液态CO2相变致裂器泄能头气孔压力研究

作者：王伟; 李亚东; 郑永香^*; 尹超; 李朝博; 路小茜; 周星宇

来源：金属矿山, 2022, (07): 50-57.

DOI：10.19614/j.cnki.jsks.202207007

• CO2相变爆破
• 爆破增渗
• CFD
• 泄能头
• RNG k-ε湍流模型
• 数值模拟

采用 CO2相变爆破代替传统炸药爆破作为输入能量,对低渗砂岩铀矿层进行“爆破增渗”物理改造,对于提高我国天然铀产量具有十分重要的意义。 目前工业化生产的 CO2致裂器主要针对煤岩开采等领域设计,在爆破增渗工况中适应性不佳。 为此,对传统致裂器泄能头进行多孔设计、平衡各泄气孔压力,为设计出针对爆破增渗领域的“各气孔压力大且均匀”的致裂器提供理论参考。 以 RNGk-ε 湍流模型为理论基础,基于计算流体动力学(CFD)对致裂器泄能头部分进行了数值仿真试验,分析了泄能头内的气体流动规律及压力分布特征,探讨了位置关系和孔径特征两个因素对泄气孔压力变化的影响规律。 结果表明:为保持气孔压力的稳定输出,对称式分布的泄气孔优于交错式分布的泄气孔布置;同时,泄气孔直径设置为由首部至端部递增的非均匀式,可有效降低各气孔之间的压差。 上述分析进一步表明:非均匀对称式的泄能头类型更符合爆破增渗的需求。

• 单位
  土木工程学院; 石家庄铁道大学