A new design of foaming agent mixing device for a pneumatic foaming system used for mine dust suppression

To overcome the drawbacks of the conventional foam technology used for dust suppression,including large pressure loss,high water pressure and low driving pressure,a new pneumatic foaming system is introduced.Then an original design of foaming agent mixing device is proposed,and its performance is investigated and evaluated under different pressure compensations.Experimental results show that the maximum absorption amount increases by 2.9-6.7 times at a pressure compensation of 0.04-0.2 MPa compared with no pressure compensation.The pressure loss and pressure fluctuation both reduce significantly with increasing pressure compensation.The critical outlet pressure increases by30.4-240%.Field application indicates that the proposed mixing device ensures the reliable addition of foaming agent used for foam dust suppression.The effect of foam on dust suppression is remarkable,and the economic cost of foam is low.Therefore,there is reason to believe that the new mixing device will greatly promote foam technology to be widely used for suppressing dust in underground coal mines.

压缩空气泡沫系统射流运动控制抗风特性研究

压缩空气泡沫灭火系统近年来快速发展,而压缩空气泡沫中的喷射运动控制是影响其能否有效灭火的重要因素之一。针对目前缺乏高风速条件下,对压缩空气泡沫消防炮进行射流偏差抗风研究,以及泡沫炮无法实现精准灭火的问题,文中提出一种考虑自然风条件的压缩空气泡沫消防炮射流运动模型,结合压缩空气泡沫灭火系统气液比调节控制,设计了可根据外界风速风向自适应动态调节泡沫炮水平俯角的抗风控制系统,提高系统的抗风能力。基于SimuLink软件搭建射流运动模型,并在自然风工况下进行系统抗风能力喷射试验,试验表明:系统可根据风速风向信息进行抗风动作,使泡沫炮射流落点达到指定区域,证明了所提泡沫炮射流运动模型的准确性及控制系统抗风能力的有效性,为压缩空气泡沫消防炮在大风恶劣条件下进行有效灭火提供了切实可行的抗风方案。

射流式泡沫分离器中气水比对水处理效率的影响

循环水养殖具有节能、节水、环保等优点,是国际先进的养殖模式代表之一。泡沫分离器作为循环水养殖系统的重要设备,其结构设计、操作管理对系统的净水效果有重要影响。目前泡沫分离器运行调节管理参数大多依靠经验,缺乏理论支撑。以应用较广的射流式泡沫分离器为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法,探究射流式泡沫分离器在不同气水比条件下(1∶2、1∶2.5、1∶3)泡沫的产生效率;采用实机试验探查不同气水比对悬浮颗粒物去除效率的影响。CFD结果显示气水比为1∶2.5时,泡沫分类器产生的气泡数量最多;实机试验结果显示,当气水比为1∶2、1∶2.5、1∶3时,泡沫分离器对固体颗粒的去除效率分别为35.23%±0.77%、44.85%±0.81%、44.52%±0.58%,其中气水比1∶2.5、1∶3的泡沫分离器相比于气水比1∶2的泡沫分离器固体颗粒去除率显著性提高。综上,射流式泡沫分离器气水比建议设定为1∶2.5,可获得较优颗粒物去除率及较好的出泡效果。本研究为优化泡沫分离器的运行参数提供了新的思路。

骨组织工程支架的制备方法研究进展

背景:由于自体骨源的数量较少,且使用异体骨会产生免疫排斥、疾病扩散等危险,因而人造骨材料在当今的骨移植中起到了不可替代的作用。伴随着功能定制、生物相容性的要求和生物可降解材料的出现,已经出现了多样化的生物材料和多种制备方法。目的:概述目前应用于骨组织工程支架的制备方法,总结各种制备方法的优缺点、研究现状与进展。方法:使用计算机在中国知网、万方数据、PubMed及ScienceDirect数据库检索2008年1月至2023年8月关于骨组织工程支架方面的文献,以“Tissue engineering,Bone scaffold,Gas foaming,Cryotropic gelation,Additive manufacturing等”为英文检索词,以“组织工程,骨支架,气体发泡,低温凝胶,增材制造等”为中文检索词,排除无关和重复性研究,共保留80篇文献进行了总结归纳。结果与结论:①相较于传统支架的制备工艺,近年来新兴的增材制造和静电纺丝技术在用于组织工程的复杂结构如骨和软骨的生产中,表现出了巨大的潜力。②增材制造方法除了在速度、精度和使用的材料范围方面更具优势,还提供了制造高度复杂的几何形状和拓扑优化结构的可行性,实现精确调节和构造结构的高重复性。③静电纺丝是生产一系列纤维垫的最具适应性和前景的技术之一。通过静电纺丝产生的纳米纤维支架是与细胞质基质微观结构非常惊人地相似的生物材料。④目前在陶瓷材料上以羟基磷灰石和磷酸三钙应用性能较好,在高分子材料上目前材料种类多样,以生物相容性优良的材料应用较多。⑤因此,在骨组织工程支架材料的选择上应更好地了解它们的特性,避免复杂化,以生产更具增强功能的支架。然而,目前报告的绝大多数文献对临床的适用性都是探索性的,具体适合哪种疾病的治疗还有待检验。未来骨支架的发展需体现在这几个方面:与缺失骨相匹配的力学性能、降解速率可控、促进骨再生力强以及附有特定功能。

掘进机内喷泡沫高效降尘技术联合实验研究

煤矿生产中,粉尘是影响安全的重要因素,为了减少掘进产生的粉尘,对掘进机内喷泡沫降尘的工艺进行了分析,通过掘进机现场工作原理验证了内喷泡沫降尘的可行性;设计了水射流吸液装置与发泡装置,通过正交计算法分别确定了两者的重要参数;最终通过与某公司开展联合仿真实验,确定了装置使用的最佳参数,验证了掘进机内喷泡沫高效降尘技术的可行性与高效性,为后续研究奠定了理论与实验基础。

泡沫射流冲砂解堵工艺在孤岛油田的应用

孤岛油田属于疏松砂岩油藏，微细的地层砂粒运侈堵塞防砂管柱，易造成绕丝筛管或割缝管缝隙堵塞，严重影响到油井供液能力。利用氮气产生的泡沫流体作为射流冲砂解堵介质，结合泡沫流体及高压射流解堵工艺的优点，在室内用搅拌法评价了发泡剂的性能，优选发泡剂的使用浓度为3％～5％。现场试验效果表明，泡沫射流冲砂解堵工艺能够冲出井简内和防砂工具中的颗粒堵塞物，助排效果好，能较好地解决油井砂堵问题。

压缩空气泡沫射流轨迹研究

根据质点运动学、弹道学和流体力学的原理建立压缩空气泡沫射流轨迹方程,介绍方程中关键参数的确定方法。在压缩空气泡沫射流实测曲线轨迹基础上对方程进行修正。在两种泡沫状态、不同角度下进行喷射试验,经验证修正后的方程计算出的轨迹曲线与实测曲线拟合度较高。

新的多孔泡沫镍制备工艺

针对目前泡沫金属制备方法的缺点,提出了一种泡沫金属制备的新方法——电解液喷射沉积法。研究了喷射沉积制备泡沫镍的工艺,自行研制了试验装置,制备了具有不同孔隙率的泡沫镍试样,分析了相关工艺参数（电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等）对泡沫镍微观结构的影响。结果表明：采用相对较低的镍离子浓度配方Bath A对制备均匀致密的枝晶多孔结构有利。随着电流密度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐降低;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增加。总体上采用电解液喷射沉积法制备的泡沫镍的孔隙率在30~70%之间。

便携式磨料水射流破拆及灭火性能研究

介绍了国内破拆装置的现状及问题。分析了水射流技术应用于消防破拆方面的优势,设计出便携式破拆装置,介绍了该装置的技术方案和实施方案。本装置利用压力水源,与磨料混合后经喷嘴喷出进行破拆作业,破拆后立即切换成泡沫灭火状态,实现快速破拆及灭火的双重功效。结果表明,便携式破拆灭火装置可应用于密闭空间火场及易燃易爆等危险场合,机动性能好、破拆效率高、发泡率大。

三种聚能装药结构形成射流的对比分析

为了对比不同聚能装药结构形成射流的特性,应用改进的PER理论模型,结合Autodyn有限元软件,理论和数值模拟研究了单锥罩、带隔板单锥罩和带隔板偏心亚半球罩三种装药结构的射流成型过程。计算了药型罩绝对压垮速度、绝对偏转角、压垮角、射流速度、射流质量等成型参数,获得了三种装药结构形成射流的形状。结果表明,带隔板偏心亚半球罩形成射流效果最佳,其质量堆积点位置降低了约20%,射流质量占药型罩质量提高了12.2%。数值模拟与理论计算结果吻合较好,研究结果为聚能装药战斗部的设计提供参考。

多孔泡沫金属制备技术研究现状

介绍了多孔金属制备技术存在的问题,综述了多孔金属制备技术的研究现状和分类,提出了新型多孔金属制备方法—电解液喷射沉积法。并重点介绍了电解液喷射沉积法的原理及特点。

压缩空气泡沫系统液下喷射的可行性研究

通过模拟油罐灭火试验,对液下喷射压缩空气泡沫的灭火性能进行了评估。试验结果表明,液下喷射压缩空气泡沫抑制油罐火灾具有可行性,试验中采用氟蛋白泡沫灭火剂和水成膜泡沫灭火剂均可以取得较好的控、灭火效果,不同品牌泡沫灭火剂之间的灭火效果并无显著差异。发泡倍数对灭火效果的影响起主导作用,液下喷射压缩空气泡沫的适宜发泡倍数范围为4～8倍,并应按泡沫灭火剂原设计混合比使用。

压缩空气泡沫系统用于油罐液上喷射的可行性研究

压缩空气泡沫系统与传统泡沫系统在应用方式和性能方面存在重要区别,在油罐火灾防护中使用压缩空气泡沫灭火技术具备诸多益处,因此本文通过模拟油罐灭火试验,采用90%控火时间和灭火时间作为评价指标,评估分析压缩空气泡沫系统用于油罐液上喷射的可行性以及泡沫溶液供给强度、泡沫液类型等影响因素对灭火效果的影响。试验结果表明,固定式压缩空气泡沫系统采用液上喷射方式具有技术可行性,特别是在泡沫灭火剂储备量方面可低于现有吸气式泡沫系统。较高的泡沫供给强度可以获得更好的灭火效果,5 L/(min.m2)已接近液上喷射压缩空气泡沫的临界供给强度。对于控、灭火时间,均遵从"成膜型"泡沫灭火剂优于"非成膜型"泡沫灭火剂这一规律。

电解液喷射沉积制备泡沫镍技术及其应用现状

介绍了电解液喷射沉积制备泡沫金属技术,说明了电解液喷射沉积法的原理及特点,综述了泡沫镍在电极材料、催化剂载体和超级电容器等方面的应用。

油罐液下喷射压缩空气氟蛋白泡沫的试验研究

液下喷射泡沫灭火方式比液上喷射方式更为安全可靠,具有优异灭火性能的压缩空气泡沫灭火技术具有液下喷射的潜在可行性。通过设计的模拟油罐试验装置,在5 L/（min·m2）的泡沫溶液供给强度下,对液下喷射氟蛋白泡沫穿过全汽油层灭火的效果进行了评估。结果表明,液下喷射压缩空气氟蛋白泡沫控制油罐火灾具有技术可行性和安全可靠性,控、灭火效果良好。为获得较低的泡沫含油率和较好的泡沫稳定覆盖层,液下喷射压缩空气氟蛋白泡沫的适宜发泡倍数为3-8。

低液量水平井泡沫酸化射流解堵技术研究与应用

孤岛油田属于疏松砂岩油藏,地层微细砂粒运移易堵塞防砂管柱,造成了约30%的水平井出现低液量。针对水平井堵塞问题,研究并应用了泡沫酸化射流解堵技术。介绍了水平井泡沫酸化射流解堵工艺原理,评价了酸化解堵剂、发泡剂的性能,优选出发泡剂使用浓度为0.3%～0.5%,酸化解堵剂使用浓度为10%～15%。现场试验效果表明,泡沫酸化射流解堵技术能够有效解决水平井防砂管柱的堵塞问题,共施工14井次,成功12井次,成功率85.7%,累积增油量已达4540t,单井平均增油378.3t。

液态金属熔池中气泡-液体两相湍流的数值模拟研究

应用欧拉-欧拉双流体模型,以及分别描述气泡和液体湍流的两相湍流模型,描述液态金属中气体射流发泡过程的两相流动及气泡分布。与实验结果的对比表明,本模型的预测能力优于前人未考虑气相湍流的模型。考查了液体物性和气泡尺寸对流场特性的影响,结果发现,液体密度越低,气泡尺寸越小,气泡分布就越均匀。

泡沫金属湍流射流发泡过程数值模拟研究

应用欧拉-欧拉双流体模型,并采用分别描述气泡和液相湍流的k-ε两相湍流模型,描述制备泡沫金属过程中气体射流发泡过程的两相流动.通过对气泡和液体在流场中的受力分析,详细讨论了阻力、升力等相间作用力对气泡分布和流体流动的影响.预测结果和文献中的实验结果进行的对比表明,在给出合理的相间作用力模型时,该模型预测值和实验结果符合较好.但由于目前尚缺乏气体射流破碎模型,喷嘴附近还存在较明显差异.

电沉积工艺参数对泡沫镍成形速度的影响

介绍了电解液喷射沉积制备泡沫镍的原理,讨论了相关电沉积参数对电沉积速度的影响,并且对影响因素进行了基础研究。结果表明,电流密度及电解液喷射速度与沉积速度呈线性关系,电流密度越大,成形速度越快;喷射速度越高,成形速度也越快;喷嘴口径大时,相应增大了电铸面积,提高了电铸的速度;电铸速度随喷嘴扫描速度的提高,略有下降。

固定顶储罐液下喷射泡沫灭火技术

与液上喷射泡沫灭火系统相比,液下喷射泡沫灭火系统具有安全可靠、灭火速度快、节省投资等优点,但却存在单向阀易渗漏问题。针对这一问题,提出了通过在单向阀和控制阀之间增设爆破片,或在灭火系统泡沫喷口处设置泡沫带以及改善单向阀密封性能等解决方法。对爆破片的选用应注意其材质、爆破压力、型式、位置的选择。液下喷射泡沫灭火技术在储存汽油、柴油、煤油、润滑油及原油的固定顶储罐上具有广阔的应用前景。