采空区最小流动单元压力损失计算与试验

作者：张连会; 陈世强^*; 赵利群; 王君; 鲁义

来源：中国安全科学学报, 2021, 31(12): 78-84.

DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.12.011

• 采空区
• 最小流动单元
• 压力损失计算
• 孔隙率
• 断面风速

为使得采空区气体流动压力损失的计算简捷合理,提出一个新的多孔介质物理模型;根据孔隙率相等和单周期流动原则,切割该多孔介质物理模型,构建出最小流动单元;针对最小流动单元,利用流体动力学微分方程组,量化单位长度压力损失与球体直径、气体密度和初速度之间关系,得到简化的一维最小流动单元压力损失计算式;在采空区流场试验平台上验证该计算公式,针对4个入口断面,分别完成26个初速度值与压力损失的实测,且随着断面风速的增加,实测压力损失也增加,且实测压力损失与计算压力损失的比值先减小后趋于稳定,该比值定义为修正系数,进而得到修正系数平均值。结果表明:基于最小流动单元推导出简化的一维压力损失计算式;进一步用修正系数修正一维最小流动单元压力损失计算式,得到拟三维的压力损失计算式,从而实现采空区气体流动压力损失的简捷计算。

• 单位
  湖南科技大学; 土木工程学院