截齒在截割硬巖過程中存在載荷高、磨損快、難以破碎堅(jiān)硬巖石等問題,導(dǎo)致了掘進(jìn)效率低、進(jìn)尺成本增加,因此,迫切需要開發(fā)一種新型的硬巖截割技術(shù)。射流輔助截齒破巖方法能夠有效破碎巖石�；诖�,本文提出了漿料射流-截齒聯(lián)合破巖方法,采用理論分析、仿真和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)漿料射流-截齒聯(lián)合破巖性能進(jìn)行研究。針對(duì)聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,簡稱PAM）溶液漿體的流變特性,測(cè)量其物質(zhì)函數(shù),選取冪律定律作為描述溶液性質(zhì)的本構(gòu)方程。粘度系數(shù)η0000039、冪律系數(shù)n0007763。對(duì)漿體在噴嘴內(nèi)、外流場進(jìn)行數(shù)值仿真,得到射流噴嘴內(nèi)加速階段由噴嘴幾何結(jié)構(gòu)確定。基于對(duì)磨料顆粒在流場中受力分析及兩相流理論,對(duì)漿料射流中磨料顆粒在噴嘴內(nèi)外運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析�；跐{料射流發(fā)生系統(tǒng)與破巖實(shí)驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行漿料射流切割巖石實(shí)驗(yàn)。針對(duì)射流系統(tǒng)壓力、射流進(jìn)給速度、靶距大小對(duì)切割效果的影響開展實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)聚丙烯酰胺的選取,從不同種類、不同分子量與不同濃度出發(fā)進(jìn)行切割破巖實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)工況下,系統(tǒng)壓力30MPa,進(jìn)給速度小于205m/min,選用2‰-3‰質(zhì)量分?jǐn)?shù)的800萬分子量的非離子聚丙烯酰胺破碎效果佳。根據(jù)實(shí)驗(yàn)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖-粘度測(cè)量裝置

除根據(jù)噴嘴建立內(nèi)部流場外，在噴嘴外增加一空氣流場區(qū)。收縮段 直線段圖 - 錐直形噴嘴流道結(jié)構(gòu)Figure - Structure of cone-straight shaped nozzle基于噴嘴內(nèi)部橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，為減少計(jì)算量，加快運(yùn)算速度，本文ICEM-CFD 網(wǎng)格劃分軟件繪制二維流場模型，并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。二維流取噴嘴出口處為坐標(biāo)零點(diǎn)，左側(cè)為噴嘴內(nèi)流場，右側(cè)為噴嘴外空氣流場（本研究射流均為非淹沒水射流）。采用結(jié)構(gòu)化單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，獲得個(gè)網(wǎng)格單元。利用ICEM-CFD軟件中的網(wǎng)格質(zhì)量檢查功能對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行檢網(wǎng)格質(zhì)量基本高于 。

動(dòng)壓場云圖圖 - MPa 壓力下云圖Figure - Fringe of jet under the pressure of MPaMPa 的入口壓力下，流場仿真結(jié)果如圖 - 所示，壓力場內(nèi)單位為 Pa，速度場單位為 m s。根據(jù)噴嘴內(nèi)部的流體速度場云圖可以看出，在噴嘴內(nèi)部軸線大多處的徑向方向上，流體速度基本保持不變，只有噴嘴內(nèi)壁面處存在速度變化。因此，在噴嘴直線段內(nèi)以及噴嘴出口外一定范圍內(nèi)，可將噴嘴軸線處速度值近似為噴嘴截面上的平均流速。流體自噴嘴收縮段開始緩慢加速，在收縮段與直線段交界處出現(xiàn)加速度增大，速度開始陡升，這是由于，噴嘴管徑減小到 mm 后導(dǎo)致的。溶液到達(dá)出口后，帶動(dòng)噴嘴周圍空氣運(yùn)動(dòng)，流體的速度區(qū)域開始擴(kuò)散。漿體射流的系統(tǒng)壓力在在噴嘴收縮段與直線段開始出現(xiàn)衰減，并在噴嘴出口處與大氣壓力達(dá)到平衡。磨料漿體的動(dòng)壓自噴嘴噴出后，由于射流在外流場中與空氣的相互作用產(chǎn)生能量交換，開始產(chǎn)生迅速的衰減。在動(dòng)壓衰減最為迅速的區(qū)域，對(duì)比速度場云圖可以發(fā)現(xiàn)，此處高速流動(dòng)的流體較多，即噴嘴周圍的空氣由于負(fù)壓

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]前混合磨料射流精確供砂裝置的研究[D]. 韋朝坤.安徽理工大學(xué) 2015
[2]基于T-S網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)研究[D]. 李俊嬌.安徽理工大學(xué) 2012
[3]高分子量聚丙烯酰胺絮凝劑的合成及表征研究[D]. 魏曉嵐.蘭州理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2991201