运用Rosin-Rammler分布函数研究煤尘粒径分布规律

运用Rosin-Rammler分布函数对伯方煤矿3#煤层煤样进行粒径分布情况的分析,得出结论:在双对数lnd-ln{-ln[1-F(d)]}坐标系下,所研究的材料颗粒分布的回归曲线为一条直线,R2=0.9672,线性回归良好。并得到了所研究粒径分布的具体函数表达式。由此可以对该煤层的冲击产尘的粒径分布有一个总体上的量化认识,为指导实际生产降尘、除尘提供了理论上的依据。

Rosin-Rammler分布的实验拟合曲线优化

基于Rosin-Rammler分布函数,提出一种新的实验拟合曲线优化方法,以二氧化硅、钾长石粉、矿石粉和石英砂四种材料为例,对激光粒度仪实验测量数据进行分析和处理,并应用Matlab软件编程实现实验数据分析和处理自动化。拟合曲线、误差分析和文献对比结果表明,优化方法正确、合理,优化后的拟合曲线更接近实验测量曲线。该方法对于准确计算平均粒径和方差、客观评价粉体材料性能等实际应用具有重要意义。

矿物质超细粉在水泥粉体中填充效果的分析

将矿物质超细粉应用于高性能混凝土中。其填充作用可以降低混凝土孔隙率,改善其微观结构和宏观性能,但提高填充效果的途径依然有待探讨。粉体的最紧密堆积要求其粒径分布服从Andrensen方程,而实际水泥粉体的粒径分布则服从Rosin-Rammler-Bennet方程。将实测水泥及矿渣超细粉的微分粒径分布与Andrensen方程微分曲线进行了分析和对比。结果表明:在混凝土中掺入比表面积800 m2/kg矿物质超细粉时.虽然可在一定程度上降低孔隙率。但无法达到最紧密堆积的效果,而就工程实际而言,通过多级填充.将超细粉与更细颗粒的材料,如:硅灰等配合使用是更好的方法。

多场耦合作用下静电除尘器粉尘颗粒运动轨迹模拟

为了描述静电除尘器内流动特性以及粉尘颗粒的捕集过程,建立了气体流场、颗粒动力场与电场相互耦合作用的数学模型,构造了更贴近燃煤发电厂实际生产过程中的Rosin-Rammler粒度分布模型,讨论了多场耦合作用下不同工作电压、含尘气流入口速度对颗粒运动轨迹的影响。数值结果表明:随着工作电压的增高,逃逸粉尘的平均粒径呈现非线性递减的关系,粉尘颗粒向着收尘板方向偏移运动的趋势逐渐变强。此外,随着入口含尘气流速度的增大,出口处逃逸粉尘的平均粒径呈线性递增的关系,颗粒向收尘板电极方向偏移的趋势明显减弱。

基于岩碴粒径分布规律的TBM破岩效率分析

岩碴的形状、大小及其粒径分布规律是综合反映TBM破岩效率的重要指标,也是TBM掘进参数与岩石性质的重要联系。根据盘形滚刀破岩机制,对TBM掘进岩碴进行了现场量测和筛分试验,获得了TBM岩碴尺寸特征和粒径分布规律。在此基础上,对实测岩碴尺寸和粒径分布数据进行了统计分析和理论分布函数拟合。分析了粗糙度指数与岩石强度、岩石耐磨性的关系,探讨了不同围岩等级下粗糙度指数随掘进推力的变化规律。研究结果表明:①片状岩碴的长轴与短轴之比约为1.5,而长轴与厚度之比则差别较大,其长轴、短轴和厚度均服从正态分布;②不同岩性条件下岩碴粒径分布均符合Rosin–Rammler函数分布;③岩碴粗糙度指数越大,TBM破岩效率越高;硬岩条件下岩碴粗糙度指数随单轴饱和抗压强度增大而减小,而中硬—软岩条件下则相反;④无论是软岩还是硬岩,岩碴粗糙度指数随岩石耐磨性增大而减小,岩石耐磨性越强,TBM破岩效率越低;⑤TBM破岩效率与围岩等级密切相关,可根据现场实测岩碴粒径分布规律,确定Ⅱ级和Ⅲ级围岩条件下TBM破岩效率最佳时的掘进推力区间。

不同冲击形式下煤样产尘粒径分布规律研究

对不同冲击形式下煤样冲击产尘粒径分布规律进行试验研究,运用Rosin-Rammler分布函数进行分析.研究表明,在双对数lnd-ln{-ln[1-F(d)]}坐标系下,粉尘粒径分布的回归曲线均为一条直线,并且线性回归良好.随着冲击次数的增加,回归直线的斜率即破碎性指标n,中位径d50均在不断减小,破碎程度指标λ总体趋势变大。并求得各个不同冲击次数下产尘粒径分布的具体函数表达式,使得对粒径分布规律有了一个量化的认识,从而为指导实际生产降尘、除尘提供了理论上的依据.

基于岩渣粒径分布规律的TBM刀具消耗分析

岩渣是TBM掘进过程中岩机作用的直接产物,其粒径分布规律是进行TBM地质适应性、掘进效率和刀具消耗评价的重要指标。针对刀具消耗评价问题,结合兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工,对TBM在不同岩体条件中掘进时产生的岩渣进行了现场量测与筛分试验,并对实测岩渣粒径分布数据进行了统计分析和理论分布函数拟合。对TBM掘进过程中刀具消耗规律进行了分析总结,探讨了不同岩体条件下TBM刀具消耗规律与岩渣粗糙度指数、岩渣颗粒级配系数以及岩渣粒径分组比例等参数之间的相关关系。研究结果表明:①刀具消耗与岩体地质条件密切相关,岩石强度越高,耐磨性越强,刀具消耗越大,Ⅱ类和Ⅳ类围岩中TBM刀具消耗明显高于Ⅲ类围岩;滚刀直径对刀具消耗有一定影响,采用大直径滚刀可降低同等围岩条件下的刀具消耗;②不同岩性条件下岩渣粒径分布不均匀,总体上属于级配良好,符合Rosin-Rammler函数,可采用Rosin-Rammler函数进行岩渣粒径分布参数计算;③刀具消耗与岩渣曲率系数的相关性不明显,与不均匀系数存在较好的二次函数关系,相关系数为0.875;④刀具消耗与岩渣粗糙度指数存在较显著的二次函数关系,相关系数为0.87,当岩渣粗糙度指数大于430时,岩渣粗糙度指数越高,TBM掘进效率越高,刀具消耗越小;⑤刀具消耗与岩渣几何平均粒径、R-R函数平均粒径呈正相关性,相关系数为0.84;⑥刀具消耗与岩渣形状含量比例之间密切相关。硬岩片状岩渣含量多时,刀具消耗较小,当片状岩渣含量大于40%时,刀具消耗降低速率加快;而块状与粉状岩渣多时,刀具消耗较大,当块状岩渣含量大于40%时,刀具消耗增加速率增高。研究成果建立了TBM刀具消耗与岩渣粒径分布规律之间的有效联系。

管式电滤装备内多场耦合数值研究

为了研究管式电滤装备中内部流场特性及除尘效率,建立气流场、电场和颗粒运动场相互耦合的数学模型,利用Fluent软件,采用Rosin-Rammler颗粒分布模型,讨论多场耦合作用下的EHD流、不同放电电压和气流流速对管式电滤装备内部流场及除尘效率的影响。结果表明:随着气流流速的增大,EHD流对气流场的影响逐渐减小;EHD流的存在对细微颗粒的去除有微弱的影响,对整个管式电滤装备除尘效率的影响可以忽略;除尘效率随着放电电压的增大而增大,但随着气流流速的增大而减小。

RRB分布模型特征粒径和均匀性系数的准确计算

对于符合RRB分布模型的粉体特征粒径(De)和均匀性系数(n)的计算,根据应用实例,从离差平方和、剩余标准偏差、特征粒径计算值与实测值间的差距等方面,分析比较了几种计算方法的计算结果。结果表明:直接采用RRB分布方程的原数学形式(指数模型)并根据最小二乘法原理计算得到的结果,能够比较准确地反映粉体粒度分布的实际特征;而对原形式实行线性变换成“lnln-ln”形式后进行线性回归计算得到的结果则存在较大的偏差。

新拌水泥浆体中邻近胶凝材料粒子表面最近间距分布的解析解

依据Torquato的最邻近表面函数公式,推导了新拌水泥浆体邻近水泥粒子表面最近间距分布的解析解,并采用计算机模拟生成了1个水泥浆体结构模型,选取邻近粒子表面最近间距概率密度分布曲线、区间概率曲线和累计概率分布曲线这3个函数检验模拟结果与理论结果之间的差别。结果表明,该解析解与计算机模拟实验结果吻合良好。利用该解析解,以Rosin-Rammler分布为例,研究了胶凝材料细度以及水胶比对邻近水泥粒子表面最近间距分布及其平均值的影响。结果显示,水泥细度对邻近粒子表面最近间距平均值的影响高于水胶比的影响。邻近粒子表面最近间距解析解的获得,不但为基于不同粒径分布以及尺度范围粉体之间搭配的高粉体初始堆积密度的实现提供了依据,而且对多尺度模拟方法中选取各级模型的尺度、量化粉煤灰浆体中粉煤灰颗粒的微集料效应、了解邻近集料间的交互作用程度以及界面重叠程度等问题具有参考价值。

分形特征对掘进通风粉尘分布和沉降规律影响分析

针对目前煤矿井下呼吸性粉尘浓度高、降尘效率低的问题,结合分形分维数可以很好地描述颗粒粒径的分布,由公式D=3-n看出,直接改变Rosin-Rammler分布函数中分布指数n可以描述粉尘粒径分布和沉降规律。采用FLUENT模拟分析分布指数n对呼吸性粉尘分布和沉降影响,并总结其规律,为掘进巷道的开采方式和降尘技术提供理论依据。

矿渣微粉颗粒群几何特征的图像分析

以QUANTITATIVE60 0图像分析仪为测试手段 ,由矿渣微粉的二维截面图像推断出其三维结构特征 ,同时获得矿渣微粉试样的级配 (大小、分布曲线 )、颗粒形状因子 (圆度、长短径之比 )等一系列颗粒群特征三维参数。结果表明 :①矿渣微粉颗粒群的累计质量 粒度分布符合Rosin Rammler分布和修正的Gauss分布 ,其中Rosin Rammler分布可以得到很高相关性的拟合直线 ,而Gauss分布能直观地反映粉体颗粒群的分布情况 ;②矿渣是颗粒状粉体 ,用圆度 粒度、长短Feret径之比 粒度、CurveLength 粒度和CurveWidth 粒度分布来描述矿渣微粉颗粒群的形状特征具有较好的规律性。矿渣微粉颗粒群的细组分更接近于球体 。

飞轮造雾系统中风速对液滴粒径影响的实验研究

为了解决液滴雾化中雾通量小、雾场颗粒粒径分布不均匀等问题,提出了一种飞轮造雾装置;并研究了飞轮造雾系统中风速对液滴粒径的影响,利用LS-2000分体式激光粒度仪对该装置产生的液滴粒径进行了测试。结果表明:在一定范围内,当飞轮转速不变时,液滴粒径随着风速的增加而减小,当达到一定风速后,液滴粒径随着风速的增加而增大。通过对实验测得液滴粒径数据的分析计算,可以得到Rosin-Rammler分布函数中的特征参数β和分布指数n,为飞轮造雾的液滴雾化性能实验研究提供一定的理论依据。

蒸发环境下液滴初始粒径对煤油喷雾模拟预测的影响

采用Eulerian-Lagrangian方法分别在非蒸发、蒸发环境中完成了煤油破碎、雾化过程模拟,分别采用索特直径、贯穿长度等实验数据对预测结果进行了对比分析。假设离散相的液体颗粒粒径在喷嘴出口处满足Rosin-Rammler分布,通过在喷嘴出口处设定不同的初始液体粒径分布参数,得到了不同算例的预测结果。通过与实验数据的对比发现,在非蒸发环境下液体初始粒径对于预测结果影响较小,而在蒸发环境下其对于计算结果存在比较明显的影响,较小的初始液滴粒径会降低喷雾的贯穿长度、会造成液滴在离开喷嘴之后的速度偏快。

颗粒材料粒度分布特征参数拟合方法研究

应用Matlab软件、高斯-牛顿法和最小二乘法原理,以高炉渣、氧化镁及菱镁矿三种材料粒度测量结果为研究对象,以Rosin-Rammler分布函数为例,编程实现颗粒材料粒度分布特征参数拟合的自动计算。通过实验数据和拟合值的离差平方和、剩余标准偏差计算分析以及拟合曲线对比表明,高斯-牛顿法优于文献中的拟合方法,计算方法合理、可行。

粉末颗粒大小分布表征方法的探讨

最近的一个研究指出:大部分陶瓷粉末的颗粒大小分布可根据“最弱连接”模型利用三参数Weibull函数来描述。本文讨论了使用三参数Weibull函数描述颗粒大小分布时受到的限制,并提出了一种能较好地描述ZrO_2、β-SiC和Al_2O_3粉末的离心沉降数据的方法。

金刚石绳锯切割花岗石过程中岩屑粒度分布研究

对三种不同花岗石绳锯切割过程中不同弧区位置的岩屑进行了采集，并对其粒度进行了分析。实验结果表明：三种花岗石岩屑粒度分布曲线均大致为单峰分布，符合罗辛一拉姆勒分布规律，大部分岩屑颗粒尺寸集中在20～100μm之间，花岗石岩屑的粒度分布不仅与加工弧区的长度有关，还受到花岗石的原始粒径的影响。

深部煤层钻屑粒度随钻进深度分布规律

为了研究煤层钻屑粒度随钻进深度分布规律,选取具有冲击危险性的平煤八矿己15煤作为研究对象,采取钻屑量测试和孔口瓦斯浓度监测,通过筛分实验煤样并应用Rosin-Rammler分布模型,探究了钻屑粒度和钻屑量大小随孔深变化关系,分析不同点钻屑粒度分布特征。结果表明:小于0.075 mm钻屑粒度分布随孔深变化与钻屑量变化规律相吻合;不同钻孔随深度变化分别对应不同Rosin-Rammler分布函数,随着应力过渡越平缓,粒径分布宽度系数n值越小,煤体应力越大粒径相关系数D越大;不同范围钻屑粒度占比大小也会影响钻屑量大小;在钻屑量较大时,孔口瓦斯体积分数会出现增高现象。通过对钻屑粒度分布规律分析,更好地了解深部煤体应力分布,有助于冲击危险的预警。

催化剂喷雾干燥过程气固两相流数值模拟

使用Fluent 15.0对工业喷雾干燥塔的催化剂喷雾干燥过程进行数值模拟,建立了包括蜗壳及热风分配器的三维全模型,使用Rosin-Rammler模型对输入液滴建模,利用Fluent内部的DPM模型进行颗粒干燥轨迹追踪。仿真得到了干燥塔内烟道气的温度、速度分布,研究了不同粒径在干燥塔中的粒径变化、干燥温度随颗粒停留时间变化,仿真分析的结果与实验具有较好的一致性,进而解释了催化剂喷雾干燥过程的机理。

陶瓷研磨体对矿渣粉磨性能影响的研究

分别以陶瓷研磨体和金属研磨体进行了矿渣的粉磨试验。试验结果表明,在相近的试验条件下,陶瓷研磨体比金属研磨体磨制的矿渣微粉的细度高,粒度分布范围窄,颗粒大小均匀,颗粒圆形度高,颗粒群更加符合Rosin-Rammler分布,并且陶瓷研磨体磨制矿渣微粉的7 d和28 d活性高。