典型文献
双空化射流中心体结构优化及破煤岩特性
文献摘要：
水射流割缝造网技术是增加煤层透气性、提高煤层气开采效率的有效途径.与普通水射流相比,空化射流因空泡溃灭产生的强大冲击具有更高的破岩效率.为进一步增强空化射流破煤岩能力以促进煤层气开发,分别利用中心体和高低压射流产生绕流空化与剪切空化来提升空化效应,提出了新型的非淹没双空化射流.基于多相流Mixture模型和RNG k-ε输运方程,对不同嵌入深度与不同形状中心体下的流场进行了数值模拟,分析了射流流场气含率和轴线速度分布特征,得到了双空化射流中心体结构的最优参数.随后,结合群泡溃灭动力学理论,将最优中心体结构下双空化射流的压力与气含率作为边界条件,利用多物质流固耦合算法与ALE(任意拉格朗日-欧拉)算法对双空化射流冲击煤岩进行了耦合求解.探究了煤岩破碎过程中流体与固体的相互作用特征及煤岩的破碎过程,并对比分析了双空化射流与普通水射流的破岩效果.研究结果表明,在中心体嵌入深度l=0.5 mm时,双空化射流的含气区域最大,在距中心体末端10 mm位置处气含率可达0.9,空化效果最好;中心体AB端均为90.锥角时,双空化射流的集束性与空化效果同时最优.由双空化射流破煤岩的流固耦合结果可知,其对煤岩的冲蚀深度和孔径明显大于普通射流,在100 μs时双空化射流对煤岩的冲蚀深度和孔径分别为普通水射流的2.4倍和1.3倍.随着时间的延长,冲蚀孔径不再明显增加,而冲蚀深度不断增大,且与冲蚀时间呈线性关系.研究结果证明双空化射流具有更强的空化效果,破煤岩能力更强,因而可在一定程度上促进煤层气的开采.
文献关键词：
煤层气;空化射流;结构优化;空泡溃灭;流固耦合
中图分类号：
作者姓名：
涂翊翔;樊辰星;钱亦楠;王晓笋;康勇;李登
作者机构：
武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室,湖北武汉 430072;武汉大学动力与机械学院,湖北武汉 430072
文献出处：
引用格式：
[1]涂翊翔;樊辰星;钱亦楠;王晓笋;康勇;李登-.双空化射流中心体结构优化及破煤岩特性)[J].煤炭学报,2022(09):3250-3259
A类：
B类：
空化射流,心体,破煤岩,水射流割缝,煤层透气性,煤层气开采,开采效率,通水,空泡溃灭,破岩效率,煤层气开发,高低压,绕流,空化效应,淹没,多相流,Mixture,RNG,输运,嵌入深度,射流流场,气含率,轴线,线速度,速度分布,最优参数,合群,动力学理论,物质流,流固耦合算法,ALE,拉格朗日,欧拉,射流冲击,破碎过程,中流,作用特征,破岩效果,AB,锥角,集束性,冲蚀深度
AB值：
0.246155
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