微波技術(shù)處理礦石可以運(yùn)用到微波輔助機(jī)械破碎以降低設(shè)備刀具的磨損問題并提高效率,促進(jìn)實現(xiàn)新型“微波+機(jī)械破巖”方法。微波輔助破巖過程中礦物形態(tài)、含量、物理力學(xué)參數(shù)、巖石種類以及照射距離是影響照射效果重要的因素,開展這些因素的影響規(guī)律以及影響機(jī)理研究,可以促進(jìn)提高微波照射效果和促進(jìn)實際應(yīng)用。本文利用COMSOL采用多場耦合的數(shù)值模擬手段,研究了不同礦物形狀、含量、物理力學(xué)參數(shù)、巖石種類以及照射距離等條件下的電磁場、溫度場應(yīng)力場、塑性區(qū)特征;以黃鐵礦為對象,研究了介電常數(shù)、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、粘聚力和內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)因素對微波破巖效果及其機(jī)理的影響,建立了玄武巖、石灰?guī)r和花崗巖在微波照射下的數(shù)值模擬,分析了不同種類巖石對微波照射效果的影響規(guī)律,主要成果如下:（1）定量了礦物之間的形狀差異并用無量綱單位圓度系數(shù)R表示,Re(0,1],1表示圓,研究了在相同的微波照射環(huán)境下圓度系數(shù)與照射效果之間的關(guān)系,研究結(jié)果表明:當(dāng)微波環(huán)境為1kW,2s時,圓度系數(shù)從0.71～1,會導(dǎo)致礦物內(nèi)部的熱應(yīng)力減小15%,塑性區(qū)占比系數(shù)變小20%,且該差距會隨著照射時間增加而增加。（2）建立強(qiáng)吸波礦物（黃... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微波照射礦物相關(guān)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微波照射巖石研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及研究思路
        1.3.1 總體研究思路
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
    1.4 本文研究技術(shù)路線
2 微波照射基本原理及試驗?zāi)Ｐ团c方案
    2.1 微波加熱原理
        2.1.1 微波照射特點分析
        2.1.2 微波加熱原理與特性分析
    2.2 微波照射巖石的損傷理論研究
        2.2.1 巖石損傷理論
        2.2.2 巖石損傷影響因素
        2.2.3 巖體材料本構(gòu)模型
        2.2.4 微波照射巖石的電磁場、溫度場以及應(yīng)力場基本方程
    2.3 二元介質(zhì)礦物試驗分析模型與方案
        2.3.1 礦物尺寸位置與邊界條件
        2.3.2 礦物形狀影響方案
        2.3.3 礦物含量影響方案
        2.3.4 礦物電磁與熱力學(xué)及剪切強(qiáng)度參數(shù)影響方案
        2.3.5 礦物物理力學(xué)參數(shù)選取
    2.4 巖石試驗分析模型與方案
        2.4.1 一種TBM上微波照射布置方案
        2.4.2 試驗?zāi)Ｐ偷慕?br>        2.4.3 巖石種類與照射距離研究方案
        2.4.4 試驗巖石材料參數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
3 二元介質(zhì)中礦物形狀與含量對微波照射效果的影響研究
    3.1 礦物形狀對微波照射效果的影響
        3.1.1 礦物形狀量化參數(shù)研究
        3.1.2 規(guī)則形狀礦物對微波照射效果的影響
        3.1.3 不規(guī)則形狀礦物對微波照射效果的影響
    3.2 礦物含量對微波照射效果的影響
        3.2.1 礦物含量對電場影響
        3.2.2 礦物含量對溫度場影響
        3.2.3 礦物含量對應(yīng)力場影響
        3.2.4 礦物含量對塑性區(qū)影響
    3.3 本章小結(jié)
4 二元介質(zhì)中礦物物理力學(xué)參數(shù)對微波照射效果影響
    4.1 礦物電磁與熱力學(xué)參數(shù)對微波照射的影響分析
        4.1.1 礦物比熱容影響分析
        4.1.2 礦物導(dǎo)熱系數(shù)影響分析
        4.1.3 礦物熱膨脹系數(shù)影響分析
        4.1.4 礦物介電常數(shù)影響分析
    4.2 礦物剪切強(qiáng)度參數(shù)對微波照射的影響
        4.2.1 礦物內(nèi)摩擦角影響
        4.2.2 礦物粘聚力影響
    4.3 本章小結(jié)
5 微波照射巖石效果的影響因素研究
    5.1 巖石種類對微波照射效果影響
        5.1.1 對電場影響分析
        5.1.2 對溫度場影響分析
        5.1.3 對應(yīng)力場影響分析
        5.1.4 對塑性區(qū)影響分析
    5.2 照射距離對微波照射效果影響
        5.2.1 對電場影響分析
        5.2.2 對溫度場影響分析
        5.2.3 對應(yīng)力場影響分析
        5.2.4 對塑性區(qū)影響分析
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同微波照射參數(shù)對花崗巖強(qiáng)度的影響[J]. 戴俊,宋四達(dá),屠冰冰,高玉柱,杜文平.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(18)
[2]微波加熱路徑對硬巖破碎效果影響試驗研究[J]. 李元輝,盧高明,馮夏庭,張希巍.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(06)
[3]微波場強(qiáng)化化工分離過程研究進(jìn)展[J]. 李洪,崔俊杰,李鑫鋼,高鑫.  化工進(jìn)展. 2016(12)
[4]微波照射下巖石顆粒溫度分布及影響因素分析[J]. 李勇,屈鈞利,秦立科.  煤炭技術(shù). 2016(10)
[5]微波照射下巖石損傷的數(shù)值模擬研究[J]. 戴俊,潘艷賓.  煤炭技術(shù). 2016(10)
[6]微波照射下巖石損傷CT試驗研究[J]. 戴俊,師百壘,楊凡,盛驍,池佐華.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[7]不同間斷比尺下微波誘發(fā)巖石損傷的離散元模擬研究[J]. 唐陽,徐國賓,孫麗瑩,徐霖玉,杜晨曲.  水力發(fā)電學(xué)報. 2016(07)
[8]微波照射對玄武巖強(qiáng)度的影響分析[J]. 李勇,屈鈞利,閆鵬飛.  煤炭技術(shù). 2016(07)
[9]微波輔助機(jī)械破巖試驗和理論研究進(jìn)展[J]. 盧高明,李元輝,HASSANI Ferri,張希巍.  巖土工程學(xué)報. 2016(08)
[10]微波照射和沖擊荷載作用后巖石裂紋試驗研究[J]. 戴俊,杜文平,吳濤,師百壘.  河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)

碩士論文
[1]微波照射下巖石損傷演化的數(shù)值模擬研究[D]. 孟振.西安科技大學(xué) 2014



本文編號：2928849