液態(tài)CO2相變致裂器泄能頭氣孔壓力研究

王 偉 李亞東 鄭永香 尹 超 李朝博路小茜 周星宇

(1.石家莊鐵道大學(xué)省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學(xué)行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室,河北 石家莊 050043;2.石家莊鐵道大學(xué)道路與鐵道工程安全保障省部共建教育部重點實驗室,河北 石家莊 050043;3.石家莊鐵道大學(xué)土木工程學(xué)院,河北 石家莊 050043;4.石家莊鐵道大學(xué)河北省金屬礦山安全高效開采技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 石家莊 050043;5.河北省應(yīng)急管理科學(xué)研究院,河北 石家莊 050051)

隨著安全有序發(fā)展核電目標(biāo)要求的提出，我國基本形成了包括核能在內(nèi)的多輪驅(qū)動能源生產(chǎn)體系[1]。目前我國天然鈾產(chǎn)量僅占需求量的25%[2-3]，長期依靠進(jìn)口的現(xiàn)狀嚴(yán)重限制了核電、核軍工的有序發(fā)展。目前我國已探明的鈾礦中，砂巖型鈾礦占43%，原地浸出工藝(即“地浸”)是最有效、合理的開采方式[4-5]。地浸技術(shù)僅適用于滲透系數(shù)為0.5～10.0 m/d的高滲透性砂巖型鈾礦[6-7]。然而，針對目前我國已探明的砂巖型鈾礦普遍滲透性較低(滲透系數(shù)＜ 0.1 m/d)的現(xiàn)狀，王偉等[8-9]提出了以炸藥作為能量輸入的低滲鈾礦層“爆破增滲”物理改造方法，有效提高了低滲透砂巖型鈾礦的滲透性。

隨著技術(shù)的發(fā)展革新，傳統(tǒng)炸藥爆破的弊端逐漸顯現(xiàn)，二氧化碳相變爆破在工程中得到了廣泛應(yīng)用[10]，眾多學(xué)者對二氧化碳爆破原理及致裂效果進(jìn)行了深入研究。二氧化碳爆破技術(shù)的基本原理為液態(tài)二氧化碳受熱相變，短時間內(nèi)體積急劇膨脹，由所產(chǎn)生的高壓氣體對周圍介質(zhì)進(jìn)行爆破沖擊[11]。相關(guān)試驗研究表明，二氧化碳相變爆破的峰值壓力和作用時間位于炸藥爆破與水力壓裂之間，且致裂效果良好[12]。夏祥等[13]通過開展巖體致裂和爆破試驗，對振動速度傳播和衰減規(guī)律進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)二氧化碳致裂方式在中遠(yuǎn)區(qū)域的減振效果更顯著，與傳統(tǒng)炸藥爆破方式相比，其爆破近區(qū)粉碎程度偏低，致裂效果更優(yōu)。白鑫等[14]采用理論方法計算了液態(tài)二氧化碳相變致裂的影響半徑，證明該技術(shù)可有效增加巖體損傷裂隙擴展。與此同時，部分學(xué)者對影響致裂效果的因素開展了相關(guān)研究。雷云[15]通過液態(tài)二氧化碳相變氣爆壓力試驗平臺及測試系統(tǒng)，對距爆口不同位置的壓力—時間變化規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著距離的增加，壓力降低先快后慢，整體呈二次拋物線形式。XIA等[16]對二氧化碳爆破進(jìn)行了一系列的探索性試驗，通過綜合分析對比液態(tài)二氧化碳充填量、加熱材料用量以及定壓剪切片厚度3個因素對爆破效果的影響，發(fā)現(xiàn)液態(tài)二氧化碳充填量對爆破效果影響最大，約為加熱材料的231倍，剪切片太厚易導(dǎo)致爆破失敗，管壁溫度升高。ZHANG等[17]采用數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合的方式對裂隙擴展結(jié)果、試樣破碎程度等進(jìn)行了分析，認(rèn)為剪切片強度、泄氣孔數(shù)量和半徑是影響爆破效果的關(guān)鍵因素。上述研究針對距離、充液量、剪切片厚度、泄氣孔數(shù)量等爆破效果的影響因素進(jìn)行了深入討論，反映出二氧化碳爆破技術(shù)具有良好的致裂效果，有利于裂隙網(wǎng)絡(luò)的形成擴展。然而，目前礦山開采等領(lǐng)域常用的工業(yè)化二氧化碳致裂器多由預(yù)切槽或單一泄氣孔產(chǎn)生的優(yōu)勢流定向剝落周圍煤巖體。該類致裂器應(yīng)用于爆破生產(chǎn)中時，因其單一、少量的泄氣孔，往往會產(chǎn)生較大壓力，生成大主裂縫。煤層增滲領(lǐng)域所用的多孔釋放管可以在一定程度上形成裂隙網(wǎng)絡(luò)，而致裂器各氣孔壓力的變化趨勢、壓力差值等因素對所生成裂隙的均勻度有重要影響，故而有必要對其進(jìn)行深入討論。

爆破增滲需要通過致裂器產(chǎn)生大量連通的小裂隙，最終形成良好的裂隙網(wǎng)絡(luò)。本研究在現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)的二氧化碳致裂器基礎(chǔ)上，對致裂器泄能頭進(jìn)行多孔化設(shè)計，對泄能頭上泄氣孔之間的位置關(guān)系和孔徑特征進(jìn)行調(diào)整，以平衡、調(diào)節(jié)各氣孔壓力，從而達(dá)到對炮孔壁均勻加壓進(jìn)而產(chǎn)生大量微小裂隙、形成裂隙網(wǎng)絡(luò)的目的。為實現(xiàn)上述目的，結(jié)合流體動力學(xué)相關(guān)理論，以RNGk-ε湍流模型為理論基礎(chǔ)，分析泄能頭腔體內(nèi)的氣體流動規(guī)律及壓力分布特征;通過監(jiān)測各氣孔壓力數(shù)據(jù)，討論各氣孔壓力間的相關(guān)性、最大峰值、峰值差值等參數(shù)，得到了位置關(guān)系和孔徑特征這兩個因素對泄氣孔壓力的影響規(guī)律，為設(shè)計出適用于爆破增滲工況的“各氣孔壓力大且均勻”的致裂器提供理論參考。

1 模型構(gòu)建

1.1 泄能頭內(nèi)氣體流動模型

液態(tài)CO2相變產(chǎn)生的高壓氣體沖破剪切片射入泄能頭內(nèi)形成湍流，本研究采用湍流模型模擬泄能頭腔體內(nèi)氣體的流動過程，并進(jìn)一步監(jiān)測各泄氣孔壓力。湍流模型主要有單方程S-A模型、雙方程k-ε模型、五方程雷諾應(yīng)力(RSM)模型、大渦模型(LES)等4種模型[18]，結(jié)合雷諾數(shù)等條件，選擇相應(yīng)的模型進(jìn)行計算。

雷諾數(shù)是用來表征流體流動的無量綱數(shù)，雷諾數(shù)大小對選擇湍流模型具有重要指導(dǎo)意義。其計算公式為

式中，Re為雷諾數(shù);ρ為流體密度，氣態(tài)CO2取1.787 8 kg/m3;u為流體流速，m/s;L為特征長度，取10-2m;μ為黏性系數(shù)，取1.37×10-5Pa·s。

將上述參數(shù)代入式(1)，結(jié)果大于4000，為高雷諾數(shù)。故本研究選取RNGk-ε湍流模型進(jìn)行模擬計算。

為確保湍流模型計算的準(zhǔn)確性，在湍動能k方程的基礎(chǔ)上，引入湍動耗散率ε方程，形成k-ε雙方程湍流模型。為適應(yīng)高雷諾數(shù)流動問題，用重整化的數(shù)學(xué)方法對瞬時N-S方程進(jìn)行推導(dǎo)，得到重整化k-ε模型(RNGk-ε模型)[18]，湍動能k和湍動耗散率ε由如下運輸方程確定:

1.2 泄能頭模擬方案及幾何模型

1.2.1 模擬方案

本研究對傳統(tǒng)二氧化碳致裂器泄能頭進(jìn)行多孔化設(shè)計，考慮兩個變量:① 位置關(guān)系，根據(jù)泄氣孔分布的幾何位置，可分為對稱式和交錯式兩種;② 孔徑特征，根據(jù)同一泄能頭上泄氣孔直徑是否一致，可分為均勻(5 mm)和非均勻(4～6 mm)兩類。為充分對比分析各因素的影響程度，本研究依據(jù)控制變量法制定模擬方案，共設(shè)置4個基本類型，即均勻?qū)ΨQ式分布、均勻交錯式分布、非均勻?qū)ΨQ式分布和非均勻交錯式分布，見表1。

表1 泄能頭模擬方案Table 1 Simulation schemes of energy discharge head

1.2.2 幾何模型

根據(jù)表1所示模擬方案，本研究采用ICEM軟件進(jìn)行建模并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。泄能頭模型尺寸為100 mm×30 mm(長×寬)，入口設(shè)置在左側(cè)首部居中位置，直徑10 mm。依據(jù)泄氣孔位置關(guān)系因素，上下壁面分別對稱或交錯地設(shè)置3組泄氣孔;結(jié)合孔徑特征因素，泄氣孔直徑設(shè)置為均勻式(均為5 mm)分布或非均勻式(分別為4、5、6 mm)分布，泄能頭幾何模型如圖1所示。

圖1 泄能頭幾何模型(單位:mm)Fig.1 Geometric models of energy discharge head

泄氣孔壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)是分析位置關(guān)系和孔徑特征對于氣孔壓力影響的關(guān)鍵性資料。本文的主要研究內(nèi)容為高壓氣體的流動過程，無需考慮重力的影響。因此，對稱式分布模型只對單側(cè)泄氣孔進(jìn)行監(jiān)測即可，即由左側(cè)首部至右側(cè)端部依次布設(shè)1#～3#測點;而交錯式分布模型兩側(cè)泄氣孔均進(jìn)行監(jiān)測，即由左側(cè)首部至右側(cè)端部依次布設(shè)1#～6#監(jiān)測點，如圖1所示。

2 泄能頭仿真模擬

2.1 數(shù)學(xué)參數(shù)

為了對設(shè)計“各氣孔壓力大且均勻”的致裂器提供理論參考，本研究采用數(shù)值模擬方法，對所得各泄氣孔的監(jiān)測數(shù)據(jù)及壓力—時間曲線進(jìn)行對比分析。為提高數(shù)據(jù)分析的科學(xué)性、直觀性，結(jié)合統(tǒng)計學(xué)理論引入了包括相關(guān)系數(shù)、最大峰值、峰值差值在內(nèi)的3個數(shù)學(xué)參數(shù)。

相關(guān)系數(shù)方程(Correl函數(shù))需具有兩組數(shù)據(jù)即數(shù)組1、數(shù)組2，公式為

式中，X，Y分別為數(shù)組1和數(shù)組2的樣本集合;，，分別為數(shù)組1和數(shù)組2的樣本平均值。

相關(guān)系數(shù)表征各泄氣孔壓力數(shù)據(jù)隨時間變化的一致性、相關(guān)性，數(shù)值越接近于1，各氣孔壓力越一致。各泄氣孔壓力數(shù)據(jù)兩兩組合計算相關(guān)系數(shù)，選取最大、最小相關(guān)系數(shù)，可有效避免出現(xiàn)同一泄能頭上個別泄氣孔之間壓力數(shù)據(jù)高度一致而與其他泄氣孔之間數(shù)據(jù)差異較大的情況。最大峰值表征同一泄能頭各泄氣孔所能達(dá)到的最大壓力，數(shù)值越大壓力越大。峰值差值定量表述各泄氣孔之間的最大壓差程度，數(shù)值越小各氣孔壓力越均勻。綜上所述，相關(guān)系數(shù)越接近于1，峰值越高，差值越小，則可認(rèn)定為越符合“各氣孔壓力大且均勻”的要求。

2.2 壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表1所示的泄能頭模型方案進(jìn)行仿真計算，并對各監(jiān)測點數(shù)據(jù)進(jìn)行了包括相關(guān)系數(shù)、最大峰值、峰值差值在內(nèi)的統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果見表2。

表2 泄能頭氣孔壓力分析結(jié)果Table 2 Analysis results of vent pressure of energy discharge head

由表1可知:模擬1和模擬3(對稱式分布)相關(guān)系數(shù)較大，尤其是模擬3，其各組監(jiān)測數(shù)據(jù)間相關(guān)系數(shù)最小為0.827 3＞0.8，呈高度相關(guān);最大可至0.970 1，幾近于完全相關(guān);且其泄氣孔最大峰值達(dá)266.20 MPa，各泄氣孔峰值差值僅為10.73 MPa。模擬2和模擬4(交錯式分布)最大峰值較大，但其峰值差值較大。

2.3 腔內(nèi)氣體流動規(guī)律

對模擬過程中泄能頭內(nèi)空氣和氣態(tài)CO2的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行監(jiān)測可知，腔內(nèi)流體運動過程基本規(guī)律可以表述為:高速高壓氣體由左側(cè)首部射入泄能頭腔體，經(jīng)右側(cè)端部壁面反射回流，最后由上下壁面所設(shè)泄氣孔釋放。該過程中，壁面結(jié)構(gòu)導(dǎo)致湍流、渦流等產(chǎn)生。計算初期壓力波動較大，至0.5 ms時泄能頭腔體內(nèi)氣體流動普遍達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)。

泄氣孔呈對稱式分布時產(chǎn)生對稱渦流，增加能量耗散。一是因泄能頭寬度有限，高壓氣體射流前端擴散不完全產(chǎn)生回旋渦流;二是端部壁面反射作用，產(chǎn)生渦流，另外由于上下壁面所設(shè)泄氣孔的位置關(guān)系呈對稱式分布，故其渦流也呈對稱式，如圖2(a)所示。但由于結(jié)構(gòu)的對稱性，其邊界狀況對腔內(nèi)流體的擾動性整體較小，故盡管存在渦流，但腔體內(nèi)氣體流動整體保持穩(wěn)定狀態(tài)，上下壁面對應(yīng)的氣孔壓力一致，有利于輸出更加均勻穩(wěn)定的壓力。

泄氣孔呈交錯式分布時也產(chǎn)生渦流，其產(chǎn)生原因與對稱式相似。但其邊界條件不同，泄氣孔的位置關(guān)系呈交錯式，故產(chǎn)生非對稱渦流，如圖2(b)所示。本研究為高雷諾數(shù)氣體(大于4 000)，慣性對流場的影響大于黏滯力，流體流動較不穩(wěn)定，此種情況下流速的微小變化容易發(fā)展、增強，形成紊亂、不規(guī)則的紊流。因此邊界對腔內(nèi)流體的擾動性驟增，即湍流動能增大，致使壓力波動較大，無法輸出穩(wěn)定壓力。

圖2 泄能頭內(nèi)氣體流動對比Fig.2 Comparison of gas flow in energy discharge head

2.4 腔內(nèi)氣體壓力分布特征

由腔內(nèi)氣體流動分析可知，高壓氣體首先沖擊右側(cè)端部壁面繼而回流，此過程勢必會在腔內(nèi)氣體壓力分布上有所體現(xiàn)。為更好地探究泄氣孔的位置關(guān)系和孔徑特征對泄氣孔壓力的影響，需進(jìn)一步分析泄能頭腔體內(nèi)的壓力分布特征。

由泄能頭腔體內(nèi)壓力云圖(圖3)可知，泄能頭腔體內(nèi)明顯呈現(xiàn)出由右側(cè)端部至左側(cè)首部壓力降低的特征，并且在計算初期，部分區(qū)域會出現(xiàn)壓力負(fù)值現(xiàn)象。由于本研究雷諾數(shù)大于0.3，為可壓縮流體，現(xiàn)引入氣體壓縮理論對壓力特征進(jìn)行分析，公式為

圖3 泄能頭腔體內(nèi)壓力云圖Fig.3 Pressure nephogram of energy discharge head cavity

式中，P為壓強，Pa;V為體積，m3;T為開爾文溫度，K;n為物質(zhì)的量，取0.5 mol;R為氣體常量，取8.314 51 J/(mol·k)。

當(dāng)雷諾數(shù)較大時，腔內(nèi)氣體微小的變化極易形成渦流、紊流，從而降低了氣體的流動速度，如圖4所示。射入腔體內(nèi)的氣體速度快，而紊流導(dǎo)致氣體的釋放速度較慢，故腔內(nèi)CO2氣體未能等量釋放，即同等氣體所占體積減小。CO2氣體溫度不變，物質(zhì)的量以及R為常量，因此同等氣體所占體積減小勢必引起壓力增大。又因為氣體由端部回流至首部，沿途經(jīng)過所設(shè)泄氣孔釋放，故呈現(xiàn)出由右側(cè)端部至左側(cè)首部壓力降低的特征。

圖4 泄能頭腔體內(nèi)速度云圖Fig.4 Velocity nephogram of energy discharge head cavity

圖3中渦流區(qū)域相對壓力小于0，即呈現(xiàn)為負(fù)壓現(xiàn)象。對泄氣孔壓力的大量監(jiān)測數(shù)據(jù)以及壓力—時間曲線進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在大部分模擬試驗的初始階段以及個別試驗的整個模擬過程中，存在負(fù)壓現(xiàn)象。高壓CO2氣體噴射至泄能頭腔體中，射流速度可達(dá)

1.91×104m/s，腔內(nèi)氣體速度分布如圖4所示。依據(jù)射流負(fù)壓理論，CO2氣體由入口高速射入，周圍空氣被射流卷走，造成短暫的真空狀態(tài)，繼而臨近空氣被卷入，最終產(chǎn)生負(fù)壓現(xiàn)象。同時研究表明，入射氣體速度越大，形成的紊流傳遞給周圍流體的動能越大、負(fù)壓越低，但入口速度與負(fù)壓的關(guān)系呈非線性[19-20]。

3 氣孔壓力影響因素分析

3.1 泄氣孔位置關(guān)系對氣孔壓力的影響

在液態(tài)CO2相變爆破泄能頭模擬試驗中，泄氣孔的位置關(guān)系是本研究考慮的主要影響因素之一。由上述泄能頭腔體內(nèi)的氣體流動分析可知，泄氣孔的位置關(guān)系導(dǎo)致邊界條件變動，繼而對腔體內(nèi)氣體的流動狀況產(chǎn)生較大影響。本研究對方案3(非均勻?qū)ΨQ式分布)和方案4(非均勻交錯式分布)結(jié)果進(jìn)行對比分析。壓力監(jiān)測點設(shè)置如圖1所示，方案3設(shè)置3個監(jiān)測點，方案4設(shè)置6個監(jiān)測點，其壓力—時間曲線如圖5所示。

CO2相變爆破全過程持續(xù)時間較長，為減少計算量、并有效破巖，本研究選擇其中壓力為200 MPa左右的0.5～3.0 ms時間區(qū)間進(jìn)行分析。由圖5可知:方案3中各曲線走勢一致，峰值范圍為250～270 MPa，且3個測點達(dá)到峰值的時間基本一致;2#測點、3#測點的壓力—時間曲線基本完全重合，1#測點與其他兩組數(shù)據(jù)之間的差值維持在10 MPa左右，滿足爆破增滲所需“各氣孔壓力大且均勻”的要求。方案4中，由于邊界條件對流體的擾動性增加，形成極不規(guī)則的紊流，導(dǎo)致各曲線波動較大，無法輸出持續(xù)穩(wěn)定的壓力。

圖5 不同位置關(guān)系下的壓力—時間曲線對比Fig.5 Comparison of pressure-time curves under different position relationship

本研究分析表明:對稱式氣孔分布中，泄能頭幾何結(jié)構(gòu)呈對稱性，邊界的規(guī)律性更強，對腔體內(nèi)流體的擾動性更小。泄能頭上各氣孔壓力穩(wěn)定性相對更高，波動較小，壓力—時間曲線具有很好的穩(wěn)定連續(xù)性。交錯式氣孔分布中，微小的邊界變化極大地提高了腔體內(nèi)氣體流動的紊亂程度，直觀表現(xiàn)為氣孔壓力波動加劇。

綜上所述，泄氣孔位置關(guān)系對氣孔壓力的影響主要體現(xiàn)在壓力輸出的穩(wěn)定性方面，對稱式分布，氣孔壓力更加持續(xù)穩(wěn)定;交錯式分布，更易形成波動性脈沖氣體。本研究認(rèn)為:為形成均勻良好的幾何裂隙網(wǎng)絡(luò)，對稱式氣孔分布更適用于“爆破增滲”工況。

3.2 泄氣孔孔徑特征對氣孔壓力的影響

泄氣孔孔徑特征是本研究考慮的另一主要影響因素。依據(jù)孔徑特征可劃分為氣孔直徑由端部至首部降低的非均勻式分布和端部至首部直徑相同的均勻式分布。通過分析泄氣孔位置關(guān)系對氣孔壓力的影響可知:泄氣孔呈對稱式分布時氣孔壓力波動較小。為便于分析研究，選擇方案1(均勻?qū)ΨQ式分布)和方案3(非均勻?qū)ΨQ式分布)來分析孔徑特征對氣孔壓力的影響。壓力監(jiān)測點設(shè)置如圖1所示，方案1和方案3均設(shè)置3個監(jiān)測點，其壓力—時間曲線如圖6所示。

圖6 不同孔徑特征下的壓力—時間曲線對比Fig.6 Comparison of pressure-time curves under different aperture characteristics

由圖6可知:方案1中各曲線相對穩(wěn)定，走勢也趨向于一致。但2#測點壓力圍繞240 MPa波動;3#測點壓力圍繞165 MPa波動;1#測點壓力圍繞65 MPa波動，各氣孔壓力懸殊。結(jié)合模擬結(jié)果可知，方案1最大峰值壓力為266.52 MPa，略高于方案3，但其最大差值達(dá)187.27 MPa，此種狀況顯然無法滿足“壓力均勻”的要求。而方案3的結(jié)果表明，其氣孔間的壓差較小，故其釋放的壓力更加均勻。

通過分析泄能頭腔體內(nèi)的壓力分布特征可知，泄能頭內(nèi)壓力呈現(xiàn)出由右側(cè)端部至左側(cè)首部逐漸降低的特征。泄氣孔孔徑特征呈均勻分布時，沒有結(jié)合壓力分布特征做出相應(yīng)調(diào)整，導(dǎo)致各泄氣孔差值較大，并不能很好地適用于爆破增滲工況。方案1中，高速氣體沖擊壁面產(chǎn)生回流，依次經(jīng)過3#、2#、1#測點所在的氣孔釋放。均勻式的氣孔布置致使壓力大的端部區(qū)域氣孔壓力更大，壓力小的首部區(qū)域氣孔壓力更小，最終形成巨大的壓力差值。而模擬3結(jié)合腔內(nèi)壓力分布特征，3#、2#、1#測點所在的氣孔直徑依次減小，3處以擴大氣孔直徑的方式減小壓力，相反，1處以縮小氣孔直徑的方式增大壓力。通過一增一減的方式，平衡3組氣孔壓力，最終將各氣孔壓力差值控制在10 MPa左右。

綜上所述，泄能頭腔體內(nèi)表現(xiàn)出由端部至首部壓力降低的分布特征?？讖教卣鞒史蔷鶆蚴椒植紩r與壓力分布特征相契合，故各氣孔壓力值近似，可提高裂隙均勻度，適合于爆破增滲工況;均勻式分布沒有根據(jù)壓力分布特征做出相應(yīng)調(diào)整，致使各氣孔之間壓差較大，更適合于需要進(jìn)行壓差爆破的工況。

4 結(jié) 論

為降低泄氣孔間的壓差，獲得更加均勻穩(wěn)定的輸出壓力，采用數(shù)值模擬的方式進(jìn)行分析，對所得泄氣孔壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計學(xué)分析，研究了位置關(guān)系和孔徑特征對泄氣孔壓力變化的影響規(guī)律。主要得到如下結(jié)論:

(1)泄能頭腔體內(nèi)壓力呈現(xiàn)出由右側(cè)端部至左側(cè)首部降低的特征，因此將泄氣孔直徑設(shè)置為由端部至首部遞減的非均勻式分布，可有效地平衡各泄氣孔壓力、降低壓差;氣體流動的雷諾數(shù)較大，故極小的邊界改變都會引起腔體內(nèi)氣體流動的劇烈變化。因此，非均勻?qū)ΨQ式分布，更易輸出均勻持續(xù)穩(wěn)定的壓力。

(2)所研究的致裂器，其壓力相對較小，在地應(yīng)力更高的深層資源開采應(yīng)用中可能會具有一定的局限性。因此需要綜合考慮裝藥密度、加熱裝置與液態(tài)CO2的接觸面積等因素，進(jìn)一步研發(fā)威力更大的致裂器。