發(fā)布時間：2017-08-28 01:16

  本文關(guān)鍵詞：基于動力學的高壓脈動水錘裝置特性研究

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【摘要】：高壓脈動水錘裝置是一種利用水的“不可壓縮”性和水力錘擊效應(yīng)對連接的高壓管路產(chǎn)生脈沖壓力的沖擊設(shè)備,利用其產(chǎn)生的脈動沖擊壓力對煤層施加周期性交變應(yīng)力,增裂并連通煤層原有孔隙,增加煤層有效孔隙,極大程度的解決了透氣性系數(shù)低、煤層瓦斯壓力高的煤層注水難的問題。因此深入研究水錘裝置的機理及特性具有重大意義。本文通過動力學分析研究水錘裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性參數(shù)的關(guān)系,以此來優(yōu)化水錘裝置的設(shè)計,本文主要內(nèi)容有:首先,本文介紹了煤層注水技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,提出高壓脈動水錘裝置所具有的特性應(yīng)用于煤層注水潛力巨大,從而指出本課題的主要任務(wù):高壓脈動水錘裝置的特性研究。其次,基于高壓脈動水錘裝置的工作原理和對活塞組件的運動分析,分段建立微分運動方程來表示水錘裝置活塞組件的運動規(guī)律,并通過數(shù)學分析求解微分方程,得到水錘裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性參數(shù)的關(guān)系。最后,通過數(shù)值求解初始結(jié)構(gòu)參數(shù)下水錘裝置的特性參數(shù),并與實驗測得的特性參數(shù)進行比較分析,驗證了理論計算的正確性。在理論計算正確的基礎(chǔ)上,通過理論計算數(shù)值求解模擬不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下水錘裝置的特性參數(shù),分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對特性參數(shù)的影響規(guī)律,為以后水錘裝置的研究設(shè)計提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高壓脈動水錘 脈動壓力 沖擊壓力 靜壓力 數(shù)值求解
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 1 緒論16-27
• 1.1 課題背景16
• 1.2 煤層注水的背景16-17
• 1.3 影響煤層注水技術(shù)因素17-18
• 1.4 提高煤層注水措施18-19
• 1.5 煤層注水技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀19-21
• 1.6 高壓脈動水錘裝置的提出21-22
• 1.7 高壓脈動水錘裝置結(jié)構(gòu)及工作原理22-23
• 1.8 本課題的目的及意義23-24
• 1.9 本課題的研究內(nèi)容及方法24-26
• 1.10 本章小結(jié)26-27
• 2 高壓脈動水錘裝置的動力學分析27-54
• 2.1 高壓脈動水錘裝置求解模型27-28
• 2.2 高壓脈動水錘裝置安裝時結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系分析28-29
• 2.3 蓄能階段裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)間關(guān)系29-34
• 2.4 觸發(fā)階段求解模型34-35
• 2.5 沖擊階段求解模型35-45
• 2.6 沖擊階段動力學分析45-53
• 2.7 本章小結(jié)53-54
• 3 高壓脈動水錘裝置動態(tài)特性分析54-63
• 3.1 實驗?zāi)康?/span>54
• 3.2 實驗臺介紹54-57
• 3.3 測試系統(tǒng)與測試方法57-59
• 3.4 試驗步驟59-60
• 3.5 試驗數(shù)據(jù)處理與分析60
• 3.6 實驗測量結(jié)果與數(shù)值求解結(jié)果對比分析60-62
• 3.7 本章小結(jié)62-63
• 4 理論分析水錘裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)對其動態(tài)特性的影響63-73
• 4.1 主彈簧初始壓縮量對裝置動態(tài)特性的影響63-66
• 4.2 主彈簧剛度對裝置特性參數(shù)的影響66-67
• 4.3 活塞直徑對裝置特性參數(shù)的影響67-68
• 4.4 空心管柱塞直徑對裝置特性參數(shù)的影響68-70
• 4.5 水系體積對裝置特性參數(shù)的影響70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 5 總結(jié)展望73-76
• 5.1 主要結(jié)論73-74
• 5.2 展望74-76
• 附錄76-83
• 附錄 1：不同主彈簧初始壓縮量條件下裝置動態(tài)特性76-77
• 附錄 2：不同主彈簧剛度條件下裝置動態(tài)特性77-79
• 附錄 3：不同活塞直徑條件下裝置動態(tài)特性79-80
• 附錄 4：不同空心管柱塞直徑條件下裝置動態(tài)特性80-81
• 附錄 5：不同水系體積條件下裝置動態(tài)特性81-83
• 參考文獻83-88
• 作者簡歷88-90
• 學位論文數(shù)據(jù)集90

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本文編號：746660