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基于响应面法的煤体有效抽采半径多因素交互作用
1
作者
陈明义
刘惠族
+2 位作者
徐飞
田富超
陈晓昀
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第19期8036-8044,共9页
钻孔有效抽采半径是煤层瓦斯抽采参数设计的重要指标。为探究煤体基础物性因素(含水率、渗透率、瓦斯压力)对钻孔有效抽采半径的影响特性,首先基于煤的基质-裂隙双重孔隙理论,考虑水分对裂隙开度及基质瓦斯吸附性能的弱化影响,构建了考...
钻孔有效抽采半径是煤层瓦斯抽采参数设计的重要指标。为探究煤体基础物性因素(含水率、渗透率、瓦斯压力)对钻孔有效抽采半径的影响特性,首先基于煤的基质-裂隙双重孔隙理论,考虑水分对裂隙开度及基质瓦斯吸附性能的弱化影响,构建了考虑水分影响的煤体渗透率模型与固-气多场耦合模型;其次利用多物理场数值模拟方法并结合响应面分析法研究了不同因素对钻孔有效抽采半径的交互作用。研究发现钻孔有效抽采半径与初始渗透率呈正相关,而与初始瓦斯压力、含水率均为负相关;建立了瓦斯抽采半径与三个因素的二次多元响应面模型,并分析发现含水率、初始瓦斯压力、渗透率对钻孔有效抽采半径的影响显著性逐次降低,并且在一定程度上,煤体初始瓦斯压力的增加会弱化煤岩初始渗透率和含水率对钻孔有效抽采半径的影响,煤体初始渗透率和含水率也会显著改变初始瓦斯压力对钻孔有效抽采半径的影响,然而煤体初始渗透率几乎未改变含水率对钻孔有效抽采半径的影响。
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关键词
有效抽采半径
含水率
渗透率
瓦斯压力
响应面法
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职称材料
针环式电极大气压下氩气等离子体射流长度影响因素研究
被引量：
1
2
作者
田富超
陈雷
+2 位作者
裴欢
白洁琪
曾文
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3682-3689,共8页
为掌握反应器结构参数和放电参数对大气压非平衡等离子体射流(N-APPJ)的射流长度的定量影响,设计了多结构的针-环式电极氩气等离子体射流装置,分别研究了放电电压、电极间隙、高压电极放电末端与接地电极的距离及氩气体积流量对射流长...
为掌握反应器结构参数和放电参数对大气压非平衡等离子体射流(N-APPJ)的射流长度的定量影响,设计了多结构的针-环式电极氩气等离子体射流装置,分别研究了放电电压、电极间隙、高压电极放电末端与接地电极的距离及氩气体积流量对射流长度的影响,并采用发生光谱法对该反应器产生的等离子体电子激发温度进行了计算。结果表明:等离子体射流的最大长度可达80 mm;高压电极放电末端与接地电极之间的距离越大,射流长度越长但不是线性增长;射流长度随电极间隙的增加呈现先增大后减小的趋势且在电极间隙为4.5 mm时该射流达到最大长度;随着氩气体积流量的增加,等离子体射流长度也呈现出先增大后减小的趋势且减小的幅度较低;电子激发温度在高压电极和接地电极处较高,两电极之间部分次之,在石英管出口处会有比较明显的下降。
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关键词
大气压等离子体射流
介质阻挡放电
射流长度
电极结构参数
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职称材料
大气压下氦气、甲烷、空气等离子体射流发射光谱诊断研究
被引量：
1
3
作者
田富超
陈雷
+2 位作者
裴欢
白洁琪
曾文
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2694-2698,共5页
在等离子体射流的辅助下,液体的雾化特性能够得到一定程度的改善,等离子体辅助雾化具备应用于超细水雾抑制瓦斯爆炸领域的潜力。然而,由于等离子体射流中存在的多种活性粒子对于燃烧存在促进作用,因此有必要对瓦斯气体存在的条件下等离...
在等离子体射流的辅助下,液体的雾化特性能够得到一定程度的改善,等离子体辅助雾化具备应用于超细水雾抑制瓦斯爆炸领域的潜力。然而,由于等离子体射流中存在的多种活性粒子对于燃烧存在促进作用,因此有必要对瓦斯气体存在的条件下等离子体中的活性粒子种类进行定量分析。在大气压下开展了以氦气作为载气对预混的甲烷和空气进行介质阻挡(DBD)放电研究。结果表明,等离子体射流中的主要活性粒子为OH基团、N_(2)的第二正带系、CH基团、HeI原子以及少量的O原子,其中甲烷电离区的谱线主要集中在400~600 nm。增大峰值电压和氦气掺混体积流量比都可以有效提高等射流中活性基团的含量。采用N_(2)第二正带系的连续谱带做最小二乘线性拟合,对等离子体射流的振动温度进行了计算,得到大气压氦气/空气-甲烷等离子体射流的振动温度在2000~4000 K之间。随着峰值电压和氦气掺混比的增大,振动温度都呈现增大趋势。利用HeI原子激发能差较大的5条谱线做最小二乘线性拟合,对等离子体射流的电子激发温度进行了计算,得到大气压氦气/空气-甲烷等离子体射流的电子激发温度在3500~13000 K之间。随峰值电压的增大,电子激发温度表现出增大的变化趋势,随着氦气掺混比的增大,电子激发温度表现出减小的变化趋势,分析发现随着氦气体积流量的增大,使得射流发生器内的气流变快,带走了发生器内更多的热量,导致电子激发温度下降。
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关键词
介质阻挡放电
发射光谱
电子激发温度
振动温度
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职称材料
题名
基于响应面法的煤体有效抽采半径多因素交互作用
1
作者
陈明义
刘惠族
徐飞
田富超
陈晓昀
机构
石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
石家庄铁道大学土木工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第19期8036-8044,共9页
基金
国家自然科学基金(52174230,51804201)
河北省自然科学基金(E2020210081)
+1 种基金
煤矿安全技术国家重点实验室开放基金(2021-KF-23-04)
石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2023059)。
文摘
钻孔有效抽采半径是煤层瓦斯抽采参数设计的重要指标。为探究煤体基础物性因素(含水率、渗透率、瓦斯压力)对钻孔有效抽采半径的影响特性,首先基于煤的基质-裂隙双重孔隙理论,考虑水分对裂隙开度及基质瓦斯吸附性能的弱化影响,构建了考虑水分影响的煤体渗透率模型与固-气多场耦合模型;其次利用多物理场数值模拟方法并结合响应面分析法研究了不同因素对钻孔有效抽采半径的交互作用。研究发现钻孔有效抽采半径与初始渗透率呈正相关,而与初始瓦斯压力、含水率均为负相关;建立了瓦斯抽采半径与三个因素的二次多元响应面模型,并分析发现含水率、初始瓦斯压力、渗透率对钻孔有效抽采半径的影响显著性逐次降低,并且在一定程度上,煤体初始瓦斯压力的增加会弱化煤岩初始渗透率和含水率对钻孔有效抽采半径的影响,煤体初始渗透率和含水率也会显著改变初始瓦斯压力对钻孔有效抽采半径的影响,然而煤体初始渗透率几乎未改变含水率对钻孔有效抽采半径的影响。
关键词
有效抽采半径
含水率
渗透率
瓦斯压力
响应面法
Keywords
effective extraction radius
moisture content
initial permeability
initial gas pressure
response surface method
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
针环式电极大气压下氩气等离子体射流长度影响因素研究
被引量：
1
2
作者
田富超
陈雷
裴欢
白洁琪
曾文
机构
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
沈阳航空航天大学航空发动机学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3682-3689,共8页
基金
辽宁省自然科学基金项目(2020-KF-13-03)
沈阳市科技局项目(RC200010)
国家自然科学基金项目(52174230)资助。
文摘
为掌握反应器结构参数和放电参数对大气压非平衡等离子体射流(N-APPJ)的射流长度的定量影响,设计了多结构的针-环式电极氩气等离子体射流装置,分别研究了放电电压、电极间隙、高压电极放电末端与接地电极的距离及氩气体积流量对射流长度的影响,并采用发生光谱法对该反应器产生的等离子体电子激发温度进行了计算。结果表明:等离子体射流的最大长度可达80 mm;高压电极放电末端与接地电极之间的距离越大,射流长度越长但不是线性增长;射流长度随电极间隙的增加呈现先增大后减小的趋势且在电极间隙为4.5 mm时该射流达到最大长度;随着氩气体积流量的增加,等离子体射流长度也呈现出先增大后减小的趋势且减小的幅度较低;电子激发温度在高压电极和接地电极处较高,两电极之间部分次之,在石英管出口处会有比较明显的下降。
关键词
大气压等离子体射流
介质阻挡放电
射流长度
电极结构参数
Keywords
Atmospheric pressure plasma jet
Dielectric barrier discharge
Jet length
Electrode structure parameters
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
下载PDF
职称材料
题名
大气压下氦气、甲烷、空气等离子体射流发射光谱诊断研究
被引量：
1
3
作者
田富超
陈雷
裴欢
白洁琪
曾文
机构
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
沈阳航空航天大学航空发动机学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2694-2698,共5页
基金
国家自然科学基金项目(52174229,52174230),辽宁省自然科学基金项目(2020-KF-13-03)资助。
文摘
在等离子体射流的辅助下,液体的雾化特性能够得到一定程度的改善,等离子体辅助雾化具备应用于超细水雾抑制瓦斯爆炸领域的潜力。然而,由于等离子体射流中存在的多种活性粒子对于燃烧存在促进作用,因此有必要对瓦斯气体存在的条件下等离子体中的活性粒子种类进行定量分析。在大气压下开展了以氦气作为载气对预混的甲烷和空气进行介质阻挡(DBD)放电研究。结果表明,等离子体射流中的主要活性粒子为OH基团、N_(2)的第二正带系、CH基团、HeI原子以及少量的O原子,其中甲烷电离区的谱线主要集中在400~600 nm。增大峰值电压和氦气掺混体积流量比都可以有效提高等射流中活性基团的含量。采用N_(2)第二正带系的连续谱带做最小二乘线性拟合,对等离子体射流的振动温度进行了计算,得到大气压氦气/空气-甲烷等离子体射流的振动温度在2000~4000 K之间。随着峰值电压和氦气掺混比的增大,振动温度都呈现增大趋势。利用HeI原子激发能差较大的5条谱线做最小二乘线性拟合,对等离子体射流的电子激发温度进行了计算,得到大气压氦气/空气-甲烷等离子体射流的电子激发温度在3500~13000 K之间。随峰值电压的增大,电子激发温度表现出增大的变化趋势,随着氦气掺混比的增大,电子激发温度表现出减小的变化趋势,分析发现随着氦气体积流量的增大,使得射流发生器内的气流变快,带走了发生器内更多的热量,导致电子激发温度下降。
关键词
介质阻挡放电
发射光谱
电子激发温度
振动温度
Keywords
Dielectric barrier discharge
Emission spectroscopy
Electronic excitation temperature
Vibration temperature
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于响应面法的煤体有效抽采半径多因素交互作用
陈明义
刘惠族
徐飞
田富超
陈晓昀
《科学技术与工程》
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
针环式电极大气压下氩气等离子体射流长度影响因素研究
田富超
陈雷
裴欢
白洁琪
曾文
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
3
大气压下氦气、甲烷、空气等离子体射流发射光谱诊断研究
田富超
陈雷
裴欢
白洁琪
曾文
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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