受限通气条件下滞留气团运动对排水系统井喷的作用机制OA

为了探究井盖约束下竖井受限通气条件对气团运动规律及井喷特性的影响,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,系统研究了竖井直径、通气率、外部水头及初始气团体积对气团运动及井喷发生的影响。结果表明:气团释放过程中,竖井水位上升过程可分为气团驱动和压差驱动两个阶段,可能产生未发生井喷、仅发生气团驱动井喷、仅发生压差驱动井喷、气团驱动井喷和压差驱动井喷均发生4种典型流态;气团形态受管径比、通气率和气团长度共同影响,小直径竖井中气团整体趋于对称并侵入上游管道,而大直径竖井中气团显著不对称并滞留于下游;小直径竖井中气团头部形态随通气率呈非单调变化,通气率为0时近似对称,通气率为0.01、0.02时呈不规则形态,通气率为0.05、0.1时重新趋于对称,通气率为1(完全通气)时则呈偏向下游的尖锐不对称形态;气团长度越大,其对自由液面的扰动越强烈,释放位置也越高;竖井内气团头部和自由液面上升速度均随通气率、外部水头、气团长度的增加及竖井直径的减小而显著增大。