矿井煤尘的分形特征及对其表面润湿性能的影响

作者

李庆钊林柏泉张军凯石俊俊代华明
单位

中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室徐州空军学院航空四站系
摘要

基于光学接触角测量仪研究了不同煤质、不同粒度煤尘对去离子水以及添加羧甲基纤维素钠(CMC)、十二烷基硫酸钠(SDS)等表面活性剂时的润湿接触角,同时基于非线性的分形理论对煤尘粒度、表面孔隙结构等分形特征进行了研究,分析了粒度及表面结构分形维数对颗粒表润湿特性的影响。结果显示,细化煤尘表现为较强的疏水性,0.2%的表面活性剂可显著改善颗粒表面的润湿性能,其中以阴离子表面活性剂(SDS)为佳;煤尘的粒度分布、颗粒表面的孔隙结构均表现出典型的分形特征;随着粒度分形维数的增加,颗粒中位粒径降低,其表面的润湿接触角增加,特别是对于粒径小于10μm的煤尘较为显著;随着表面孔隙分形维数的增加特别是对于分形维数大于2.5时,表面润湿接触角逐步减小并趋于稳定。
关键词

煤尘分形特征润湿特性接触角动力学模型
基金项目(Foundation)

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QNA05)；中国博士后科学基金资助项目(20110491482)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目(10KF07)；
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