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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

松软煤层用泡沫发生器结构优化及发泡效果模拟

2024-10-28

松软煤层用泡沫发生器

结构优化及发泡效果模拟

金新


作者单位

(1. 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室,湖南 长沙 410083;2. 中南大学 地球科学与信息物理学院,湖南 长沙 410083;3. 中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077)


创新点


1.设计了一种适用于空气螺杆钻进技术用于松软煤层瓦斯抽采孔空气动能转化功能的泡沫发生器。2.采用数值仿真分析方法对空气动能转化装置结构设计的合理性和涡轮搅拌段搅拌叶片的安装角度进行了评价和优化,验证了空气动能转化装置的合理性,并优选了搅拌叶片的安装角度。



文章主要内容


1 泡沫发生器结构设计

2 空气动能转化装置流场仿真分析

2.1 几何模型网格划分

2.2 边界条件及计算模型选择

2.3 仿真结果分析

2.3.1 速度分布

2.3.2 速度矢量

3 搅拌叶片安装角度优选

3.1 网格划分

3.2 边界条件与计算模型设置

3.3 仿真结果分析

3.3.1 混合相迹线分布

3.3.2 流体域湍流强度分布

3.3.3 同一时刻截面处气体体积分布

3.3.4 气泡粒径分布




主要附图


图 1 风动式泡沫发生器结构

图 5 速度矢量图

图 8 网格偏度

图 9 流体域混合相迹线分布

图 10 流体域湍流度分布云图


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作者简介


金新,副研究员,中南大学先进制造专业在读博士,现任中煤科工西安研究院(集团)有限公司市场运营与管理部(国际业务部)主任,陕西省地质学会钻探专业委员会主任,煤矿井下钻探技术与装备专家。

目前主要从事钻探技术与装备研究、推广及营销等工作,主持与主研国家重大专项3项,省部级项目5项,首创提出的“碎软煤层中风压钻进钻护一体化技术与装备”累计产值突破10亿元,创新完成的“顶板高位大直径定向钻孔施工技术与装备”推进了煤矿井下“以孔代巷”进步与发展。累计发表学术论文45篇,其中EI收录11篇,授权发明专利20余项。先后荣获国家级奖励1项,省部级奖励4项。


引用格式

金新. 松软煤层用泡沫发生器结构优化及发泡效果模拟[J]. 煤田地质与勘探,2024,52(8):213−219. doi: 10.12363/issn.

1001-1986.24.05.0301

  责任编辑:宫在芹

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