基于动力学的高压脉动水锤装置特性研究

发布时间：2017-08-28 01:16

  本文关键词：基于动力学的高压脉动水锤装置特性研究

  更多相关文章： 高压脉动水锤 脉动压力 冲击压力 静压力 数值求解

【摘要】：高压脉动水锤装置是一种利用水的“不可压缩”性和水力锤击效应对连接的高压管路产生脉冲压力的冲击设备,利用其产生的脉动冲击压力对煤层施加周期性交变应力,增裂并连通煤层原有孔隙,增加煤层有效孔隙,极大程度的解决了透气性系数低、煤层瓦斯压力高的煤层注水难的问题。因此深入研究水锤装置的机理及特性具有重大意义。本文通过动力学分析研究水锤装置结构参数与特性参数的关系,以此来优化水锤装置的设计,本文主要内容有:首先,本文介绍了煤层注水技术的国内外现状,提出高压脉动水锤装置所具有的特性应用于煤层注水潜力巨大,从而指出本课题的主要任务:高压脉动水锤装置的特性研究。其次,基于高压脉动水锤装置的工作原理和对活塞组件的运动分析,分段建立微分运动方程来表示水锤装置活塞组件的运动规律,并通过数学分析求解微分方程,得到水锤装置的结构参数与特性参数的关系。最后,通过数值求解初始结构参数下水锤装置的特性参数,并与实验测得的特性参数进行比较分析,验证了理论计算的正确性。在理论计算正确的基础上,通过理论计算数值求解模拟不同结构参数下水锤装置的特性参数,分析结构参数对特性参数的影响规律,为以后水锤装置的研究设计提供理论依据。
【关键词】：高压脉动水锤 脉动压力 冲击压力 静压力 数值求解
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 1 绪论16-27
• 1.1 课题背景16
• 1.2 煤层注水的背景16-17
• 1.3 影响煤层注水技术因素17-18
• 1.4 提高煤层注水措施18-19
• 1.5 煤层注水技术国内外现状19-21
• 1.6 高压脉动水锤装置的提出21-22
• 1.7 高压脉动水锤装置结构及工作原理22-23
• 1.8 本课题的目的及意义23-24
• 1.9 本课题的研究内容及方法24-26
• 1.10 本章小结26-27
• 2 高压脉动水锤装置的动力学分析27-54
• 2.1 高压脉动水锤装置求解模型27-28
• 2.2 高压脉动水锤装置安装时结构参数关系分析28-29
• 2.3 蓄能阶段装置结构参数间关系29-34
• 2.4 触发阶段求解模型34-35
• 2.5 冲击阶段求解模型35-45
• 2.6 冲击阶段动力学分析45-53
• 2.7 本章小结53-54
• 3 高压脉动水锤装置动态特性分析54-63
• 3.1 实验目的54
• 3.2 实验台介绍54-57
• 3.3 测试系统与测试方法57-59
• 3.4 试验步骤59-60
• 3.5 试验数据处理与分析60
• 3.6 实验测量结果与数值求解结果对比分析60-62
• 3.7 本章小结62-63
• 4 理论分析水锤装置结构参数对其动态特性的影响63-73
• 4.1 主弹簧初始压缩量对装置动态特性的影响63-66
• 4.2 主弹簧刚度对装置特性参数的影响66-67
• 4.3 活塞直径对装置特性参数的影响67-68
• 4.4 空心管柱塞直径对装置特性参数的影响68-70
• 4.5 水系体积对装置特性参数的影响70-72
• 4.6 本章小结72-73
• 5 总结展望73-76
• 5.1 主要结论73-74
• 5.2 展望74-76
• 附录76-83
• 附录 1：不同主弹簧初始压缩量条件下装置动态特性76-77
• 附录 2：不同主弹簧刚度条件下装置动态特性77-79
• 附录 3：不同活塞直径条件下装置动态特性79-80
• 附录 4：不同空心管柱塞直径条件下装置动态特性80-81
• 附录 5：不同水系体积条件下装置动态特性81-83
• 参考文献83-88
• 作者简历88-90
• 学位论文数据集90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 闫家华;千米立井排水水锤的计算与防护措施[J];煤炭工程;2004年01期

2 孙宁;孙振松;;千米立井排水系统停泵水锤数值模拟[J];矿山机械;2006年12期

3 刘光临,诸葛伟林,赵金标,陈国盛;高炉密闭循环冷却水系统水锤分析研究[J];冶金动力;2002年03期

4 葛旭星;;长输管路水锤压升的浅析[J];广东化工;2013年23期

5 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 黄靖;谢水波;;多功能水泵控制阀的水锤防护特性及其应用[A];第二届全国水力学与水利信息学学术大会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 中铁五局(集团)有限公司海外工程分公司 张朋;建筑给水中的水锤防护技术[N];经济信息时报;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 祝飞;基于动力学的高压脉动水锤装置特性研究[D];中国矿业大学;2016年

2 汪喜乐;长距离大管径多支管重力流供水工程的水锤防护研究[D];长安大学;2012年

3 董茹;某市长距离低扬程大管径多起伏有压输水工程水锤分析及防护技术研究[D];长安大学;2012年

4 蒋琳琳;长距离重力流输水管路水锤压力数值模拟[D];天津大学;2012年

5 魏闯;输配水管网水锤压力分布特征研究[D];石河子大学;2011年

，

本文编号：746660