题,为优化与调整水闸墙的设计方案提供科学依据,对保障煤炭安全开采具有重要的现实意义,对具有相应矿井防治水工程的煤矿有显著的推广应用价值。     

高炉熔渣喷射粒化方法及模拟试验研究

提出了一种利用文丘里管喷射粒化高炉熔渣的方法,选用与高炉熔渣的凝固特性较为相似的熔融白砂糖进行粒化模拟实验.研究了喷管收缩段的收缩角度、喉部长度以及射流速度对粒化效果的影响.实验结果发现:表面张力和黏度较大的熔融白砂糖被喷射凝固产物主要为颗粒,并伴随少量丝状物,绝大部分颗粒粒径小于5mm,丝状物直径在0.1mm左右.随着射流速度的增大,颗粒更加均匀,粒径也更小,而丝状产物随射流速度增大呈先增多后减少的现象.喷管喉部不宜过长,否则产生的颗粒粒径较大,且丝状产物多.增大收缩角,可减小颗粒粒径和减少丝状物生成量.通过合理选择喷管几何参数和射流速度,可以有效粒化熔融液,同时使得丝状产物生成量较小.砂糖实验表明,可使丝状物产量小于1%,几乎所有颗粒粒径均小于5mm.     

刃型参数对滚刀破岩影响的线性切割试验

采用北京工业大学自主研制的机械破岩试验平台,分别应用V刃、平刃和圆刃滚刀对重庆青砂岩进行线性切割破岩试验。基于破岩现象和试验数据,从滚刀力、刀刃应力、比能和岩渣等方面研究刃型参数对滚刀破岩机理和效率的影响,并讨论不同刃型滚刀的适用性。研究结果表明：刃型参数会影响岩石内部裂纹扩展模式,改变滚刀破岩机理。圆刃滚刀的破岩曲线呈线性增长趋势,刀尖接触应力较高,滚刀力较小,刀刃下方径向裂纹扩展充分,岩片多为“两侧薄、中间厚”,滚刀更容易侵入岩石,但滚刀的受力状态不好;平刃滚刀的破岩曲线呈幂函数增长趋势,刀尖接触应力小,岩石损失范围更小,破岩裂纹平直扩展并产生扁平状岩片,破岩相对较难,但刀具受力状态较好;V刃滚刀破岩性能介于圆刃与平刃滚刀之间。无论何种刃型的滚刀,随着贯入度增加,岩石内部裂纹扩展范围加大,刀刃接触应力呈降低趋势。对于重庆青砂岩而言,圆刃滚刀比能最低,破岩效率最优。     

CCX型选粉机的分级机理及模拟试验

本文论述了ＣＣＸ型选粉模型机的结构特点和分级原理。通过模拟试验，获得各因素对选粉性能的影响情况和该机性能特点。     

布风板孔径对流化特性影响的数值模拟及试验

 采用双欧拉流体模型与颗粒流动理论相结合的方法,对3 种不同孔径布风板下颗粒流化效果进行数值模拟,获得颗粒的流态化特性。同时通过流化床反应器冷态实验,验证了孔径对流态化特性曲线的影响。结果显示,在1、2、3 mm 孔径的布风板中,孔径越小,最终压力降越大,同时临界流化气速越低;1 mm 孔径下床层的膨胀较为显著,流化床中气泡所含固体体积分数较低,且漏料最少,同时减小孔径有利于颗粒做规律性的循环运动,从而促进物料混合;流化稳定后,在静床层高度以上的位置上,颗粒体积分数随着高度的增加而迅速下降,且1 mm 孔径的下降趋势最平缓,颗粒分布较均匀;颗粒在流化床内的径向分布为典型的环-核结构,且孔径越小,核区的颗粒速度越低,而环区速度越高。     

大理岩II型断裂规律试验及数值模拟分析

通过对预制裂纹的大理石矩形板的剪切试验,分析了加载方式和预制裂纹的几何参量a/w对岩板产生II型断裂模式的影响.当a/w<0.30时,岩板在2种加载方式下均能沿预制裂纹尖端连线发生II型剪切断裂;当a/w>0.30时,岩板的断裂模式以I型张拉裂纹为主.通过有限元计算所得岩板内部状态参量的分布规律,利用最小二乘法对计算所得的KII因子进行多项式拟合,建立相应边界条件下几何修正函数,并通过试验计算断裂韧度KIIC.最后,利用辅助劈裂试验,验证了a/w对岩板II型断裂的影响的实质是由于岩板的预制裂纹外部的岩石优先开始发生劈裂.     

C45珊瑚混凝土的冲击压缩性能试验及数值模拟

为了研究珊瑚混凝土(CAC)的动态力学性能,采用试验研究和数值模拟相结合的方法对强度等级为C45的CAC冲击压缩性能及破坏特征进行了分析.首先,通过实验得到了CAC的压缩强度、应力-应变曲线和破坏特征;然后,采用HJC模型对其冲击实验进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,分析HJC模型及其参数的可靠性.结果表明:冲击压缩荷载作用下的CAC呈典型脆性破坏形态,其抗压强度具有明显的应变率效应;可以采用欧洲混凝土委员会推荐的计算模型来分析预测CAC的动态增强因子;动态屈服强度试验值与模拟值的误差(1.76%～7.71%)在允许范围内,说明HJC模型及其模型参数在C45 CAC的冲击力学性能分析方面具有较高的可靠性.     

空气—水两相段塞流的跟踪模拟及试验研究

分折了前人提出的段塞跟踪模拟方法的优缺点，根据液塞头部的加速压降和入口液塞长度分布特征对段塞跟踪模型进行了改进。采用面向对象技术，实现了水平和倾斜管道段塞流的跟踪模拟，并与多相流试验环道的空气—水试验数据进行了对比。模拟结果表明，当不考虑加速压降时，用跟踪模型预测的压降低于实测值；当考虑加速压降时，用跟踪模型预测的压降高于实测值。在管道上固定位置测出的压力信号符合正态分布，管道上某一固定点处液塞头部和尾部的速度分布也符合正态分布。当不考虑气泡尾波作用时，液塞长度沿管线增长较慢，分布形状元变化；但是考虑气泡尾波作用时，在入口附近液塞长度平均值增长较快，统计分布沿管轴向呈对数正态分布。     

化船概率破舱稳性计算及对分舱的影响

对船舶破舱稳性的概率计算方法作了计算分析，研究了计算中需注意问题，分析了影响分舱指数Ａ的主要因素和提高分舱指数Ａ的方向及措施，并以实例进行验证和说明。     

泵站簸箕型进水流道水力特性试验及数值模拟

对一经优化设计的泵站簸箕型进水流道制作了水力模型,测试其水力损失;采用雷诺平均纳维斯托克斯方程(RAN S)和标准k-ε湍流模型,运用S IM PLEC算法,对流道内部流场进行了三维湍流数值模拟,揭示了流道内水流的流态和特征断面的速度分布规律.试验和数值分析结果表明,所设计的簸箕型进水流道内无漩涡,流态良好,水力损失小,水泵进口速度分布均匀,加权平均入流角接近90.°     

热膨胀系数对早期混凝土性态影响试验及数值模拟

为了更加准确地计算温度应变,对早期混凝土热膨胀系数的变化规律进行了研究.通过试验得出了早期混凝土温度及应变的变化规律,同时基于ABAQUS二次开发平台,开发出了基于水化度的混凝土温度及应变计算子程序,并在此基础上采用不同的热膨胀系数变化模型对试验进行数值模拟.模拟结果表明,不同的热膨胀系数变化模型对试验的模拟结果不尽相同,其中使用指数型下降的热膨胀系数变化规律与试验结果拟合效果更好.     

强酸型离子交换纤维PVF—g—SO3H对碱性氨基酸的分离研究

研究强酸型阳离子交换纤维PVF－g-SO3H对碱性氨基酸L－组氨酸和L－赖氨酸的吸附分离性能,并与732号树脂进行比较。结果表明PVF－g-SO3H纤维不仅对单组份赖氨酸或组氨酸的吸附率比732号树脂高约1．5％－3．9％,而且其洗脱率高约12．5％－13．4％,同时对混合氨基酸的洗脱峰既强而且分辨率高。再生后纤维和树脂的总提取率都有微小的下降,但纤维的再生提取率仍高于732号树脂10％以上。实验的最佳洗脱条件为：洗脱液柠檬酸－柠檬酸钠的pH值为4．6,填充柱长径比为20,洗脱速率为1mL/min。     

化学液相沉积温度对C/C复合材料致密化行为及显微结构的影响

化学液相沉积法(简称CLVD)是一种快速致密C/C复合材料的有效工艺.利用自行研制的沉积装置,以碳毡为预制体,研究了其在不同工艺下的致密化行为.并对复合材料的密度、孔隙率、致密化速率及显微形貌与结构进行了分析.结果表明:自行研制的沉积装置可实现C/C复合材料的快速制备,在1 050℃下经1h沉积后制备出密度近1.6g/cm~3的C/C复合材料,致密化效果显著.沉积的热解碳以碳纤维为轴形成同轴层状结构,沉积温度升高,致密化速率加快,热解碳由光滑层向粗糙层过渡,并向有序的石墨结构进行转化.     

单边高强螺栓T型件连接节点试验研究及数值模拟

通过对单边高强螺栓(STUCK-BOM)T型件连接节点和常规高强螺栓T型件连接节点进行单向静力加载试验和数值模拟研究,研究了单边高强螺栓的破坏模式及抗拉极限承载力,对比了单边高强螺栓与常规高强螺栓力学性能的差异,分析了T型件翼缘板尺寸效应对单边高强螺栓受力性能及T型件节点力学性能的影响.研究表明,单边高强螺栓破坏模式与常规高强螺栓不同,单边高强螺栓因其外套管分肢挤压弯折变形导致螺栓被拔出而破坏失效;单边高强螺栓的抗拉极限承载力与常规高强螺栓基本相同;相较于常规高强螺栓T型件节点,单边高强螺栓T型件节点的抗拉承载力和初始刚度与其基本相同,而塑性变形能力较弱;单边高强螺栓的边距和栓距对单边高强螺栓的抗拉极限承载力影响较小,栓距对T型件节点的抗拉承载力影响较小,而边距对T型件节点的抗拉承载力有一定影响.     

醚型拟除虫菊酯（MTI—500,MTI—800）对淡水鱼的毒性试验及评价

本文对MTI-500,MTI-800及其他类型拟除虫菊酯杀虫剂进行鱼类毒性试验,测得24,48,72,96小时半致死浓度LC_(50).结果表明除了MTI-500,MTI-800外其他均为高鱼毒其中I-800毒性最低.     

海上风机筒型基础-场地动力响应的试验及模拟研究

筒型基础作为海上风机的一种新型基础结构,具有安装方便、重复使用、成本低等显著优点.在地震荷载作用下,地基土可能发生液化,液化后砂土的强度和刚度会降低,导致地基承载能力下降,筒型基础可能发生过大竖向沉降,严重威胁风机的运行.针对筒形基础影响范围内土体的地震响应规律,本研究开展了一系列离心机试验,记录了筒体周围砂土地基加速...     

静电纺丝工艺参数对纤维直径影响的研究:实验及数值模拟

采用聚氧化乙烯(PEO)为原料对静电纺丝过程的实验参数进行研究,探讨了溶液质量分数、外加电压、接收距离和溶液流速4个参数对纤维直径和纤维网形态的影响.同时,通过数值模拟的方法对外加电压、接收距离及溶液弹性模量3个参数对纤维直径的影响进行研究,并和实验结果进行比较.     

高温压裂液对低流度型致密油压裂水平井产量影响因素模拟研究——以新疆昌吉J3水平井为例

高温压裂液技术对低流度型致密油起到降稠、有效避免储层冷伤害的作用,为找到不同压裂施工参数对低流度致密油开发效果的影响,建立井筒温度场模型和模拟压裂液的注入反排过程,得到精确的井筒温度场,并计算出高温压裂液从井口到井底的温度变化、各压裂施工参数对于生产过程的影响。研究后认为,低于54℃的高温压裂液从地面到达井底会升温,反之会降温;随压裂液温度的升高,初期能有效增产,随时间增长,增产效果下降;原油黏度对压裂液温度越敏感,高温压裂液的增产效果越明显,并随压裂液的温度增高,增产效果越好;注入高温压裂液后,关井时间越长,获得的累计产油量越小,但日产油量在关井半年时间能获得最大值。     

添加剂对C3S与C4A3S^—矿物形成及共存的影响

以纯化学试剂配料，研究ZnO和ZnO与CaF2复合对C3S和C4A3S^-矿物形成及共存的影响。结果表明，一定量的ZnO可改善配合料的易烧性，促进C3S及C4A3S^-矿物的形成，有利于其在熟料中的共存；当同时添加ZnO与CaF2时，效果更显著。