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煤吸附解吸气体变形的力学模型研究

发布时间:2018-07-29 14:33
【摘要】:针对煤吸附/解吸气体过程中变形随时间变化的力学行为,对煤体孔隙度方程的隐函数求导,将具有时变性的孔隙度方程引入有效应力系数中,由此建立煤吸附/解吸气体变形问题的力学模型。模型的数值计算结果表明:煤样吸附/解吸气体产生膨胀/收缩变形,变形随时间的增加而增大,直到气体在煤中吸附/解吸达到平衡,煤样的变形才稳定不变;气体压力对煤样的吸附/解吸变形平衡时间及平衡变形量产生影响,气体压力越大,吸附/解吸变形平衡所用的时间越短,平衡时煤样体积应变越大;煤样吸附变形与气体吸附性相关,吸附性更强的CO2气体比CH4气体促使煤样产生更大的膨胀变形。模拟结果与以往实验研究结论一致,证明建立的力学模型能反映煤吸附/解吸气体的变形特征。
[Abstract]:In view of the mechanical behavior of deformation changing with time in the process of coal adsorption / desorption gas, the implicit function of coal porosity equation is derived, and the time-varying porosity equation is introduced into the effective stress coefficient. A mechanical model for gas deformation of coal adsorption / desorption is established. The numerical results of the model show that the adsorption / desorption gas of coal sample produces dilatation / shrinkage deformation, and the deformation increases with the increase of time, until the gas adsorption / desorption reaches equilibrium in coal, the deformation of coal sample does not change stably. The gas pressure has an effect on the equilibrium time and amount of adsorption / desorption deformation of coal sample. The larger the gas pressure, the shorter the time of adsorption / desorption deformation equilibrium, and the larger the volume strain of coal sample is. The adsorption deformation of coal samples is related to the gas adsorption. The CO2 gas with stronger adsorbability has greater swelling deformation than the CH4 gas. The simulation results are consistent with the previous experimental results. It is proved that the established mechanical model can reflect the deformation characteristics of coal adsorption / desorption gas.
【作者单位】: 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;
【基金】:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120023120011) 北京市高等学校青年英才计划资助项目(YETP0943) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QL02)
【分类号】:TD712

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2152983

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