降阻剂对多孔旋转喷头流场特性影响的数值模拟分析

"降阻剂对多孔旋转喷头流场特性的影响模拟分析-论文" 本文探讨了在煤矿瓦斯抽采过程中，如何利用降阻剂改善多孔旋转喷头的流场特性，以提高瓦斯抽采效率。研究采用了RNG k-ε湍流模型和有限体积法进行数值模拟，针对含有DR-12型乳液聚合物降阻剂的连续相混合介质进行了深入研究。 首先，降阻剂的添加显著提升了射流的密度和作用范围。通过模拟，可以观察到射流的形态变得更加集中，这有助于增强射流对煤层的穿透能力，从而提高水力增透的效果。同时，降阻剂使喷头内部的静压力值得到显著提升，这表明降阻剂能有效降低流动阻力，使流体在喷头内部更顺畅地流动。 其次，对于动态性能的影响，尽管降阻剂对动压力和射流速度的提升并不如静压力那样显著，但仍有一定改善。在入口压力为50 MPa的情况下，喷嘴的静压力增加了2.67至5.36倍，而动压力和射流速度分别只提高了1.04至1.06倍和1.02至1.04倍。这表明，降阻剂在保持射流速度稳定的同时，主要通过减少内部阻力来优化流场特性。 随着入口压力的变化，降阻剂的降阻效果更加明显，喷头各喷嘴的平均静压力提高了3.25至3.76倍。这进一步证实了降阻剂在不同工作条件下都能有效降低多孔旋转喷头的压力损耗，对于在高压力环境下工作的矿井来说，其应用价值尤为突出。 此外，该研究还为优化多孔旋转喷头的设计提供了理论依据，通过对流场特性的深入理解，可以设计出更高效、压力损耗更低的喷头结构，这对于提高瓦斯抽采效率，降低煤矿瓦斯事故的风险具有重要意义。 关键词：水力增透；降阻剂；多孔旋转喷头；流场特性；数值模拟 此篇论文的成果对于解决我国低渗透性煤层的瓦斯抽采问题提供了新的思路和技术支持，尤其是在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的安全生产中，降阻剂的应用有望成为提升瓦斯抽采效果的有效手段。