颗粒流中的冲击力_白光富

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内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响

内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响

内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能

的影响

摘要:乳化炸药由液体相和固体相组成,具有较高的爆炸能量和稳定性,广泛用于军事、民用炸药等领域。乳化炸药的爆炸性能对安全性、爆破效果等起着决定性作用。内相粒径是乳化炸药液相胶体颗粒的尺寸,直接影响炸药的爆速、爆能和爆轰稳定性等性能指标。内相粒径的控制是优化乳化炸药爆炸性能的重要途径。已有研究表明,内相粒径对乳化炸药的爆炸性能有着显著影响。然而,目前对内相粒径与爆炸性能之间关系的认识还不够深入,仍存在着一些挑战,如内相粒径测量的复杂性和爆炸性能评估的标准化问题。基于此,本篇文章对内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响进行研究,以供参考。

关键词:内相粒径;现场混装乳化炸药;爆炸性能;影响分析

引言

内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响。乳化炸药作为一种重要的爆炸装备,在军事、民用等领域广泛应用。其中,内相粒径是乳化炸药中液相胶体颗粒的尺寸,对爆炸性能有着显著影响。针对以上挑战,本研究旨在通过实验和数据分析,系统地研究内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响,为乳化炸药的制备和应用提供科学依据和技术支持。

1内相粒径及其测量方法

1.1内相粒径的定义

内相粒径是指乳化液中液相胶体颗粒的尺寸。在乳化炸药中,内相粒径的大小可以直接影响爆炸性能、稳定性和流变学特性等重要指标。

1.2影响内相粒径的因素

内相粒径的大小受多种因素的影响,包括乳化剂和稳定剂的种类和浓度、搅拌条件、乳化工艺参数、高剪切力、温度和液相性质等。这些因素会影响乳化过程中胶束的形成、成长和稳定性,进而决定内相粒径的大小。

微颗粒强化射流空化及破岩能力研究

微颗粒强化射流空化及破岩能力研究
— 34 —
石 油 机 械
CHINA PETROLEUM MACHINERY
2023 年 第 51 卷 第 8 期
◀钻井技术与装备▶
微颗粒强化射流空化及破岩能力研究

楚恒智1 郭 勇1 张 楠1 刘 斌2 任 铭2 郝 晨2 毕文欣2
(1 新疆油田公司工程技术研究院 2 中国石油集团工程技术研究院有限公司)
cultyꎬ and improves the cavitation intensity of downhole jetꎬ as the mass concentration of microparticles increasesꎬ
the vacuole cloud tends to be stableꎬ and the periodic characteristics of cavitation gradually disappearꎻ the abrasive
随着石油钻井深度的不断增加ꎬ 钻遇岩石强度
用的圆柱形空化喷嘴下游开有加砂口ꎬ 如图 2 所
图 1 空化射流可视化及冲蚀试验装置示意图
Fig 1 Schematic diagram of the cavitation jet visualization and erosion test device
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不同颗粒级配滑坡碎屑流等效冲击力及作用位置分布研究

不同颗粒级配滑坡碎屑流等效冲击力及作用位置分布研究
(18ycx088)。[NationalNaturalScienceFoundationofChina(41877524);TheProgram of“OneHundredTalentedPeople”ofChinese AcademyofSciences;PostgraduateInnovationFundProjectbySouthwestUniversityofScienceandTechnology(18ycx088)] 作者简介(Biography):李天话(1992-),男,硕士研究生,主要从事岩土工程及地质灾害方面的研究。[LITianhua(1992- ),male,M.Sc. candidate,researchongeotechnicalengineeringandgeologicalhazard]Email:345527238@qq.com 通讯作者(Correspondingauthor):樊晓一 (1974-),男,博 士,教 授,主 要 从 事 岩 土 工 程 及 地 质 灾 害 方 面 的 教 学 与 研 究 工 作。 [FAN Xiaoyi
受场地条件及滑体岩性等因素的影响,不同滑 坡碎屑流运动过程中,岩体破碎程度不同,导致其堆 积体的粒度组成差异较大。华蓥山溪口滑坡碎屑流 由粉质粘土和粒径数厘米到数十厘米的碎块石组 成[1];头寨沟滑坡碎屑流堆积体主要为 8~64mm 强 -中风化玄武岩碎屑[2,3];汶川地震诱发的牛圈 沟滑坡主沟中堆积碎块石粒径一般为数厘米至十余 厘米,数十厘米及以上者较少,而谢家店子滑坡碎屑 流堆积体含大量数十厘米至数米的大块石,十余米 长的巨石零星展布[4]。滑坡碎屑流运动过程中,粗 大颗粒的碰撞作用有利于块体之间的能量传递,对

基于颗粒流岩石破裂的宏观参数敏感性分析

基于颗粒流岩石破裂的宏观参数敏感性分析

的影 响不 是很 显 著 , 在 模 型参 数 选 择 中可 以不 予 考
关键词 : 颗粒流; 试误 法; 微观参数 ; 宏观参数 ; 敏感性
中图 分 类 号 : T D 3 1 5 . 3
文献标志码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 —1 2 7 7 ( 2 0 1 4 ) 0 2— 0 0 2 7— 0 3
d o i : 1 0 . 1 1 7 9 2 / h i 2 0 l 4 0 2 0 7
岩 石 破裂 演化 模型 , 如 图 3所 示 。
收稿 日期 : 2 0 1 3一l l — O 2 基金项 目: 民办教育发展促进项 目( 民办 8 9 2—3 4 ) 作 者简介 : 隋智 力( 1 9 7 3 一 ). 男, 黑龙 江齐齐 哈尔 人, 副教授 , 博士 , 主要从事岩土加 固技 术研究 与应用 ; 北京市海 淀区北 四环 中路 2 6 9号 , 北 京城
3 基于 P F C的宏观参数敏感性分析
运用 P F C对 岩 石 力学 试 验 进 行 模 拟 , 从 而 观察 岩石 破裂 演化 过程 。在运 用 P F C建 立岩 石 试 样模 型
矿 山崩 落采 矿 法开 采 中 的岩 体 断裂 、 坍塌 、 破碎 和岩 块 的流动 问题 。 2 ) 由粘 结 粒 子 组 成 物 体 的碰 撞 及 其 动 态 破 坏 ; 梁 结 构 的地 震 响应 及垮 塌 。 3 ) 固体 的基本 特性 研 究 , 如 累积 破 坏 、 断 裂 和声 发射。

一种基于磨粒动态冲击效应的微流体通道加工方法[发明专利]

一种基于磨粒动态冲击效应的微流体通道加工方法[发明专利]

专利名称:一种基于磨粒动态冲击效应的微流体通道加工方法专利类型:发明专利

发明人:齐欢,程金强,王扬渝,倪鹏程

申请号:CN201710417656.7

申请日:20170606

公开号:CN107081682A

公开日:

20170822

专利内容由知识产权出版社提供

摘要:一种基于磨粒动态冲击效应的微流体通道加工方法,实现所述方法的加工装置包括气驱增压泵、调压阀、压力容器、气囊和喷嘴,所述微流体通道加工方法包括以下步骤:1)根据加工需要配置设定比例混合好的磨料浆体,将其盛放到气囊内,将气囊放到压力容器内;2)利用外部供水系统为气驱增压泵提供水流,通过水流进口将水流输入到泵体内,启动气驱增压泵从而为后续操作提供高压水流;3)高压水进入压力容器,挤压气囊,磨料浆体被打入输出的出料管进而到喷嘴喷出,实现微流体通道加工。本发明提供了一种有效提升加工效率的基于磨粒动态冲击效应的微流体通道加工方法。

申请人:浙江工业大学

地址:310014 浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号

国籍:CN

代理机构:杭州斯可睿专利事务所有限公司

代理人:王利强

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崩落法端部放矿细小颗粒穿流特性研究

崩落法端部放矿细小颗粒穿流特性研究

崩落法端部放矿细小颗粒穿流特性研究

摘要:无底柱分段崩落法放矿是在废石覆盖层下进行的,普遍存在损失贫化

大的问题。放矿过程中,废石覆盖层中的细小废石颗粒以较快速度到达放矿口,

导致放出矿石提前贫化。针对废石小颗粒运移问题,设计了物理模拟试验,对废

石小颗粒混入过程以及混入量进行了分析,结果表明:在放矿过程中,细小颗粒

会出现越过大颗粒提前至放矿口的现象,当放出矿量达到总出矿量的5%左右时,

在漏斗口有细小颗粒废石出现;当放出矿量45%左右时,形成了废石通道,直至

不再出现矿石。

关键词:崩落法;放矿;细小颗粒;相似性物理模拟试验

无底柱分段崩落法是一种通过崩落围岩来控制地压的方法,因其具有安全、

机械化程度和生产效率高等特点而在金属矿山中得到广泛应用[1-2],但其因在覆盖

岩层下放矿,矿岩直接接触,因而造成矿石的损失贫化[3-4]。

覆盖岩层是一种结构非常复杂的非均匀松散介质,长期存放于采场中,频繁

地受到生产中爆破的挤压、冲击作用和移动过程中相互碰撞而发生破碎现象,形

成大量粉岩和小块,因围岩崩落而形成的地表塌陷区导致地表黄土也会渗透进入

覆盖层,成为覆盖层中细小颗粒的一部分。这些粉岩和小块由于具有移动速度快、渗透性强的特点,随矿岩界面下降逐渐向矿岩界面聚集,并随放矿而迅速渗入矿

石层中,导致矿岩混杂和提前产生矿石贫化。针对端部放矿细小颗粒混入的问

题,本文设计一种相似性放矿物理模拟试验,对放矿过程中的粉岩和小颗粒的

混入问题进行了探究。

1崩落法废石混入过程分析

无底柱分段崩落法将矿体划分为若干阶段,再将阶段划分为若干分段,上下

颗粒物质中的微扰

颗粒物质中的微扰

2 两 个 局域 微 扰 实验
2 1 圆盘在 向下压 时对颗 粒堆 的局 域扰 动 . M B So e 人通过 测量 图 1 a 所 示装 置 中 ,连 . . tn 等 ()
接杆 下端 圆盘在颗 粒 物质 中 向下压 时 拉 力传 感 器测 出 的 阻力 ,研 究颗粒 堆 受局 域 扰 动 时 的规律 j 。为 了减 小连 接杆 的影 响 ,杆 直径 (. m 64 m) 远 远小 于 圆盘 直 径 ,环境 温度 2 .℃ ± . ℃ ,湿度 为 2 31 07 7±6 ,采用 % 灌 注法制 备沙 堆 ,体 积 分 数 为 5 % 。 实验 结 果 发 现 , 9 颗 粒填充 高度 不 同 ,圆盘 向下 运动 时受 到 的阻力 F Z () 随圆盘穿 插 深 度 Z ( Z为 圆 盘 距 离 容 器 底 部 的距 离 ) 变 化表 现为从 如下 规 律 :在距 颗 粒 表 面较 浅 时 圆盘受 到 的 阻力 随穿 插 深 度 线 性 变 化 ,这 一 区 域 称 为 线 性
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 2期
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白光富 等 :颗粒物质 中的微扰
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胎 5 影响区
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边界对颗粒物质与探测棒间静摩擦力的影响

边界对颗粒物质与探测棒间静摩擦力的影响

边界对颗粒物质与探测棒间静摩擦力的影响

白光富;胡林;张忠政;曲东升;汤燕;吴宇

【期刊名称】《西安科技大学学报》

【年(卷),期】2009(29)2

【摘要】用实验方法研究了颗粒物质与探测棒之间的最大静摩擦力.实验表明,颗粒系统中力的传递方式随探测棒与容器壁之间的距离发生变化,距离很小时棒受到的最大静摩擦力明显增大;最大静摩擦力与探测棒横截面有关.分析讨论实验结果并对实验数据进行拟合,给出与实验吻合的拟合公式.

【总页数】5页(P248-252)

【作者】白光富;胡林;张忠政;曲东升;汤燕;吴宇

【作者单位】贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025;贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025;贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025;贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025;贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025;贵州大学,理学院,贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州,贵

阳,550025

【正文语种】中文

【中图分类】O313.5

【相关文献】

1.探测数据对边界条件下回归模型影响的度量 [J], 田保光;马知效

2.随钻方位电阻率边界探测影响因素分析 [J], 刘庆龙;王瑞和

3.小筒仓内颗粒中探测棒受到的最大静摩擦力 [J], 白光富;胡林;张忠政;曲东升;汤燕;吴宇

4.探测棒在湿颗粒堆中的最大静摩擦力 [J], 谈荣日;胡林

熔炼功率对EIGA制备Ti-6Al-4V合金粉末特性的影响

熔炼功率对EIGA制备Ti-6Al-4V合金粉末特性的影响

熔炼功率对EIGA制备Ti-6Al-4V合金粉末特性的影响

龙倩蕾;吴文恒;卢林;杨启云;王涛

【摘要】基于电极感应熔炼惰性气体雾化(EIGA)技术制备Ti-6Al-4V钛合金粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)等测试分析手段研究熔炼功率对粉末粒径分布及形貌的影响规律.结果表明:在实验参数范围内,EIGA技术制备的Ti-6Al-4V钛合金粉末,具有粒径细小、流动性好、松装密度大、球形度高等特点,适用于3D打印技术;随着熔炼功率的增大,粉末的中值粒径存在细化的趋势,但当功率增大到33 kW 时,粉末中值粒径相对增大;球形度下降,并且粉末中卫星球比例也明显增大.从粉末松装密度、流动性、球形度、粒度、形貌等综合因素考虑,适合Ti-6Al-4V钛合金粉末制备的熔炼功率为30 kW.

【期刊名称】《中国粉体技术》

【年(卷),期】2018(024)004

【总页数】6页(P49-54)

【关键词】电极感应熔炼;气雾化;Ti-6Al-4V合金;球形度

【作者】龙倩蕾;吴文恒;卢林;杨启云;王涛

【作者单位】上海材料研究所,上海200437;上海3D打印材料工程技术研究中心,上海200437

【正文语种】中文

【中图分类】TB31

3D打印技术是根据设计的三维数字模型,通过3D打印设备将材料逐层叠加的方式,来实现制造三维实体零件的技术,因此它也被称为增材制造技术。世界上很多发达国家很早就开始了对钛合金等高端材料在3D打印领域的研究,因此这些国家始终占据着3D打印行业发展的主导地位[1]。近年来,我国也将3D打印技术和金属粉末耗材制备工艺作为国家智能制造重点发展方向。作为广泛用于航空航天和地面以及医疗行业的Ti-6Al-4V合金,具有密度小、比强度高、抗腐蚀性强、生物相容性突出等优点,是金属3D打印技术中重要耗材之一[2-4]。在不同的3D打印技术中,选择性激光熔化(SLM)对于金属粉末耗材的要求比较高,主要是粉末的粒径分布、球形度的好坏以及氧含量的高低,直接决定了SLM打印过程中铺粉的均匀程度和顺畅性,最终将影响3D打印制件的性能[5-7],因此,制备粒径均匀且分布较窄、球形度高、氧含量低的钛合金粉末成为选择性激光熔化3D打印技术发展及市场推广应用的迫切需求。

流体动力学中的颗粒流动研究

流体动力学中的颗粒流动研究

流体动力学中的颗粒流动研究

1. 引言

流体动力学是研究流体运动规律的一门学科。在流体动力学中,颗粒流动是一

个重要的研究领域。颗粒流动是指固体颗粒在流体中的运动过程,广泛应用于工程领域,如粉体冶金、环境工程、生物工程等。研究颗粒流动对于提高工程领域中的生产效率,减少能源消耗具有重要意义。本文将从颗粒流动的基本原理、数值模拟方法和实验技术等方面探讨流体动力学中颗粒流动的研究进展。

2. 颗粒流动的基本原理

2.1 颗粒流动的定义

颗粒流动是指在流体中存在大量固体颗粒的流动情况。颗粒流动的特点是颗粒

之间存在相互作用力,并且颗粒与流体之间存在相互作用。颗粒流动的研究对象主要包括颗粒的运动规律、堆积规律和颗粒与流体之间的相互作用。

2.2 颗粒流动的分类

根据颗粒流动过程中颗粒的排列方式和动力学行为,颗粒流动可以分为离散颗

粒流动和连续颗粒流动两种情况。

离散颗粒流动是指流体中的颗粒之间存在间隙,并且颗粒之间具有相互作用力。颗粒在流体中的运动是分离的,并且存在碰撞和摩擦等相互作用。

连续颗粒流动是指流体中的颗粒之间没有间隙,并且颗粒之间的相互作用力可

以忽略。颗粒在流体中的运动是连续的,并且以流体速度为主导。

2.3 颗粒流动的数学描述

颗粒流动可以通过欧拉方程和拉格朗日方程进行数学描述。欧拉方程是基于流

体动力学的宏观描述,将流体看作一个连续的介质进行研究。拉格朗日方程是基于颗粒动力学的微观描述,关注于个别颗粒的运动规律。

3. 颗粒流动的数值模拟方法

3.1 离散元法

离散元法是一种常用的颗粒流动数值模拟方法,它基于颗粒之间的相互作用力

固液两相流中颗粒受力及其对垂向分选的影响

固液两相流中颗粒受力及其对垂向分选的影响

其 中 :d为 颗粒 粒 径 ;
拉 格 朗 日方 法 对 颗 粒 在 一 维 两 相 流 中垂 向 运 动 过 程 进 行 了模 拟 。根 据 两 相 流 中颗 粒 分 选 达 到 准 稳 定 状 态 时 的 分 选 特 征 ,探 讨 了 作 用 于 颗 粒 的 各 种 力 对 颗 粒 运 动 和 分 选 结 构 的 影 响 。 推 导 出 颗 粒 受 力 与 颗 粒 分 选 机 理 之 间 的 关
圆柱 体和 无 限长 平板 在 粘性 流 体 中 的简谐 直 线运 动 进行 了较 为详 尽 的研 究 ,给 出了反 映 流体 对 物 体作 用 的数 学表 达 式 。此 后 ,B se 18 ) o s na ( 8 5 、O en (9 7 ast( 8 8 、B us eq 18 ) se 12 )等 研 究 了 粘 性 流 体 中做 加 i 速 运动 的单 个 圆球 的直 线运 动 ,指 出作用 在 圆球 上 的力 不 仅取 决 于 它 的瞬 时速 度 和加 速 度 ,而 且 与 圆 球做 加 速运 动 的历 史 有 关 ,从 而得 到 了 著名 的 B.B.O.方 程 。T h n 进 一 步 改 进 了 B.B.O.方 ce
系。
关 键 词 : 固 液 两 相 流 ;颗 粒 ;垂 向 分 选 ; 受 力 中 图 分 类 号 :S 5 17 文 献 标 识 码 :A
颗 粒 受力 分 析 是 固液 两 相 流 中 固体 颗 粒 运 动 研 究 的核 心 问 题 。 S ks( 8 1 曾 对 单 个 圆 球 、 t e 15 ) o

金属纳米颗粒间相互作用力

金属纳米颗粒间相互作用力

库仑力对纳米颗粒的影响
静电力是除了范德华力和流体力外最广泛存在的颗粒间 (或颗粒-壁面间)作用力。由于摩擦的存在,一般来说 颗粒都会带有一定的净电荷,中性颗粒(即不带电的颗粒) 也可能被外电场极极化并进而被施以静电作用。 当金属受电磁干扰时,金属内部的电子密度分布会变得不 均匀,从而产生库仑力相互影响
纳米颗粒的表面等离子体共振效应
由于纳米颗粒表面存在自由振动的电子会与光子相互作用 产生的沿着金属表面传播的电子疏密波,这种电磁表面波 被称为表面等离子体,它在表面处场强最大,在垂直于界 面方向是指数衰减场,它能够被电子也能被光子激发。在 光照作用下,金属纳米颗粒表面的自由电子发生极化,在 纳米颗粒内产生偶极子,这些偶极子随着电磁场的变化而 集体振荡,在特定的波长产生强烈的表面等离子体共振吸 收,从而改变纳米颗粒的活跃程度。
正如本文绪论中讲的一样,本文研究的课题主要是在一束 激光打在纳米颗粒上所产生的变化,那么此时纳米颗粒首 先受到的力毫无疑问是光作用力。由于纳米颗粒的直径小 于激光的波长,因此光作用力包括:
光压 光镊效应
关于光压
光的基本属性——能量和动量 P=E/C 光与物质相互作用伴随着动量的交换, 从而表现为光对物 体力的作用力(F=P/t )。由于光辐射对物体产生的力 常常表现为压力,因而通常称之为辐射压力或简称光压。 N个光子打在平面上 产生的光压,根据公 式推出光压P为: Nh

球状固体在颗粒流体中的上升或下降时间研究

球状固体在颗粒流体中的上升或下降时间研究

球状固体在颗粒流体中的上升或下降时间研究

白光富;胡林;陈洪福

【期刊名称】《贵州大学学报(自然科学版)》

【年(卷),期】2013(030)003

【摘要】To explain the ascending or descending time in brazil nut effect (BNE) or its reverse (RBNE),a simple theoretical model was drawn up.The rise time of a sphere in quasi fluid was investigated,which is composed of particle.The result indicates that the size of intruder and frequency of the vibration source can affect the time apparently.%作者基于流体力学的知识用理论方法研究了球状固体在振动流化的颗粒介质中的上升和下降时间,结果表明颗粒介质与球状固体的尺寸、以及外部振源的频率对物体的上升或下降时间有显著的影响.这对于研究巴西果效应及颗粒中的对流现象的物理机制有一定的参考价值.【总页数】3页(P11-12,17)

【作者】白光富;胡林;陈洪福

【作者单位】贵州大学理学院,贵州贵阳550025;贵州大学理学院,贵州贵阳550025;贵州大学理学院,贵州贵阳550025

【正文语种】中文

【中图分类】O345

【相关文献】

微生物灌浆的颗粒流细观力学数值模拟研究

微生物灌浆的颗粒流细观力学数值模拟研究

收稿日期:2015-05-26 基金项目:国家自然科学基金( No.51279217) 。 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51279217). 第一作者简介:秦鹏飞,男,1984 年生,博士研究生,主要从事地基处理方面的研究。 E-mail: qinpengfei@emails.bjut.edu.cn
[11]
(2) p = 2 MPa 压力
(a) 土体应力场
(b) 菌液扩散范围分布
(3) p = 3 MPa 压力
图 2 不同压力下土体应力场及菌液扩散范围 Fig.2 Soil stress field and slurry diffusion under different pressures
p0
1


周健等[3]基于颗粒流理论, 运用 PFC2D 计算程 序的 FISHTANK 函数库和 FISH 语言,对砂土的工 程力学性质和土中的渗流过程进行了模拟。吴顺川 等[4]采用岩土颗粒流程序,从微观上模拟了单孔和 多孔条件下不同注浆压力对土体改性效果的影响。 孙锋等[5]对致密土体的劈裂注浆过程进行细观模拟 研究,分别对比了不同注浆压力和不同土体性质下 浆体压力扩散及劈裂缝的发生、发展规律。袁敬强 等[6]基于散体介质理论的颗粒流方法,研究了注浆 压力、注浆时间、渗透性质及颗粒黏结强度对菌液 扩散半径和注浆类型的影响规律。

球状固体在颗粒流体中的上升或下降时间研究

球状固体在颗粒流体中的上升或下降时间研究
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 3—2 8
+ 1 ) =

( 8)
基金项 目: 贵州省科学技术基金( 黔科合 J 字[ 2 0 1 2] 2 1 4 0号 ) ; 贵州大学青年基金 ( 2 0 1 0—1 1 ) ; 贵州大学理学院交叉科学项 目( 2 0 1 2 )
作者简介 : 白光富 ( 1 9 8 3 一) , 男, 贵州安顺人 , 实 验师 , 博士 研究生 , 研究 方 向: 高速光纤通 信系统 和光 子微波技 术 , E m a i l : b a i g u a n g f u @y a .

要: 作 者基 于流 体 力学 的知识 用理 论 方法研 究 了球 状 固体 在振 动流 化 的颗 粒 介 质 中的上 升
和 下 降 时间 , 结 果表 明颗 粒介 质与球 状 固体 的尺 寸 、 以及 外部振 源 的频 率对物 体的上 升或 下 降时
间有显著的影响。这对于研 究巴西果效应及颗粒 中的对流现象的物理机制有一定的参考价值。
b o o . c o m. c a .
通 讯 作 者 :白光 富 , E m a i l : b a i g u a n g f u @y a h o o . c o m. c n .
贵州大学学报 ( 自然科学版 )
g, 【 I l I 8

利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的试验研究_杨红娟

利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的试验研究_杨红娟
[5 ]
野外测量, 根据距离沟床不同位置处的冲击信号 的尖峰初步分析了颗粒垂向分选状况 , 但是该分 析没有考虑流速的影响。 为此, 本文进一步开展 泥石流冲击力试验, 结合流速资料提出利用冲击 力信号判断泥石流颗粒垂向分选的系统方法 。
1
1. 1
试验概况
试验装置和测量系统
本研究利用可变坡钢结构实验槽开展粘性泥 石流冲击力测试。试验装置如图 1 所示,由四部分 构成: 泥 浆 池、 实 验 槽、 传 感 器 支 架 和 回 收 池。 实验槽长 600 cm, 宽 30 cm, 高 40 cm, 实验槽坡 度可以无级变动。 实验槽上端连接泥浆池, 末端 连接回收 池, 为 实 验 提 供 物 料 供 应 和 回 收 利 用。 在距离实验槽末端 2 m 位置设立传感器支架,供安 装冲击力传感器使用。
图3
某测次试验泥深和 7. 4 cm 处的冲击压强过程
2
2. 1
颗粒垂向分选Βιβλιοθήκη Baidu析
利用动压强标准偏差分析颗粒垂向分选 以两相流的观点来看, 泥石流可分为液相和
图2
固体颗粒粒径级配曲线
固相两部分, 其中液相由水和较细的固体颗粒构 成,固相由较粗的固体颗粒构成。 与此相应, 泥 石流的动 压 强 可 分 为 液 相 动 压 强 和 固 相 动 压 强。 液相在空间上的分布较为均匀, 其动压强比较稳 定,固相动压强因粒径分布范围较大且空间上不 连续而不稳定。 因此, 相同粒径级配下动压强波 动强度与固相体积浓度呈正相关关系 , 相同固相 体积浓度下动压强波动强度与固相粒径呈正相关 [10 ] 关系。张玉萍 利用三种粒径的颗粒分别配置不 同体积浓度的水石流开展冲击试验, 利用动压力 标准偏差表示其波动强度, 试验结果与该论断相 符。若泥石流在运动中发生颗粒垂向分选, 粗颗 粒集中的部位与其他部位相比固相体积浓度和粒 径均会有所增加, 因此动压强波动强度的垂向分 布可以反映颗粒垂向分选状况。 利用动压强波动强度判断颗粒垂向分选状况 时需要考虑信号噪声和流速的影响, 同样粒径级 配和固相体积浓度的泥石流, 动压强波动强度与 噪声强度、流速均为正相关关系。 削减噪声要求
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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

以染
色玻璃球为示踪颗粒测量沙子和聚苯乙烯颗粒在有机 玻璃 表 面 上 的 流 动 速 度 及 流 层 厚 度 分 布。 Andreotti 等
[8 ] [9 - 10 ] 研究了颗粒流中速度分布问题。 陈洪凯等 通
1
Βιβλιοθήκη Baidu
实验装置与测量方法
实验装置如图 1 所示, 主要由供料斗、 堆料仓、 玻
璃斜面( 两边有挡板 ) 、 探针 ( 与传感器连接 ) 、 回收槽 等组成。供料斗用于存储颗粒物质, 堆料仓为消除供 料斗中颗粒流层厚度变化对供给颗粒流量的影响。 颗 粒出口槽由光滑坚硬的铝板制成, 出口尺寸为 0. 02 m × 0. 04 m, 在出口处设有插板, 控制颗粒流动的起止。
端部出现变化, 是一种间隙性涨落。 随着颗粒混合比 力谱曲线涨落增大, 脉动性增强。 其主要因为当 增加, 颗粒较 小 时, 会有多个颗粒撞到探针表面( 对直径 0 . 000 70 m颗 粒, 矩形探针宽度与颗粒直径比值为 7 . 14 ) , 在颗粒稳定流动时, 与探针表面接触的颗粒中 不断有颗粒离开、 补充, 颗粒流对探针的冲击力几乎不 变, 其类似于连续介质流动行为, 力谱为 一 条 水 平 直 ; , 线 当加入少量大颗粒后 探针表面同时与一个或两个 大颗粒及多个小颗粒同时接触( 对 0 . 003 90 m 颗粒, 矩 小颗粒冲击和离 形探针宽带与颗粒直径比值为 1. 28 ) ,
-6 B = 5 . 44 × 10 - 3 , C= 拟合参数为: A = 3 . 33 × 10 , 0 . 345 , D0 = 0 . 524 。 即, 随着混合比的增大颗粒冲击力
虽稳定流中力 降沿近似平行。 在混合比较大情况下, 仍具有上升沿较陡, 下降沿 较 平 缓 的 特 谱涨落较大, 点。原因为刚抽开挡板时, 只很少颗粒流在前面, 颗粒 与水流区别明显, 水渠中水流前端 流即刻到达稳定流, 总有一段小于稳定流量; 对颗粒流, 玻璃 被渠道吸收, , 表面不吸收颗粒物质, 即“不浸润 ” 因此较易达到稳 定; 对下降沿主要是容器中颗粒越来越少, 导致流量越 来越小, 冲击力渐渐变小, 与流体力学中 的 尾 流 较 相 但强度明显变小。 似,
Impact force of granule Flow BAI Guangfu,HU Lin,KONG Weishu
( Department of Physics,College of Science,Guizhou University,Guiyang 550025 ,China)
Abstract: The impact force distribution of granule flow was experimentally studied in a wide channel. The impact forces with different granular radiis and the transit charactristics of an impact force spectrum were investigated. The experimental results indicated that a parabolic curve distribution of impact force occurs in the lateral direction of the channel ,when the granule flow is steady; the impact force decays with increase in sliding distance L; for the granule flow with the same size of particles,the impact force increases with increase in diameter of particle; for the granule flow with different sizes of particles,the impact force increases with increase in mass ratio of different sizes of particles at first,then gradually and exponentially trends towards saturation; there exists an obvious difference between the upedge and the downedge of the impact force spectrum. The results provided a reference for further study on the impact behavior of mudrock flow with different soild phase ratios. Key words: granule flow ; impact; pulse load; transit characteristics 泥石流是斜坡上或沟谷中松散碎屑物质被暴雨或 积雪、 冰川消融水饱和, 在重力作用下流动的一种特殊 洪流, 爆发突然, 历时短暂, 来势凶猛, 破坏力巨大
[7 ]
在颗粒斜槽流实验中测量颗粒流本构关系的实验方 法。尽管对颗粒流有大量研究, 但对颗粒流的很多行 尤其实验方面, 缺少直接的观测数据。 本 为尚不清楚, 文用实验方法研究宽沟道内颗粒流的冲击力沿沟道分 布, 冲击力与不同尺寸颗粒混合比例关系及冲击力谱 曲线的渡越行为。
Bak 等
[4 - 5 ]








白光富,胡

林,孔维姝
( 贵州大学 理学院, 贵阳 550025 )
要: 通过实验研究宽沟道内颗粒流冲击力沿沟道分布与不同半径圆形颗粒冲击力, 及冲击力谱曲线的渡越行
为。结果表明: 颗粒流稳定时, 冲击力在沟道横向呈抛物线形分布; 冲击力随滑移距离 L 的增大而衰减; 单一尺寸颗粒流, 稳定时冲击力随颗粒直径增大而增大; 不同尺寸混合颗粒流, 冲击力随不同尺寸颗粒质量比增大先增加后趋于饱和, 存在 指数关系; 力谱曲线上升沿与下降沿区别明显 。 结果对实验研究不同固相比泥石流冲击特性或泥石流理论提供科学 借鉴。 关键词: 颗粒流; 冲击力; 脉动荷载; 渡越特征 中图分类号: O469. 3 文献标识码: A
Fig. 3 The impact change with
2. 2
颗粒流冲力谱线的渡越特征
颗粒流从开始到稳定再到终止的整个过程中, 力 谱曲线出现渡越行为, 且上升沿与下降 沿 区 别 明 显。 如图 4 所示, 力谱上升沿较陡, 下降沿较平缓, 改变颗 粒流动时间 ( 控制加入堆料场仓的颗粒总量 ) , 力谱下
实验结果与讨论
混合颗粒流对探针冲击力 0. 003 90 ± 采用直 径 0. 000 70 ± 0. 000 05 m,
0. 000 05 m两种颗粒, 为防止颗粒流出现马鞍形现象, 实验时, 探针距漏斗口 0. 130 0 m。图 2 为两种颗粒按 不同比例 ( 比值为 M 大 : M 小 ) 混合后的冲击力谱曲线。 从图中看出, 当颗粒较小且为单一颗粒时, 稳定颗粒流 向小颗粒中加入大颗粒后, 力谱 冲击力谱曲线较平稳, 并具有脉动特点, 即颗粒流稳定时, 力谱 变得不稳定, 上分隔出多个线段, 线段上的数据点值相近, 只在线段
图2
不同颗粒混合后的颗粒流冲击力谱
Fig. 2 The spectrum of particle flow consist of different particle
130
振 动 与 冲 击
2012 年第 31 卷
开仍表现出连续性, 但大颗粒因与探针接触个数少, 且单 大颗粒在冲击或离开 个大颗粒冲击力较单个小颗粒大, 时力谱会发生较大变化, 当探针接触的大颗粒未离开, 小 小颗粒流动不足以推动大颗粒运动, 力 颗粒不断交换时, 此过程有脉动特点, 与类似泥石流中阵流现 谱较稳定, [ 1 ] 象 类似; 只有大颗粒时的极端情况, 力谱涨落更大。 图 3 为两种尺寸颗粒按不同质量比混合 ( 比值为 M 大 : M 小 ) 后的冲击力。对同一种比例颗粒流测出稳定 重复 10 次, 再取平均值得到一个点 ( 图 流阶段冲击力, 4 ) 。当 比 值 D = M 大 : M 小 < 10 , 颗粒冲击力近似关 系为: F = A + B[ 1 + exp( D - D0 ) / C]
基金项目: 贵州大学青年基金( 2010 - 11 ) ; 贵州省省长基金( 2010 - 5 ) 收稿日期: 2011 - 08 - 25 修改稿收到日期: 2011 - 11 - 29 1983 年生 第一作者 白光富 男, 硕士, 讲师,
第 22 期
白光富等: 颗粒流中的冲击力
129
2
2. 1
DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2012.22.004
振 第 31 卷第 22 期 动 与 冲 击 Vol. 31 No. 22 2012
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK

趋于饱和( 图 3 ( a ) ) , 进一步增加大颗粒, 冲击力明显 下降( 图 3 ( b ) ) 。 小颗粒减少, 大颗粒增加, 与探针接 而小颗粒数不断减少, 导致冲击 触的大颗粒数未增加, 力减小。
图4 谱曲线的上升沿和下降沿 Fig. 4 Force spectrum curve of the rise and decline of the along
图1 实验装置示意图 Fig. 1 The experiment device schemes
玻璃斜板长 0. 78m, 倾角 θ = 31 ° , 底面及两边挡板均为 光滑玻璃板, 玻璃板下面有回收槽以保证下滑的颗粒 不会在斜面上滞留, 颗粒流动过程中颗粒几乎未碰到 侧壁。实验时颗粒在斜面上流动产生的冲击力由与称 重传感器( 量程 0 . 3 kg ) 相连的矩形探针 ( 宽度为 d = 0 . 005 m) 测得。实验结束可测出不同时刻探针所在位 置冲击力的力谱曲线 ( 图 2 ) 。 每次实验在相同条件下 重复 10 次。
击力最大, 中轴两侧冲力逐渐减小。 原因为大量颗粒 在相互推挤和自身重力作用下从槽口快速流出后向两 呈现中央厚、 两侧薄现象, 对探针的冲击力中 侧扩散, 央大于两侧。离漏斗口较远处, 颗粒流呈马鞍形分布, 由于实验沟道不够宽, 且漏斗开口较小, 轨道平面较光 滑, 该现象不甚明显。
图3
颗粒冲击力随混合比的变化 different mixture proportion
[1 ]
过建立泥石流冲击试验模型研究了沟谷泥石流冲击荷 载的变化规律, 并初步建立了泥石流中固液分相冲击 力计算方法。刘传平等
[11 - 12 ]

基于“拟流体” 思想, 给出
颗粒冲击力是颗粒在斜面上流动对接触物体的冲击作 [2 ] 是泥石流对接触物体产生毁损破坏的主要动力 。 用, 研究颗粒流动力学, 认识自然灾害的形成及演化过程, [1 - 3 ] 。 对提高预报能力、 防治水平, 具有重要应用价值 在对沙堆坍塌现象研究中用元胞自动 [6 ] 机模型解释沙堆崩塌的自组织现象。 Douady 研究了 沙堆崩塌角与沙堆制作方式的关系。 Hungr 等
2. 3
颗粒流中冲力横向分布 在垂直颗粒流方向上沿一直线移动探针到不同位
置, 可得颗粒流中冲力沿沟道横向分布。 如图 5 所示, 颗粒流冲击力在沟道中的分布近似关于颗粒流中央对 称, 颗粒冲击力与距离中央位置满足拟合关系 :
2 F = F0 + Aexp { - 2 [ ( x + B ) / C] } 拟合参数为: F0 = 0 . 000 98 , A = 0 . 223 , B = 0 . 000 33 , C = 6 . 67 。轴上冲
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