采空区渗流特性分析及其流场数值模拟预测

为解决高瓦斯煤层采空区自然发火和瓦斯涌出量过大造成上隅角瓦斯超限的问题,结合O形圈理论,对采空区的渗流特性进行了分析。通过引进Ergun单相流半经验非线性渗流公式,结合连续性方程、动量方程、瓦斯动力弥散方程,建立了采空区流场的渗流模型;利用Fluent软件,结合具体实例,模拟预测并分析了采空区的风流速度场及瓦斯浓度场。模拟结果表明:根据O形圈理论以及渗流模型,利用Fluent软件进行模拟的结果符合实际情况,通过制定相应措施,提前消除了潜在的安全隐患。

人工湿地动力学模型研究

人工湿地作为一种新型生态污水处理技术,在实际应用中取得了快速发展。讨论了人工湿地3种常用的数学模型(一级动力学模型、Monod动力学模型和Ergun公式),并对表达式之间的转换关系作了较为详细的推导;同时对其各自的优缺点作了分析。从中可以看出,人们对人工湿地去除污染物的内在机制尚缺乏定量化的了解,目前还难以对其设计、运行和预测作出十分准确的评价。最后对数学模型的研究方向作了展望。

多孔材料对空腔噪声抑制效果研究

研究马赫数为0.85的条件下,空腔的壁板使用多孔材料对空腔噪声和空腔流动的影响。利用大涡模拟(LES)来预测空腔内的流体流动,考虑到多孔材料对湍流的影响由渗透性损失和内部损失两部分组成,使用Ergun半经验公式来预测这两部分的影响,再结合LES湍流模型可以预测多孔材料内的流体流动。研究结果表明,空腔的前壁、后壁、底板使用多孔材料均可以改善空腔内的流场,并且可以抑制空腔噪声,其中空腔底板使用多孔材料对空腔噪声的抑制效果最为显著,可以使得空腔后部的总声压级降低3 dB以上。

蓄热小球填充床的气体阻力特性

通过冷态实验研究蓄热小球填充床的气体阻力特性,考察了气体流速、小球直径、堆积球层高度、空隙率对阻力损失的影响,得到了修正的Ergun公式系数.结果表明,填充床中气体的阻力损失随气体流速增大而增大,呈二次方关系;对阻力系数回归,得到修正的Ergun公式系数f1=331.9,f2=1.402,由此计算的单位压降与实验值最接近.