高压脉动水锤装置及其试验分析

基于水锤发生时伴随有巨大能量的现象,介绍了一种由水泵提供低压水作为驱动源,利用水锤能量的新型脉动水锤发生装置。阐述了该装置的结构组成以及工作原理。采用PCI数据采集卡配合压力传感器构成的数据采集试验系统测定了装置产生的最大峰值压力,并根据采集的数据拟合出峰值压力3个周期的变化曲线。试验结果表明在供水泵4MPa压力水的驱动下,水锤激发的峰值压力最高可达15MPa,脉动水锤的周期约为3.77s;试验中还发现通过改变进入装置的4MPa压力水流量可以调节脉动水锤的周期,流量越小,脉动水锤的周期越大。最后对该装置在煤层注水和电厂有压管道防垢和除垢方面的应用前景进行了展望。

高压脉动水锤装置动态特性的Simulink仿真研究

利用仿真研究高压脉动水锤装置(新型煤层注水设备)的结构参数对其性能的影响,对该装置的工作过程进行了受力分析。利用微分方程建立该装置工作过程的数学模型,借助Mat-lab/Simulink动态仿真工具构建了装置的仿真模型,并将仿真结果与实验结果进行比较,验证了仿真模型的可行性。利用仿真模型分析了主弹簧刚度对装置输出压力及主阀芯开度的影响,结果表明:主弹簧刚度从2250kN/m减小到1000kN/m,装置输出的峰值压力增大,稳定压力也增大,主阀芯开度均为10mm。

高压脉动水锤装置动态特性的仿真研究

介绍新型煤层注水设备高压脉动水锤装置的结构原理,进行受力分析,借助Matlab/Simulink构建仿真模型,将仿真结果与实验结果进行比较,验证仿真可行性。进一步仿真分析主弹簧刚度的影响,结果表明:主弹簧刚度从2 250 kN/m减小到1 000 kN/m,装置输出的峰值压力和稳定压力都增大。

高压脉动水锤装置触发弹簧对低压缸流场性能的影响分析

高压脉动水锤装置产生脉冲高压的过程中,其低压缸流场变化对装置激发压力冲击的性能有着直接影响,因此有必要对低压缸的内部流场及其特性进行深入研究,为水锤装置的结构改进和性能优化提供技术支持。实验选用4种不同的触发弹簧,分别测取了在各种触发弹簧工作下,低压缸内各测点处的压力变化,据此对低压缸的内部流场进行了研究分析。

高压脉动水锤压裂技术抽放低透气性煤层瓦斯在1562（3）底板巷的应用

阐述在1562（3）底板巷采用“高压脉动水锤”对煤层注水，使1562（3）运顺煤层裂化，从而增加煤层透气性，提高1562（3）运顺煤层瓦斯预抽效果。

高压脉动水锤装置压力冲击与柱塞结构的关系

为了解决低透气性煤层注水难的问题,对水锤装置的峰值压力进行了研究。首先从柱塞冲击产生脉冲压力波的机理入手,利用柱塞冲击过程运动微分方程,得到柱塞活塞直径比影响脉冲压力波峰值压力的机理,随后通过试验研究柱塞活塞直径比对脉冲压力波压力峰值的影响,其有利于改进装置的柱塞结构以提高装置输出峰值压力,进而改善低透气性煤层瓦斯抽采和注水防尘的效果。

脉动水锤增透技术对煤体有效孔隙率影响实验研究

煤体的有效孔隙率与煤层的增透效果密切相关。针对这一特性,以透气性较差的难注水煤层为研究对象,研究脉动水锤增透技术在不同注水压力下对煤体有效孔隙率的影响。实验表明:采用常规静压注水时,煤体有效孔隙率数值较低,随注水压力的升高,其增长幅度较小;采用脉动水锤增透技术后,在较低的注水压力时,煤体就具有较高的有效孔隙率,增透效果明显,且在整个注水过程中,煤体能够保持很高的有效孔隙率。

煤层高压脉动注水装置增透机理及脉冲特性研究

从理论上分析了脉动水力锤击煤层的激发机理,针对煤层透气性能差、瓦斯抽采效率低等问题,进行了高压脉动水力锤击注水技术研究,生成波函数曲线,建立起波函数。脉冲波以交变应力的形式对煤层中的孔隙和裂隙进行干扰,使煤层孔隙扩展和延伸,以此改变煤层的透气性,对改善瓦斯抽采效果、进一步理论和实验研究煤层注水技术有一定的参考价值。

介质变化对水锤压力波传播特性的影响

为了进一步探索高压脉动水锤装置的作用效果,通过实验的方式分析了高压脉动水锤装置激发的压力波在煤粉和砂石这2种介质中传播的特性。并且通过改变煤粉和砂石的填充密度分析比较了压力波在密度不同的相同介质中的传播特性。实验结果显示,介质密度的增大会加速压力波的衰减,各组压力波均在实验罐体入口处衰减最快,各组压力波传播到管路末端均衰减到6 MPa左右。

水系体积对水锤注水装置压力峰值的影响

实验的目的是探究水系的体积变化对煤层高压脉动水锤注水装置工作时产生的峰值压力的影响;通过实验发现随着水系体积的增加,压力波在管路中传播的时间延长;从高压缸出口到管路末端的压力衰减程度增大;高压缸出口处压力波峰值压力减小。