曹明
- 作品数：5 被引量：9H指数：2
- 供职机构：辽宁工程技术大学建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省大学生创新创业训练计划项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理矿业工程更多>>
- 不同接触面厚度煤岩体三维建模与传热被引量：1
- 2015年
- 为揭示不同接触面厚度煤岩体内热量传递情况,采用理论分析和数值计算方法,推导了多孔介质内连续性方程、动量方程和能量方程新的表达形式,分析了接触面厚度不同对煤岩体传热影响.计算结果表明:接触面厚度为2 mm和5 mm的煤岩体高温壁面下部导热作用最强;接触面厚度为3 mm和4 mm的煤岩体低温壁面上部导热作用最强;接触面厚度为2 mm和5 mm的煤岩体高温壁面中下部自然对流强;煤岩体壁面附近自然对流强,中央区域自然对流弱;煤岩体高低温壁面附近导热占主导;接触面厚度为2 mm和5 mm煤岩体热量传递情况相同,3mm和4mm煤岩体热量传递情况相同.
- 杨伟张美琳郭东升曹明张树光
- 关键词：煤矿安全数值模拟煤岩体自然对流
- 煤层厚度对煤岩体内热-流耦合传热的影响被引量：2
- 2016年
- 根据现场煤层厚度的多样性,构建关于煤体、岩体及煤岩体（煤岩高度比为1∶2,1∶1,2∶1）的热-流耦合传热的数学模型;考虑测得孔隙度、颗粒直径、阻力影响及温度加载方式,引入局部热平衡假设和Brinkman-Darcy-Forchheimer建立守恒方程组,进行数值求解,将计算结果与实验进行对比。研究表明：煤岩体中央处对流作用最弱,近壁面处流体对流作用最强,流体经过煤岩接触面处速度发生突变;随煤岩体中煤层增厚,流函数最大值｜ψ｜max减小,对流换热能力减弱;在传热过程中,流场与温度场的规律相对应,随瑞利数Ra增大,Nu呈指数增加趋势。通过验证,地温与暴露立侧面风流温差在1030℃时,该模拟能很好的预测煤层厚度对热流耦合传热规律产生的影响。为有效预防煤层自燃、岩体损伤力学分析及煤矿能源合理露采等提供科学依据。
- 杨伟曹明赵柄翔张美琳
- 关键词：煤层厚度多孔介质煤岩体
- 孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动性被引量：2
- 2016年
- 为研究孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动,采用局部热平衡假设,考虑流体密度随温度变化,引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型进行修正,建立水平方向孔隙率阶梯分布多孔介质自然对流数值模型,采用有限体积法进行计算.对数值模型进行实验验证,分析出孔隙率阶梯分布对传热及流动的影响.综合数值计算和实验结论表明:相同温差条件下,大孔隙率侧为高温壁面时对流传热达到稳态的时间比小孔隙率侧为高温壁面时要短;流体速度场分布主要受孔隙率分布影响,最大流速随温差和Ra增大而增大,且最大流速出现在大孔隙率靠近壁面处,与是否靠近高、低温壁面无关;高温壁面平均努谢尔数u随着Ra增大而增大,当lgRa>4时,Ra的增加对u的变化影响较小.
- 杨伟赵柄翔曹明张树光
- 关键词：多孔介质自然对流传热
- 底部加热的复合多孔介质热-流耦合场非线性特性被引量：3
- 2016年
- 针对非线性流动传热受底部加热模型骨架的影响及分叉、震荡点的非线性解析解难求的问题,采用数值模拟及实验的方法对底部加热的复合多孔介质热流耦合传热过程进行数值求解和温度测试。构建底部加热的复合多孔介质热-流耦合传热的三维模型;采用SIMPLE算法对控制方程组进行QUICK格式离散求解,并在底部加热实验台上对测点进行温度采集。在小Ra工况下,揭示了复合多孔介质内存在热流分布分层特性及确定了非线性分叉、震荡解的特征值。数值结果表明:热流场分布对初始场依赖敏感,低Ra情况下三维腔体内热流场表现出稳定的二维性质;与单层多孔介质相比,复合多孔介质内存在热流分布分层的非线性特性;非线性分叉、震荡点对应的临界Ra依赖复合多孔介质骨架高度比,高度比越大(强导热、高阻力多孔介质区所占高度越大),静态分叉及震荡所对应的临界Ra越小,越早表现出分叉、震荡等非线性特性;改变复合多孔介质内高度比可以重新优化热流场分布,实现削弱或强化传热。
- 杨伟曹明郭东升赵柄翔张美琳付超
- 含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能影响被引量：1
- 2015年
- 以粉煤灰传热为研究对象,选取不同含水率和孔隙率粉煤灰试样,建立自主研制的两侧恒温差立方体实验台,对阜新市热电厂的漂珠型粉煤灰进行温度实验测试;根据半无限大物体导热原理,采用非稳态法对试样有效导热系数进行计算,研究含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能的影响。引入Brinkman-Forchheimer扩展Darcy模型进行修正,考虑流体密度随温度变化,局部热平衡,建立二维粉煤灰传热数值模型,完成试验与模型互相验证。结果表明:孔隙率为0.26时,随着含水率增加,粉煤灰的有效导热系数由0.24增大至0.27,保温隔热性能变弱;孔隙率增大有利于粉煤灰保温隔热性能的提高,其有效导热系数由0.25降低至0.19;含水率变化对压实型粉煤灰内部热传输方式影响不大,热传输方式为热传导;疏松型粉煤灰热传输方式以导热为主,有轻微对流换热迹象,粉煤灰内传热应考虑孔隙率变化对其影响。
- 杨伟曹明赵柄翔刘秦见薛思瀚
- 关键词：粉煤灰含水率孔隙率有效导热系数传热性能
