矿山建设中现代破岩方法综述

随着我国资源开发逐步进入深部开采阶段,深部高硬度岩(矿)石对目前地下工程中岩石破碎提出了新的挑战,各类新型破岩手段应运而生。高压水射流破岩、微波破岩以及液氮低温破岩作为三种热门新型破岩方法已被广泛研究,三种破岩方法的发展历程、工作原理以及适用场景各不相同,但是均具有广阔发展前景。在未来深部坚硬岩石地层环境中,相关研究成果以及理论方法可以为安全、高效、经济及绿色的资源开发提供一定理论基础与技术支撑。

富水软弱地层顶管施工关键技术研究

土压平衡顶管机穿越泥炭质黏土、富水粉细砂等软弱地层时,由于地基承载力偏低、地层渗透系数大,易引发土压平衡顶管机“栽头”、涌水涌砂等情况,文章以某在建的城市电力管廊项目为依托,在对泥炭质黏土、富水的粉细砂层进行双液注浆、高压旋喷桩加固处理的基础上,对土压平衡顶管机的顶管施工关键技术进行了总结,同时结合顶力过大导致管道开裂的实例,详细论述了处理措施的选择及注意事项,最终保证了顶管施工过程的安全,为类似工程提供一定的借鉴。

基于FLUENT的高压水射流喷嘴的流场仿真

针对两种不同结构型式的圆锥形喷嘴，利用计算流体力学的方法对高压水射流流场的速度、压力、介质等物理量进行两相流的数值模拟分析，并对两种喷嘴进行比较．结果表明，锥直形喷嘴的长径比在2～3时速度最佳，在长径比取值合适时，短管内会形成负压，射流的边界层主要为水滴，其稳定性取决于韦伯数．

射流式液动锤高压腔内液体压力的数学模型

为了定量分析活塞冲锤的运动状态,实现射流式液动锤性能的优化设计,以冲击式水轮机力学模型为参考,根据经典的流体力学基本定理,推导出了射流式液动锤高压腔内液体压力的数学表达式。利用以此数学表达式为核心的射流式液动锤数学模型进行计算机模拟仿真分析,得到了与实测曲线较为接近的射流式液动锤前、后腔液体压力变化曲线,表明该模型可以较准确地反映射流式液动锤的内部动力过程。

一种适用于低沸点混合制冷剂粘度测量装置的研制

针对混合制冷剂等挥发性混合物粘度测量的需要,研制了一种新的适用于测量低沸点混合物粘度的旋转式毛细管粘度计。该新型粘度测量装置在压力容器内嵌入旋转式毛细管粘度计,将旋转法升液和压力容器承压结合起来,避免了传统密封型毛细管粘度计由于抽放气的升液方式而导致混合物成分的变化,可以实现在较高压力下循环测量挥发性混合物溶液的粘度。采用R22和R290对旋转式毛细管粘度计进行了标定,并用R410A对粘度计的测量精度和性能进行了评价,粘度测量值与文献值最大相对偏差为0.81%。

南京理工大学高压实验室及其研制高压水射流切割机

南京理工大学高压实验室自８０年代初建立以来，在高压容器及武器发射管的自紧理论和工程应用、高压零部件研制、高压传感器和信号放大显示系统、高压介质等方面做了大量的工作。９３年以来，进行了水射流切割机的研制工作，解决了超高压缸体的动态密封、高压缸体的自增强、无触点式换向传感器、内衬不锈钢组合型高压容器等诸多问题，试制成功了水射流切割机样机。

通过矩形喷嘴的非稳定液体射流(英文)

介绍了关于用矩形喷嘴进行的瞬态液体射流的实验研究结果。流动显示演示了在喷流过程中液体射流的种种不稳定现象。笔者推广了Ryhming的理论模型 ,计算了喷嘴出口的射流速度 。

饱和含水砂层地下水渗流对隧道围岩加固效果的影响研究

在分析饱和含水砂层的工程力学、渗流特性及其隧道围岩变形特性基础上,提出含水砂层中地下水流速影响高压旋喷桩加固效果的双介质模型,给出高压旋喷桩加固含水砂层失效的临界水力梯度表达式;提出饱和含水砂层中有效加固地层的双液注浆原理。工程实例表明,在采用化学注浆有效降低地层渗透性后,水泥注浆可有效加固饱和含水砂层,避免注浆失效。此技术在含水砂层隧道围岩注浆加固地层中取得成功,对类似工程有重要的参考价值。

高压水射流撞击推进剂壁面稳态流场的数值模拟

针对固体推进剂装药销毁和破碎工程的实际需求,采用N-S控制方程和标准k-ε湍流模型,基于FLUENT商用软件数值模拟了高压水射流撞击固体推进剂壁面的稳态流场。计算结果显示,喷嘴出口直径、靶距和射流攻角对射流轴向速度、壁面压力均有显著影响;在射流压力为50M Pa时,自由射流等速核区长约34mm,其直径小于喷嘴出口直径,说明射流受到空气的干扰,外围液态水发生了汽化。

轮盘式液态肥穴播深施机设计与试验研究

液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。

基于复合工作液的低速运丝电火花线切割喷液极间流场研究

利用FLUENT软件对以复合工作液为冷却介质的低速运丝电火花线切割放电间隙内流场进行了模拟,通过试验验证了仿真的正确性,结果表明维持正常切割的喷液条件是整个放电极间液流速度不为零,否则会产生切割表面烧伤及切割不稳定情况,最后提出了以复合工作液为放电介质的低速运丝电火花线切割稳定加工的研究重点。

结合水下注气系统的高压水射流清洗技术的研究

为了有效扩大水下高压水射流清洗喷嘴的有效靶距,提出了一种结合水下注气系统的高压水射流清洗技术;设计了一套结合水下注气系统的高压水射流水下模拟实验装置,该装置通过水面高度控制和压力控制有效抑制了大流量水射流实验工况下的内部压力波动;计算并分析了在水深为10m的水下清洗过程中,喷嘴外环流内的气液比对射流流场的影响。分析结果表明,增大喷嘴外环流中的气液比,可以有效地增大射流的喷射速度,研究结果为水下清洗实际作业提供了理论依据。

基于Fluent的前混合磨料水射流高压管道流场的数值模拟

利用Fluent软件对前混合磨料射流技术高压管道中的液固两相流场进行数值模拟,得出了水、磨料在管道中速度云图和磨料的体积分数分布图,考察了磨料浓度,高压管直径及水流量等参数的影响。结果表明,磨料浓度越大,水和磨料在出口处获得的平均速度越小,实现水和磨料的充分混合的距离越长。在流量一定的情况下,随着管道直径的增大,水的入口速度减小,水和石英砂的出口处平均速度v减小,而在管径相同或入口速度相同的条件下,水流量越大出口平均速度越大,磨料的密度对出口速度影响不大,但密度大的磨料需要经过较长的距离才能和水实现充分完全的混合。

页岩气压裂高压管汇失效风险分析及防控措施

针对大排量、高压力页岩气压裂施工作业中存在的高压管汇失效风险,分析了某公司近年来的高压管汇失效事故事件,识别出了常见的失效形式及部位,构建了基于计算流体力学的固液两相流射流模型,模拟计算了失效的破坏力和伤害范围。研究结果表明:刺漏是高压管汇最常见失效形式,弯头、三通等应力集中区是刺漏失效的高危部位;100 MPa工况时刺漏影响范围可达100 m,离刺漏点1 m处,流体流速为260 m/s,打击压力达3.5 GPa,远超防护钢板抗剪切强度。根据风险分析及事故模拟结果,从本质安全、工艺改进、管理、信息化提升4个维度提出了防控措施,为页岩气压裂施工作业安全防控措施的制定提供了参考。

高压射流均质果胶-乙醇-水悬浊液研究

针对韧性材料果胶,研究单一载料介质(水)和混合载料介质(xA=0.24的乙醇-水混合物)对高压射流均质过程射流噪声和料腔压力以及颗粒微细化程度的影响。结果表明,果胶-乙醇-水悬浊液比果胶-水溶液的射流噪声明显增大,平均声压增加近81%,说明二元组分载料介质强化了高压射流均质过程的气-液相互作用,加剧了气泡溃灭造成的冲击作用。经过高压射流均质处理,果胶颗粒尺寸明显减小,颗粒原有的片状结构被破碎成丝状和碎块状。

毛细管区带电泳法测定克拉维酸钾及其制剂的含量

目的建立简便、快速分析克拉维酸钾及其制剂的毛细管区带电泳方法。方法采用非涂层石英毛细管柱,有效长度50 cm;运行缓冲溶液,20 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH 6.0);工作电压25 kV;进样电压20 kV,进样时间5 s:柱温20℃;检测波长21 4 nm。结果克拉维酸钾在52.08～312.5 mg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.999 6。阿莫西林克拉维酸钾(7:1)分散片的平均回收率(n=9)为99.2%,相对标准差(relative standarddeviation,RSD)为0.77%;阿莫西林克拉维酸钾(4:1)干混悬剂的平均回收率(n=9)为99.4%,RSD为1.0%;最低检测限为1.953 mg/L。结论本方法简便、准确、快速,为克拉维酸钾及其制剂生产中的质量控制提供了一种新的分析手段。

碟簧对射流式冲击器密封影响研究

以SC-86H高压高能射流式冲击器为研究对象,通过密封试验及ANSYS-LSDYNA有限元分析手段,研究了碟簧对用于端面密封的密封圈密封性能的影响。结果表明:在高压流体环境下,碰撞后碟簧变形会引起密封盖与射流元件密封配合面出现分离间隙,而较大的间隙张开量是导致密封圈失效的关键。间隙张开量与碟簧叠合数量负相关,当碟簧叠合数量为三片以下时,最大间隙张开量大于0.187 mm,密封圈损毁失效;当碟簧叠合数量为四片时,最大间隙张开量为0.086 mm,密封圈存在较高的失效风险;当碟簧叠合数量达到五片以上时,最大间隙张开量小于0.049 mm,可保证密封圈密封长期有效。此外,随着碟簧数量增加,碟簧中最大应力下降,三片碟簧叠合可满足碟簧的应力强度最低要求,考虑到疲劳及密封,碟簧数量应选择五片以上。

佐米曲普坦与其右旋对映体的毛细管电泳手性分离

目的建立手性分离方法并检查佐米曲普坦光学纯度。方法通过手性拆分剂种类及浓度、缓冲液pH及浓度、温度及电压的优化,选择最佳的手性分离条件。结果最佳分离条件缓冲液为200 mmol/L磷酸盐缓冲液(用磷酸调pH值为2.3,内含21 mmol/L三甲基-β-环糊精);检测波长为214 nm;电压为12 kV;温度为22℃,基线分离了佐米曲普坦及其对映体。结论建立的毛细管电泳法可用于佐米曲普坦的手性分离,为产品的质量控制提供了可靠的分析方法。

临江深厚砂层基坑渗漏原因分析及堵漏处理技术

在临江深厚砂层基坑施工过程中,由于设计方案选型和施工不当引起的基坑渗漏事故经常发生,影响基坑的安全施工,甚至会造成基坑周边环境的破坏。以广州某基坑工程的堵漏施工为例,分析了渗漏出现的原因,并采取有针对性的双液注浆、高压旋喷、快干水泥结合钢板的堵漏措施。

B族维生素测定方法研究进展

B族维生素种类多、结构复杂、分析测定困难。现有的测定方法大部分为对单一类别B族维生素的测定。急需一种快速、准确、简便且能同时测定B族维生素的方法 ,便于实际应用。综述了高效液相色谱法、毛细管电泳等几种常用的同时测定多种B族维生素方法的原理以及样品的前处理程序和方法。讨论了几种方法的优缺点及使用样品的种类。并对上述方法进行了比较 。