基于彩色火焰图像测量柴油机燃烧火焰温度

根据彩色三基色测量火焰温度的数学模型,以乙炔火焰为标定物,利用最小二乘法拟合温度和图像灰度值的函数曲线,运用该拟合曲线测量柴油机的燃烧火焰温度.测量结果符合柴油机燃烧规律,实验证明该方法有效可行,具有非接触式测量和可视化的优点,为柴油机的检测和改进提供了参考依据.     

不同解吸公式对含瓦斯型煤的适用性研究

为准确计算取芯过程中煤芯瓦斯的损失量,减少发生煤与瓦斯突出的次数及伤亡人数,基于高低温试验装置所测试的前60 min累计瓦斯解吸量随时间的变化曲线,采用不同解吸公式对不同温度、不同吸附平衡压力下的解吸曲线进行拟合并分析。结果表明:乌斯基诺夫式对于0℃及其以上部分的解吸数据不可拟合,可拟合0℃以下的解吸数据;文特式比王佑安式和孙重旭式的拟合效果好;巴雷尔式、指数式及博特式的拟合效果较差。     

基于最小一乘准则求解矿井通风机性能曲线

在处理矿井通风机实测数据时,传统的拟合算法很难得到最佳的拟合曲线,曲线精度不高,难以反映实际情况。针对这一问题,提出了最小一乘法求解矿井通风机性能曲线,以零偏差点个数、零偏差点比率、总偏差、平均偏差和偏差率作为评估拟合通风机性能曲线的精度指标。通过对现场实测通风机数据进行三次多项式拟合,结果表明:最小一乘法拟合的曲线方程出现了多个零偏差点,减少了异常点对曲线方程的影响,具有更高的精度。     

虚拟现实及其在粉尘扩散研究中的应用

探讨了国际上流行的虚拟现实技术 ,并针对大气中粉尘扩散的规律 ,以相关数学模型为基础 ,采用 Open GL开发了可精确地调整流场参数和观察视角的粉尘扩散三维动态场景 ,以及在重力、风速等影响因素和射流作用下粉尘扩散的三维场景。该方法为更好地掌握粉尘扩散规律 ,寻求合理预防措施提供了科学依据。此项技术在安全科学的其它领域也有很好的应用前景     

风幕集烟尘风机治理焊烟污染的研究

介绍了工业电焊烟尘的产生原理及特点,重点论述了风幕集烟尘风机在治理工业焊烟中的理论研究,论证了利用“短路流场”控制烟尘理论的可行性和先进性。讨论了造成“短路流场”的风幕集烟尘风机的结构及集烟尘原理。该项技术经对各种型式样机的研制和多次烟尘试验及大量测试分析,从理论上建立了“短路流场”数学模型,实际烟尘试验验证了其良好的集烟尘效果。为适应现场状况,提出了烟尘净化综合处理系统方案。     

旋转风幕流场的数值模拟及实验研究

基于流体力学中空气射流理论,建立气幕旋风排风罩流场的三维数学模型。影响气幕旋风排风罩效果的因素很多,主要包括:射流气动参数、吹吸气动参数以及流动空间的边界条件和装置结构等。针对不同送风速度、不同送风角度下两种情况进行分析,并利用FLUENT计算动力学软件对这两种情况下气幕旋风排风罩的流场进行了数值模拟,经过比较确定出最佳效果时的参数,并利用示综烟雾进行了实验。结果表明:所建立的气幕旋风排风罩流场的数学模型完全正确,所确定的最佳效果时的参数和实际情况基本一致,可用于工程实际。     

埋地弯管不同位置泄漏的三维数值模拟

采用有限容积法,建立了埋地管道周围土壤多孔介质三维流固耦合数学模型。借助CFD软件,分别模拟了埋地弯管不同位置泄漏前后大地温度场的变化情况及泄漏油品在土壤中的运移分布规律。模拟计算结果得出:泄漏前,各种情况下大地的温度场基本相同;泄漏后,大地温度场变化明显不同,油品在土壤中的扩散分布迥异。建议采用分布式光纤温度传感技术对管道泄漏进行检测。     

基于最小二乘法的灰色 GM（1，1）改进模型在非煤矿山事故预测中的应用

根据灰色理论及其相关理论,通过对GM（1,1）模型中微分方程使用最小二乘法多项式拟合来求解,提出一种改进GM（1,1）模型。将改进模型的预测精度与原始模型进行了比较得出采用二次多项式拟合的改进模型预测精度高于原始模型,因此采用二次多项式拟合GM（1,1）改进模型。并将该改进模型用于我国非煤矿山事故预测中,对2008-2010年我国非煤矿山伤亡事故死亡率进行预测性计算并且与真实数据进行了比对,进一步验证了模型的可行性。     

循环载荷下煤样渗透特性试验研究

以原煤煤样为研究对象,采用自主研发的三轴应力渗流实验系统,进行等幅循环加、卸载的渗透率测试,研究煤样疲劳损伤过程中渗透率对应力水平的响应特征。结果表明:上、下限应力点处渗透率随循环次数出现降低-稳定-升高3个阶段,整体呈“U”型,并且随着上限应力水平的升高,曲线有向“V”型发展的趋势。拟合结果显示:在渗透率降低阶段,渗透率与循环次数呈幂指数函数关系;在渗透率升高阶段,渗透率与循环次数呈指数函数关系,并且渗透率随循环次数的降低和升高速率与上限应力水平正相关。     

载人设备结构应力状态光纤光栅监测系统开发与应用

基于光纤光柵传感技术开发了一套载人设备结构应力状态监测系统,该系统由传感子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据存储子系统和数据显示子系统等组成。系统通过光纤光柵传感器对载人设备结构的应变波长信号进行感知;利用数据采集系统对各测点的监测波长数据进行同步采集,通过数据传输子系统实现数据的实时远程传输。然后通过软件系统实现各通道采集应力数据同步存储,并实现数据的实时显示、历史曲线查询,利用后台数据分析显示该测点部位的疲劳损伤状态和裂纹萌生寿命的预测。最后通过现场测试,证明了现场采集数据的有效性,并结合载人设备结构应力热点区疲劳损伤诊断方法初步实现了对测点部位的损伤诊断和疲劳寿命预测。为载人设备结构的维修提供依据,保障载人设备的安全运行。     

煤层瓦斯压力测定的合理封孔注浆压力研究

煤层瓦斯压力测定是煤矿安全生产基础参数测定的重要内容之一,测压成功的关键是封孔技术。当围岩裂隙较发育时需要采用压力注浆封孔,注浆压力就成为封孔的技术关键。为了确定一定围岩岩性条件下的合理封孔注浆压力,采用数值模拟的方法对测压钻孔塑性区大小进行了仿真模拟,并根据浆液渗流规律和钻孔围岩性质之间的关系建立了浆液流动数学模型,得出了合理的注浆压力为4MPa,结合新型“两堵一注”囊袋式封孔装置与CPD8M型煤层瓦斯压力自动测定仪进行了现场应用,结果表明4MPa的注浆压力满足平煤十三矿试验现场围岩条件下的封孔要求,对同类条件下瓦斯压力测定具有一定的指导意义。     

基于时空分布特征的煤层瓦斯测压准确性研究

为获得真实可靠的现场实测煤层瓦斯压力,实现煤层突出灾害等级科学评价和精准防治,通过理论分析、数值模拟和现场验证相结合的方法,以双重孔隙介质为基础,根据煤层瓦斯流动模型和瓦斯压力恢复曲线,分析煤层瓦斯压力测定的时空分布及准确性,并以桃园煤矿Ⅱ1采区10煤层为例,开展工程验证.研究结果表明:当基质瓦斯压力与裂隙瓦斯压力处于...     

加油站油流静电在线监测技术及应用

为提高加油站安全作业水平,分析了卸油、加油过程中油流静电起电因素和常用检测方法。根据高斯定理从理论上探讨了通过测量输油管道内中心电位得到油流静电电荷密度的检测原理,并基于杆球传感器以及压电传感器技术设计开发了油品静电在线监测仪,实现了对加油枪前后、加油机内部管线及过滤器油品带电情况的在线监测。测试结果表明:基于此静电监测技术,建立加油站油流电荷监测与联锁控制措施,可有效避免油品静电燃爆事故的发生,保障加油站安全生产。     

基于非分散红外技术的煤矿井下有害气体定量探测方法研究

煤矿井下有害气体的浓度监测对煤矿生产安全预警至关重要。介绍了一种基于非分散红外光谱技术能够同时定量探测煤矿井下一氧化碳、甲烷等有害气体的方法。入射红外光经过高速旋转的滤光轮,得到各种待测气体相应滤波通道的调制光信号,经怀特池中待测气体吸收后得到各种气体的吸光度。通过非线性最小二乘拟合吸收光与被测气体浓度,得到测量系统的浓度定标曲线,一氧化碳、甲烷和二氧化碳三者定标拟合相关系数分别为0.9992、0.9996和0.9998。分析了系统的测量精度,通过比较样气标准浓度与实测浓度大小,发现所有被测气体的这两组数据的相关性均大于0.998,测量误差均小于5%。实验结果表明,采用非分散红外光谱技术可以实现煤矿井下多组分有害气体的同步精确探测,为扩展煤矿安全预警技术手段提供了参考。     

基于声纳渗流技术的地铁联络通道涌水探测应用研究

针对复杂水文地质条件的地铁区间隧道联络通道涌水风险,引入声纳渗流技术探测联络通道区域内地下渗流场特征,采用三维流速矢量声纳测量仪分别进行洞内无损探测和地表井孔测量,综合判断探测区域内的渗流场分布规律。研究结果表明:声纳渗流技术可以在水文地质勘察和涌水渗漏治理中应用,快速准确地测量渗水路径、补给来源以及流速、流向、流量、渗透系数等量化指标,以此建立地下渗流场三维可视化云图,科学指导工程降水设计、涌水渗漏处理,并能验证注浆堵漏处理效果,提前防控暗挖隧道涌水渗漏风险,可为类似工程的安全风险管控提供借鉴和参考。     

除尘器三维流场自动检测系统及其应用

介绍了以五孔球形探针为主的除尘器流场自动检测系统的研制过程。同时,应用该系统对两种旋风除尘器进行了测定。测定结果表明,该系统完全满足除尘器三维流场的测定要求。     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

综合管廊燃气舱燃气爆炸冲击波传播特征研究*

为研究综合管廊燃气舱燃气爆炸冲击波的传播特征,采用数值模拟方法研究首次超压峰值和首次流速峰值的变化规律,建立首次流速峰值与首次超压峰值和填充长度的耦合关系,分析不同填充长度情况下燃气爆炸后的超压和水平流速的变化规律。结果表明:燃气爆炸后,燃气舱内存在多个超压峰值,峰值间存在明显的时间差。冲击波到达各测点的时间与燃气填充长度成反比关系。水平流速曲线随着时间的变化以0为基点上下振荡,存在正向峰值和反向峰值。随着燃气填充长度的增加,流速下降趋势变快。首次超压峰值随传播距离的增加先增大后减小再增大,随着填充长度的增加,产生超压峰值最大值的位置由接近填充长度结束的位置转移到燃气舱封闭端。首次流速峰值随传播距离的增加先增大后减小。首次流速峰值与首次超压峰值呈现正比关系,通过拟合得到流速峰值与超压峰值及填充长度的耦合关系。研究结果可为燃气舱燃气爆炸后的流速分布研究以及燃气舱防火分区的设计提供参考。