基于气液两相流模型的裂隙通道内气泡行为研究
唐艳超1,2，武建国3，张瑞江3，顾 亮3， 陈日圆1,2， 齐海天1,2，杨鑫达1,2， 严雪函1,2， 韩佳轩1,2
1. 华北理工大学 应急管理与安全工程学院，河北 唐山 063210；2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室，
Study on bubble behavior in fracture channel based on gas-liquid two-phase flow model
Tang Yanchao 1, 2, Wu Jianguo 3, Zhang Ruijiang 3, Gu Liang 3, Chen Riyuan 1, 2, Qi Haitian 1, 2, Yang Xinda 1, 2, Yan Xuehan 1, 2, Han Jiaxuan 1, 2
1. College of Emergency Management and Safety Engineering, North China University of Technology, Tangshan 063210, China; 2. Key Laboratory of Mining Development and Safety Technology of Hebei Province, Tangshan 063210, China;
摘要 为了探究煤层裂隙通道壁面吸附气泡与运移气泡间的相互作用机理，本研究基于不同尺寸气泡间内部存在压力差的原理，通过建立气液两相流气泡运移数值模型，模拟大气泡与裂隙通道壁面吸附小气泡间作用行为，剖析气泡间相互作用原理，讨论不同流速以及不同气泡间间距条件下吸附气泡的行为特征、解吸效率以及运移规律。结果表明，体积较大气泡内部压力差较小气泡大，大气泡易与小气泡发生聚并；受流速的影响，表面张力的增加致使气泡破裂，裂隙通道内壁面吸附瓦斯气泡驱替量呈先增加后减少趋势；气泡间相互作用，最佳气泡间间距为0.3 ~ 0.5 mm。
关键词 ：
气泡聚并 ,
数值模拟 ,
流速 ,
裂隙通道 ,
气泡间距 ,
煤层注水
Abstract ：In order to explore the interaction mechanism between adsorbed bubbles and migrating bubbles on the wall of coal seam fracture channel, based on the principle of pressure difference between bubbles of different sizes, a numerical model of bubble migration in gas-liquid two-phase flow was established to simulate the interaction between large bubbles and adsorbed small bubbles on the wall of fracture channel. The principle of interaction between bubbles was analyzed, and the behavior characteristics, desorption efficiency and migration law of adsorbed bubbles under different flow rates and different bubble spacing were discussed. The results show that the internal pressure difference of large bubbles is larger than that of small bubbles, and large bubbles are easy to coalesce with small bubbles. Under the influence of flow velocity, the increase of surface tension leads to the rupture of bubbles, and the displacement amount of adsorbed gas bubbles on the inner wall of fracture channel increases first and then decreases. The optimal spacing between bubbles is 0.3 ~ 0.5 mm.
Key words ：
bubble coalescence
numerical simulation
flow rate
fracture channel
bubble spacing
coal seam water injection
基金资助: 国家自然科学基金资助项目（52304216）；河北省“春晖计划”合作科研项目（ 20220089 ）
作者简介 : 唐艳超（ 2001— ），女，河北唐山人，硕士研究生。
引用本文:
唐艳超1,2，武建国3，张瑞江3，顾 亮3， 陈日圆1,2， 齐海天1,2，杨鑫达1,2， 严雪函1,2， 韩佳轩1,2. 基于气液两相流模型的裂隙通道内气泡行为研究[J]. 煤炭与化工, 2026, 49(8): 113-120.
Tang Yanchao 1, 2, Wu Jianguo 3, Zhang Ruijiang 3, Gu Liang 3, Chen Riyuan 1, 2, Qi Haitian 1, 2, Yang Xinda 1, 2, Yan Xuehan 1, 2, Han Jiaxuan 1, 2. Study on bubble behavior in fracture channel based on gas-liquid two-phase flow model. CCI, 2026, 49(8): 113-120.
链接本文:
http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2026.08.020 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2026/V49/I8/113
[ 1 ] 张志刚，张庆华，刘 军. 我国煤与瓦斯突出及复合动力灾害预警系统研究进展及展望[ J ]. 煤炭学报，2024，49（ S2 ）：911 - 923.
[1]
王中奎1，史东林2，李志刚1，王金立1. 动压巷道区段煤柱留设宽度研究
[2]
崔志瀛1，张 宇1，胡 琛2，于孔亮2，李亚洲2. 近距离煤层采掘工作面相互扰动范围研究
[3]
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[4]
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[5]
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[6]
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[7]
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[8]
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[9]
韦添源1,2，武建国3，乔晓纯3，张瑞江3，关联合3，齐海天1,2，陈日圆1,2. 受热煤岩固体热传递规律研究
[10]
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[11]
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[12]
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[13]
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[14]
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[15]
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