热混合层中温度脉动的分形特性

运用计盒维数方法对测量热混合层所得到的温度脉动时间系列信号进行了详细研究，对等温界面（ｉｓｏｔｈｅｒｍｉｎｔｅｒｆａｃｅ）截取时间点集合的分形维数Ｄ＝ｌｏｇ（Ｎ（ｒ））／ｌｏｇｒ在一定的尺度范围内进行了估算，界面阀值温度范围为Ｔ±１．５Ｔ′（Ｔ，Ｔ′为测量点的平均温度和脉动温度），发现对同一热混合层垂直面的不同测量点存在相同的Ｄ＝０．３５±０．０８     

扬沸过程燃烧噪声的谱分析（Ⅰ）──改进的最大熵谱法

本文通过对数字时间序列分析中最大熵谱法的研究，给出了分辨率比传统谱方法高得多的功率谱，并在扬沸火灾监测预报方面建立了扬沸前兆噪声的工程识别模型。本文第一部分讨论了改进的最大熵谱法，并通过研究热混合层的脉动温度和湍流撞击射流的脉动速度的谱结构，验证了该方法的可行性。     

正方形煤油池火燃烧特性研究

实验研究了无风条件下正方形煤油池火的燃烧特性,包括燃烧速率、火焰高度和火焰脉动频率等。正方形油池边长分别为0．2m,0．4m,0．6m,0．8m,油池壁面高度均为0．13m。利用图像处理技术分析了油池火火焰高度,并在此基础上建立了获取火焰脉动频率的两种方法。研究发现,油池壁面高度的存在使油池火的燃烧速率低于理论值;燃烧速率实验值与油池特征尺寸（d／L）呈单调递减关系;较小尺度油池的平均火焰高度与理论预测值比较接近,但较大尺度油池的平均火焰高度明显低于理论预测值;油池壁面的存在使油池火脉动频率低于理论值;随特征尺度（d／L）的增加火焰的脉动频率范围加大,脉动不稳定加剧。     

基于正交试验响应面法的烟气层概率分布计算

为计算随机参数下火灾烟气层温度和厚度的概率分布,该文提出了基于正交试验响应面的可靠度计算方法。通过正交试验表确定分析计算参数组,并借助火灾动力学分析软件计算不同参数组下烟气层的温度和厚度响应,进一步拟合出输入参数和输出参数的响应面函数,在此基础上结合验算点法计算烟气层温度和厚度的概率分布,算例分析表明该方法具有计算精度高、计算量小的特点。     

围压作用下自振空化射流脉动特性实验研究

就围压下自振空化射流动压力特性进行了实验研究,其实验结果表明：在围压作用下,自振空化射流脉动幅度存在最优喷距,并且最优喷距随围压的增大而增大;在压降一定情况下,脉动幅度随围压的增加而减小;在围压和压降一定时,自振空化射流的最大冲击压力明显高于普通连续射流;自振空化射流的脉动频率,基本不随围压、压降和喷距的变化而变化,在本实验条件下,基本保持在１．３８ＫＨｚ 左右     

大坝减震气幕实验研究

针对平面模型 ,从流固耦合理论出发 ,以有限元分析为主要研究手段 ,应用基于理想气体状态方程的气幕隔震的压力有限元模型 ,计算坝体动力响应。结果表明气幕对大坝有良好的隔震性能 ,可降低水压力75 %以上。针对平面模型 ,用初位移激震分几种工况进行实验。用位移传感器测得坝面的位移时程 ,动水压力用脉动传感器进行测量。模型实验得到气幕减震后 ,动水压力降低 70 % ,与计算结果基本相符。证明了理论的正确性。     

一种基于质心距脉动特征的火焰轮廓识别算法

火灾视觉特征的提取是火灾图像探测的关键问题。提出了一种描述火灾火焰轮廓脉动信息的火焰图像质心距脉动模型,即先用质心距来描述火焰的轮廓信息,再利用傅立叶描述子描述火焰轮廓变化的时空信息,采用距离来度量相邻两帧图像轮廓的变化幅度。实验结果表明,对于火灾火焰视频图像而言,其相邻两帧之间的脉动幅度、变化频率要明显高于受控燃烧、光源干扰等非火灾情况,可有效应用于火灾火焰的识别。研究表明,该方法能有效地探测火灾的发生,降低系统的误报率。     

页岩气开采往复式压缩机管路系统气流脉动优化与结构振动安全评价

页岩气开采往复式压缩机管路系统长期受到气缸排出的高压脉动气体冲击载荷，引发受迫振动，严重影响开采效率与人员安全。针对脉动最为剧烈的二级排气管路，运用有限元仿真方法，分析气流脉动超标情况，掌握气流脉动变化规律，采用正交试验方法，开展气流脉动优化研究，掌握了不同孔板孔径比对管路系统气流脉动的影响规律。结果表明，缓冲罐出入口管道孔板孔径比分别为0.4与0.45时，管路系统气流脉动抑制效果最优。据此，结合气流脉动周期性激励特点，建立了管路系统结构动态振动仿真模型，采用双向流固耦合方法，评价管路系统振动安全性能。优化后管路系统气流脉动幅值仅为API 618标准的18.50%,相比原模型减小了87.98%,且优化后管路系统振动安全，数值模拟与现场试验最大误差为振动位移误差12.14%,符合工程误差要求。     

瞬态温度载荷下固液混合装药内部温度响应研究

为了研究瞬态温度载荷作用下固液混合装药起爆点火过程,设计了瞬态温度载荷试验装置和瞬态温度测试系统。用黑火药爆炸温度作为瞬态温度载荷,测试了固液混合装药内部的温度响应过程,并与数值模拟进行对比分析。结果表明,设计的瞬态温度载荷测试系统可以研究装药对瞬态温度的响应。     

基于LDA的均直巷道断面风速分布规律实验研究

针对传统井下测风方法以及传统接触式流速测量方法的局限性,以矩形均直巷道断面风速实验测试为例,利用非接触式测试技术激光多普勒测速仪（LDA）对断面风速进行实验测试。实验表明:在平均风速为3m/s左右的均直巷道内的稳定流动下,断面风速分布近似呈矩形环状封闭波动曲线,测点风速具有极度的脉动现象,但测点速度大小服从正态分布。在不同断面平均风速下,断面轴线上风速分布均近似服从指数函数形式。研究表明,LDA测试技术能够较好的反映实验巷道流场风流湍流脉动特性,可以作为研究矿井通风一系列复杂流动的实验手段。     

不同磁性金属丝对丙烷爆炸反应抑制机理研究

为探究不同材质金属丝自身磁性差异对抑制气体爆炸的影响,在密闭圆形管道中进行丙烷-空气爆炸实验,采取爆炸瞬态压力测试、产物组成色谱检测和数值模拟机理分析相结合的方法进行探究。结果表明:与填装非磁性铝丝组相比,铁磁性铁丝组爆炸压力峰值更低;产物中一氧化碳和二氧化碳含量减少,残余丙烷和生成烃类物质种类和含量均增多;模拟分析得到温度敏感性基元反应R96,R1,R334,R276,R396,R254促进温度升高,R104,R409,R19,R358抑制温度升高;铁磁性的铁丝可能由于自身的感应磁场效应使其抑制自由基反应较铝丝更为有效。研究方法将产物分析与数值模拟相结合,对分析爆炸特性和抑爆机理具有参考意义。     

Wire-mesh inhibition of jet fire induced by explosion venting

Explosion venting is widely applied in industrial explosion-proof designs due to the convenient, economical and practical features of this method. Natural gas is usually stored in storage tanks. If the gas in the vessel is mixed with air and encounters an ignition source, explosion venting might occur, producing jet fire, generating new secondary derivative accidents and causing casualties and property losses. In this paper, a set of test platforms including wire-mesh suppression devices is established to study the inhibition of jet fire induced by explosion venting by wire mesh. The experimental research shows that a wire mesh significantly inhibits the jet fire induced by explosion venting. The flame propagation velocity and pressure clearly decrease with increasing numbers of wire-mesh layers. The wire-mesh structure significantly affects the flame propagation, and the more layers of mesh there are, the better the suppression effect is. The flame temperature gradually decreases with the addition of the wire mesh. The mesh size significantly affects the pressure propagation of explosion venting. The explosion pressure gradually decreases with the addition of the wire mesh. With increasing distance between the wire mesh and the explosion vent, the maximum temperature first increases and then decreases, and the maximum explosion pressure first decreases and then increases. In the case of single gas cloud, the flame suppression effect is the most obvious when the wire mesh is 0.2 m away from the explosion vent. In the case of double gas clouds, the flame suppression effect is the most significant when the distance between the wire mesh and the first gas cloud is 0.4 m.     

高峰矿提升机用钢丝绳无损检测方法的研究

介绍了利用漏磁场原理检测钢丝绳断丝 ,磁桥回路测量钢丝绳磨损信号 ,并实现在一个传感器中对上述多种缺陷的综合检测。在信号处理方面 ,结合不同信号特征 ,设计了相应的电路和处理软件 ,实现了缺陷的定量检测     

高温矿井空调冷负荷计算

空调冷负荷的计算是高温矿井采用人工制冷的关键 ,从几个方面讨论了它的计算方法。     

金属丝网对甲烷/空气预混火焰管道内传播的影响

为研究管道内金属丝网对甲烷/空气预混火焰传播的影响,通过实验和三维数值模拟研究安装金属丝网的管道内火焰传播特性以及流场、温度场的变化。结果表明:40目4层的金属丝网可以使火焰淬熄,30目4层的金属丝网无法淬熄,但可以使火焰停滞3 ms;大涡模型可以很好地对管道内火焰淬熄现象进行模拟;当火焰穿过30目4层金属丝网时,速度增大,在Kelvin Helmholtz不稳定和Rayleigh Taylor不稳定的耦合作用下形成湍流;金属丝网的目数会影响热量在丝网层中的扩散,当金属丝网为30目4层时,火焰热量扩散快,而当金属丝网为40目4层时,火焰热量扩散慢且温度大幅度衰减,衰减率达到83%。     

冷冲击条件下饱水煤样结构损伤规律研究*

为探究煤体在冷冲击影响下强度损伤特征及细观结构演化规律,通过自制低温冲击系统,利用声发射、金相显微镜宏观与细观手段结合的方法,基于ImageJ图像分析软件分别对干燥煤样、饱水煤样冷冲击前后细观结构演化进行量化表征,并通过测试渗透率验证煤体结构变化带来的增透效果,研究结果表明:在煤体中超声波波速随冷冲击温度降低而下降;相同时间内,冷冲击温度越低,声发射振铃计数表现越活跃,煤体释放能量愈大,致裂效果越显著;经冷冲击后的饱水煤样相对于干燥煤样会产生更多的斜向新生裂隙,新萌生裂隙与原生裂隙交汇贯通形成絮状网格,其渗透效果显著提升;随冲击温度的降低,抗压强度、弹性模量均增大。研究结果可为低温改善煤层透气性,增产煤层气及矿井瓦斯灾害防治技术提供理论依据。     

过负荷铜导线金相显微特征分析

为考查铜导线金相组织随截面积、过负荷时间、倍数以及加热温度、加热时间、冷却方式的变化规律,本实验制备了不同线径的铜导线过负荷不同倍数和不同时间的试样,然后对过负荷铜导线在不同温度下加热不同时间并采取自然或喷水的方式进行冷却。通过观察过负荷铜导线试样的金相组织,分析过负荷铜导线金相组织随其形成条件的变化规律。结果显示,随过负荷时间的延长,铜导线金相组织由最初的纤维状组织变成柱状或等轴晶粒;过负荷倍数越大,形成的晶粒越大;当过负荷痕迹形成后,在低于其形成温度下加热,不影响其金相组织;导线截面积和冷却方式对铜导线金相组织影响不大。在实际火灾调查过程中利用过负荷铜导线的金相组织特征来证明火灾事实时,要综合考虑过负荷的形成过程。     

石油修井作业机钢丝绳断裂失效研究

石油修井作业机钢丝绳断裂失效给人身安全和设备带来了很大的安全风险。我们分析了钢丝绳断裂机理,对采样进行综合研究认为:钢丝绳断裂的直接原因是在用钢丝绳在断裂前的脆性断丝数远远超过标准规定的报废要求,即该绳"带病工作",承载力严重降低,在过大的解卡载荷下,剩余钢丝不足以承受工作载荷,而导致断裂。笔者建议在今后的修井作业过程中,定期对钢丝绳和轮槽进行检查,及时更换不满足使用要求的钢丝绳、轮槽;钢丝绳使用过程中采用合理的润滑方法进行维护;在钢丝绳保存和转运期间,避免对钢丝绳造成损伤影响使用寿命;对于轮式修井机改用钢芯钢丝绳,避免结构破坏;鉴于卷筒旋向,今后应改用右捻钢丝绳。在修井作业过程中,解卡作业严禁超负荷施工。     

Large eddy simulation and experimental study of the effect of wire mesh on flame behaviours of methane/air explosions in a semi-confined pipe

Preventing the propagation of flames in a pipeline is an effective measure for avoiding gas explosion accidents and reducing losses. To evaluate the effect of wire mesh, acting as a porous media, experimental and simulation studies are conducted to determine the influence of the wire mesh on the dynamics of premixed methane/air flame propagation in a semi-closed pipe. Four different kinds of wire mesh with different numbers of layers are chosen in the experiments and simulation, and the mechanism of wire mesh quenching of the flame is investigated. The experimental and simulation results are consistent. Flames are quenched when 4 layers of 40-mesh or 3 layers of 60-mesh wire mesh are used; however, once the flame propagates through the wire mesh, the risk of methane combustion may increase. The wire mesh becomes the key factor causing flame folds and acceleration, and the greater the number of layers or the larger the mesh size is, the more obvious the folds after the flame passes through the wire mesh. Moreover, the combination of heat absorption and disruption of the continuous flame surface by the mesh causes flame quenching. Wire mesh can effectively attenuate the flame temperature during premixed flame propagation in a pipe, and the attenuated maximum rate reaches approximately 79% in the case of adding 3 layers of 60-mesh wire mesh.     

冷板冻结物理模拟试验研究

为了提升地铁工程盾构管片破损抢险应急救援能力,在广佛线某区间地铁隧道管片冻结封水工程中使用矩形截面的外置冻结器—冻结冷板。采用物理模拟试验,对混凝土结构外敷冷板冻结形式下的冻结规律进行系统研究,研究单排冷板、双排冷板及冻结盘管的冻结温度场变化规律,分析不同布置形式下冻结壁的界面、主面温度分布特征。研究结果表明:在冷板冻结形势下,主、界面温度分布曲线在浅部呈对数曲线形式,随深度的增加逐渐过渡成线性分布,冻结器与冻结介质的热交换面积大小对冻结效果影响比重大,适当的布置形式能大大提高冻结效率和效果。冷板冻结形式可以有效加强土层与混凝土结构交接面的冻结效果,提高交界面上胶结强度,提高冻结施工安全。