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基于尼古拉兹实验的层流底层数学模型

Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｌａｍｉｎａｒ ｓｕｂｌａｙｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｎｉｋｕｒａｄｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

    摘要
  • 摘要: 矿井通风中，巷道壁面处存在的层流底层，对核心区涡的形成、粉尘运移、瓦斯积聚及壁 面的换热、换质、减阻等起到重要作用。 论文以尼古拉兹实验为基础，通过理论分析得到了层流 底层流速分布式；确立了过渡区与水力粗糙管区的分界线；建立了更加精确的层流底层厚度数学 模型和边界紊流速度数学模型，验证了层流底层厚度随雷诺数的增加和粗糙度的减少而减少的 现象；发现了层流底层能量耗散比例随雷诺数的减少和粗糙度的增加而增加的规律，为矿井通风 研究提供了基础。

     

    Abstract: Ｉｎｔｈｅｍｉｎｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｌａｍｉｎａｒｓｕｂｌａｙｅｒａｐｐｅａｒｅｄｎｅａｒｔｈｅｗａｌｌｏｆｒｏａｄｗａｙｎｏｔｏｎｌｙｅｘｅｒｔｓ ａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｖｏｒｔｅｘｉｎｔｈｅｃｏｒｅｚｏｎｅａｎｄｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｕｓｔａｎｄｇａｓ， ｂｕｔａｌｓｏｐｌａｙｓａｄｅｃｉｓｉｖｅｒｏｌｅｏｎｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，ｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｗａｌｌ*Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒｂａｓｅｄｏｎＮｉｋｕｒａｄｓｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ ａｂｏｕｎｄａｒｙｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｎｓｉｏｎａｌｒｅｇｉｏｎａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｏｕｇｈｒｅｇｉｏｎｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ*Ａｍｏｒｅｐｒｅｃｉｓｅｍａｔｈ⁃ ｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｌａｍｉｎａｒｓｕｂｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗａｓｄｅｒｉｖｅｄａｎｄａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｔｕｒｂｕ⁃ ｌｅｎｔｖｅｌｏｃｉｔｙｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｄａｓｔｈｅＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｉｎ⁃ ｃｒｅａｓｅｄａｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｌａｍｉｎａｒｓｕｂｌａｙｅｒｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｉｎ⁃ ｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ*Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃｏｕｌｄｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎ ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｉｎｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ*

     

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