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内混式空气雾化喷嘴雾化影响因素试验与仿真研究
1
作者
郑沂怡
李文璞
+3 位作者
邵和
王鑫
高玉荣
陈曦
《流体机械》
CSCD
北大核心
2024年第9期39-47,共9页
为了研究3种内混式空气雾化喷嘴的适用场所,分析了空气雾化喷嘴的雾化特性,确定结构参数对喷嘴雾化特性的影响。基于VOF两相流模型及Realizable k-ε湍流模型,建立了三维稳态模型,分析3种内混式空气雾化喷嘴的雾化过程以及混合腔内压力...
为了研究3种内混式空气雾化喷嘴的适用场所,分析了空气雾化喷嘴的雾化特性,确定结构参数对喷嘴雾化特性的影响。基于VOF两相流模型及Realizable k-ε湍流模型,建立了三维稳态模型,分析3种内混式空气雾化喷嘴的雾化过程以及混合腔内压力和速度变化;搭建雾化试验平台,分析了3种内混式空气雾化喷嘴的雾化特性。结果表明:喷嘴的雾滴粒径与供气压力呈负相关关系,而与供水压力呈正相关关系;雾滴速度随供水和供气压力增加均呈现出增加的趋势;1号喷嘴的喷雾受工况参数影响较大,能够实现约为90°的雾化角和4.7 m的射程,雾滴粒径最小能达到8μm,综合雾化性能好;2号喷嘴的大液滴被压缩空气推向两侧,形成的喷雾较为分散,雾化角度约为141°,射程约为1.5 m;3号喷嘴的液相受压缩空气作用集中在中央,形成的喷雾雾化角度约为20°,射程高达3.7 m,雾滴速度约为28 m/s。研究结果为喷嘴设计和完善喷雾降尘系统提供理论指导。
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关键词
内混式雾化喷嘴
数值模拟
雾化特性
结构参数
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职称材料
真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型
被引量：
2
2
作者
王泽
李文璞
+2 位作者
冯国瑞
杜佳慧
郝瑞卿
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3700-3712,共13页
中间主应力和卸载作用对岩石剪切破坏特性具有重要影响。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展不同中间主应力条件下砂岩加载和卸载破坏试验,分析其变形特征和强度特性,通过建立本构关系和剪切变形带角度预测模型,研究2者对剪切变形...
中间主应力和卸载作用对岩石剪切破坏特性具有重要影响。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展不同中间主应力条件下砂岩加载和卸载破坏试验,分析其变形特征和强度特性,通过建立本构关系和剪切变形带角度预测模型,研究2者对剪切变形带角度的影响规律。试验结果表明:随着中间主应力增加,岩样峰值处偏剪切应力增加,且卸载条件下增幅较小;岩样最大压缩点呈现先增加后趋于稳定的趋势,达到最大压缩点后,加载条件下岩样体积应变由膨胀逐渐变为压缩,而卸载条件下均呈膨胀趋势。随着中间主应力增加,岩样偏剪切应变陡增,卸载条件下陡增提前。在峰值处,卸载条件下应力Lode角和应变Lode角均比加载条件下的大,且2个条件下2类Lode角的差值随中间主应力增加而增大。中间主应力和卸载作用可以通过应力Lode角反映岩石屈服特性,通过应变Lode角反映岩石内部裂隙演化方向。采用等效塑性应变表征内摩擦角和剪胀角,建立由三应力不变量构成的硬化本构关系;引入相关流动法则,构建剪切变形带角度预测模型。对比试验值,发现模型预测效果良好。随着中间主应力增加,变形带角度先减小随后趋于稳定;而卸载作用会减小变形带角度,并受中间主应力影响,角度减小幅度下降。
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关键词
中间主应力
卸载
强度准则
本构模型
剪切变形带
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职称材料
有效应力和滑脱作用对深部页岩气渗流的影响
被引量：
3
3
作者
王军
李文璞
+5 位作者
刘超
张欢
陈现辉
张晓东
孙永康
崔少鹏
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4461-4472,共12页
深部页岩气储层压力在衰竭过程中势必会产生滑脱效应和有效应力变化,两者对渗透率演化均起着重要影响,有必要探究它们对渗流的作用机理。进行了不同体应力和孔隙压力耦合作用下页岩的变形与渗流试验。研究表明:孔隙压力和地应力对浅部...
深部页岩气储层压力在衰竭过程中势必会产生滑脱效应和有效应力变化,两者对渗透率演化均起着重要影响,有必要探究它们对渗流的作用机理。进行了不同体应力和孔隙压力耦合作用下页岩的变形与渗流试验。研究表明:孔隙压力和地应力对浅部页岩气储层变形作用显著;在深部高应力作用下,页岩已处于致密状态,可压缩性显著降低,孔隙压力对其内部裂隙变形作用可忽略。随着页岩气储层由浅部进入深部,滑脱效应取代有效应力作用主导着页岩气渗流。在低应力和高应力作用下,页岩的渗透率有效应力系数均大于1,分别为2.90和2.95,表明未经实验验证而假定页岩渗透率有效应力系数κ=1是值得商榷的,这对页岩气产量预测会造成重大偏差。由于页岩微孔隙结构的形成与黏土颗粒密切相关,可利用黏土壳模型较好地解释κ>1的实验现象。利用线性、二次和双滑移Klinkenberg方程对滑脱效应进行修正,发现表观渗透率和孔隙压力之间更符合二次函数关系式。在深部应力环境下,相较储层有效应力变化,随着孔隙压力衰竭,滑脱效应更加明显;滑脱效应在高气体压力下会减弱,滑脱系数呈指数降低。最后,通过确定有效应力影响区最佳κ,得到不同应力阶段的渗透率应力敏感性指数ξ,进而提出了一种量化滑脱效应对表观渗透率贡献的新方法。
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关键词
渗透率
滑脱效应
深部页岩气储层
有效应力系数
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职称材料
题名
内混式空气雾化喷嘴雾化影响因素试验与仿真研究
1
作者
郑沂怡
李文璞
邵和
王鑫
高玉荣
陈曦
机构
太原理工大学安全与应急管理
工程
学院
矿山岩层控制及灾害防控
山西省
重点实验室
山西省煤基资源绿色高效开发工程研究中心
出处
《流体机械》
CSCD
北大核心
2024年第9期39-47,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51804210,51704145)。
文摘
为了研究3种内混式空气雾化喷嘴的适用场所,分析了空气雾化喷嘴的雾化特性,确定结构参数对喷嘴雾化特性的影响。基于VOF两相流模型及Realizable k-ε湍流模型,建立了三维稳态模型,分析3种内混式空气雾化喷嘴的雾化过程以及混合腔内压力和速度变化;搭建雾化试验平台,分析了3种内混式空气雾化喷嘴的雾化特性。结果表明:喷嘴的雾滴粒径与供气压力呈负相关关系,而与供水压力呈正相关关系;雾滴速度随供水和供气压力增加均呈现出增加的趋势;1号喷嘴的喷雾受工况参数影响较大,能够实现约为90°的雾化角和4.7 m的射程,雾滴粒径最小能达到8μm,综合雾化性能好;2号喷嘴的大液滴被压缩空气推向两侧,形成的喷雾较为分散,雾化角度约为141°,射程约为1.5 m;3号喷嘴的液相受压缩空气作用集中在中央,形成的喷雾雾化角度约为20°,射程高达3.7 m,雾滴速度约为28 m/s。研究结果为喷嘴设计和完善喷雾降尘系统提供理论指导。
关键词
内混式雾化喷嘴
数值模拟
雾化特性
结构参数
Keywords
internal-mixing nozzle
numerical simulation
atomization characteristics
structural parameters
分类号
TH137 [机械工程—机械制造及自动化]
V211.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型
被引量：
2
2
作者
王泽
李文璞
冯国瑞
杜佳慧
郝瑞卿
机构
太原理工大学安全与应急管理
工程
学院
矿山岩层控制及灾害防控
山西省
重点实验室
山西省煤基资源绿色高效开发工程研究中心
太原理工大学矿业
工程
学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3700-3712,共13页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(51925402)
国家自然科学基金资助项目(51804211)
山西省应用基础研究计划资助项目(201901D211109)。
文摘
中间主应力和卸载作用对岩石剪切破坏特性具有重要影响。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展不同中间主应力条件下砂岩加载和卸载破坏试验,分析其变形特征和强度特性,通过建立本构关系和剪切变形带角度预测模型,研究2者对剪切变形带角度的影响规律。试验结果表明:随着中间主应力增加,岩样峰值处偏剪切应力增加,且卸载条件下增幅较小;岩样最大压缩点呈现先增加后趋于稳定的趋势,达到最大压缩点后,加载条件下岩样体积应变由膨胀逐渐变为压缩,而卸载条件下均呈膨胀趋势。随着中间主应力增加,岩样偏剪切应变陡增,卸载条件下陡增提前。在峰值处,卸载条件下应力Lode角和应变Lode角均比加载条件下的大,且2个条件下2类Lode角的差值随中间主应力增加而增大。中间主应力和卸载作用可以通过应力Lode角反映岩石屈服特性,通过应变Lode角反映岩石内部裂隙演化方向。采用等效塑性应变表征内摩擦角和剪胀角,建立由三应力不变量构成的硬化本构关系;引入相关流动法则,构建剪切变形带角度预测模型。对比试验值,发现模型预测效果良好。随着中间主应力增加,变形带角度先减小随后趋于稳定;而卸载作用会减小变形带角度,并受中间主应力影响,角度减小幅度下降。
关键词
中间主应力
卸载
强度准则
本构模型
剪切变形带
Keywords
intermediate principal stresses
unloading
strength criterion
constitutive model
shear band
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
有效应力和滑脱作用对深部页岩气渗流的影响
被引量：
3
3
作者
王军
李文璞
刘超
张欢
陈现辉
张晓东
孙永康
崔少鹏
机构
太原理工大学安全与应急管理
工程
学院
矿山岩层控制及灾害防控
山西省
重点实验室
山西省煤基资源绿色高效开发工程研究中心
中国矿业大学力学与土木
工程
学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4461-4472,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51804211,52004170)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20221121)。
文摘
深部页岩气储层压力在衰竭过程中势必会产生滑脱效应和有效应力变化,两者对渗透率演化均起着重要影响,有必要探究它们对渗流的作用机理。进行了不同体应力和孔隙压力耦合作用下页岩的变形与渗流试验。研究表明:孔隙压力和地应力对浅部页岩气储层变形作用显著;在深部高应力作用下,页岩已处于致密状态,可压缩性显著降低,孔隙压力对其内部裂隙变形作用可忽略。随着页岩气储层由浅部进入深部,滑脱效应取代有效应力作用主导着页岩气渗流。在低应力和高应力作用下,页岩的渗透率有效应力系数均大于1,分别为2.90和2.95,表明未经实验验证而假定页岩渗透率有效应力系数κ=1是值得商榷的,这对页岩气产量预测会造成重大偏差。由于页岩微孔隙结构的形成与黏土颗粒密切相关,可利用黏土壳模型较好地解释κ>1的实验现象。利用线性、二次和双滑移Klinkenberg方程对滑脱效应进行修正,发现表观渗透率和孔隙压力之间更符合二次函数关系式。在深部应力环境下,相较储层有效应力变化,随着孔隙压力衰竭,滑脱效应更加明显;滑脱效应在高气体压力下会减弱,滑脱系数呈指数降低。最后,通过确定有效应力影响区最佳κ,得到不同应力阶段的渗透率应力敏感性指数ξ,进而提出了一种量化滑脱效应对表观渗透率贡献的新方法。
关键词
渗透率
滑脱效应
深部页岩气储层
有效应力系数
Keywords
permeability
slippage effect
deep shale gas reservoir
effective stress coefficient
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
内混式空气雾化喷嘴雾化影响因素试验与仿真研究
郑沂怡
李文璞
邵和
王鑫
高玉荣
陈曦
《流体机械》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型
王泽
李文璞
冯国瑞
杜佳慧
郝瑞卿
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
3
有效应力和滑脱作用对深部页岩气渗流的影响
王军
李文璞
刘超
张欢
陈现辉
张晓东
孙永康
崔少鹏
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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