煤体滑移流区通道瓦斯运移规律的数值模拟研究

发布时间：2017-04-05 15:18

  本文关键词：煤体滑移流区通道瓦斯运移规律的数值模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文借鉴微流动在微机电领域的应用,将微流动的理论引入到瓦斯流动过程中,通过理论分析得出在微流动中由于速度滑移造成流量增加。基于多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics中的滑移流模块建立模型,得出达到稳定时的各项数值(包括速度、压力、微通道内的压力和速度)随着温差的变化和孔径对流动的影响。通过模拟得到微通道内有滑移的各项数值要比无滑移的要均匀,有滑移条件下,整个系统的流动发生在一个整体内,无滑移条件下的流动主要单独发生在各个部分内。有滑移条件下各项数值随着温差的变大而变大,呈现一定的规律,并且对各项数值进行了拟合。在400K时孔径由1um～10um的变化下,压力的最大值和最小值、速度的最大值、x方向的最小值以及y方向的速度的最大值和最小值逐渐增大,最大压力呈现负指数式递减,最小压力呈现指数式递增。
【关键词】：瓦斯 微流动 运移规律 滑移流区
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 瓦斯微流动的研究背景9
• 1.2 研究现状9-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 主要研究内容和技术路线13-14
• 1.3.1 主要研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 1.4 研究瓦斯微流动的意义14-15
• 2 瓦斯微流动15-25
• 2.1 微流动区域的划分15-17
• 2.1.1 微流动区域的依据15
• 2.1.2 流体微流动区域划分15-17
• 2.2 微流动的特殊效应17-20
• 2.2.1 稀薄效应17
• 2.2.2 不连续效应17-18
• 2.2.3 表面优势效应18-19
• 2.2.4 低雷诺数效应19-20
• 2.2.5 多尺度多物态效应20
• 2.3 微流动的处理方法20-21
• 2.4 瓦斯微流动21-25
• 2.4.1 瓦斯流动区域的划分21-22
• 2.4.2 瓦斯流动区域内适用的理论22-23
• 2.4.3 瓦斯微流动的影响因素23-25
• 3 瓦斯微流动的理论基础25-39
• 3.1 玻尔兹曼方程25-28
• 3.1.1 玻尔兹曼方程的简单推导25-27
• 3.1.2 弛豫理论27-28
• 3.2 Boltzmann方程的三种近似方程28-34
• 3.2.1 Euler方程和Navier-Stokes方程组28-30
• 3.2.2 Boltzmann方程的二阶近似—Burnett方程组30-31
• 3.2.3 Boltzmann方程的三种近似方程的比较和应用31
• 3.2.4 细长微通道内等温一维定常流动时的Burnett方程31-34
• 3.3 速度滑移34-39
• 3.3.1 滑移流区简介34
• 3.3.2 速度滑移的简介34
• 3.3.3 滑移流区速度滑移的处理方法34-35
• 3.3.4 速度滑移的一阶表达式35-38
• 3.3.5 温度跳跃的产生及其一阶表达式38-39
• 4 煤体滑移流区通道瓦斯运移规律的数值模拟39-62
• 4.1 多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics中滑移流简介39-40
• 4.2 煤体滑移流区通道瓦斯运移规律的数值模拟40-61
• 4.2.1 模型的建立40-43
• 4.2.2 速度滑移的重要性模拟研究43-45
• 4.2.3 不同温差下滑移流区瓦斯运移规律的数值模拟45-53
• 4.2.4 不同孔径下滑移流区瓦斯运移规律的数值模拟53-61
• 4.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-65
• 作者简历65-67
• 学位论文数据集67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 王洋;黄蕾;徐斌;吴建;薛宏;;低雷诺数下液体的微尺度流动与传热[J];能源技术;2007年03期

2 王立文,高殿荣;微流动系统的研究现状与趋势[J];液压与气动;2005年10期

3 朱恂,辛明道,廖强;气体在任意截面形状微尺度槽道中的滑移流动[J];化工学报;2003年07期

4 文玉华,朱如曾,周富信,王崇愚;分子动力学模拟的主要技术[J];力学进展;2003年01期

5 凌智勇,丁建宁,杨继昌,范真,李长生;微流动的研究现状及影响因素[J];江苏大学学报(自然科学版);2002年06期

6 谢

本文编号：287239