高温松散煤体自吸氧试验装置研制及应用
【部分图文】：
是影响松散煤体内部氧气扩散的主要因素。以此为依据研发高温松散煤体自吸氧试验装置，并对其进行测试。2试验装置设计2．1主体结构为研究热源及煤体孔隙率对松散煤体内温度分布的影响，设计了松散煤体自吸氧试验装置，如图1所示。装置主要包括:装置主体管路、温度检测系统、加热及控温系统。其中，主体管路主要有松散煤体填充区域，热源区域;热源由电加热元件提供，温度监测系统选用Pt100温度传感器，在装置松散煤体填充区设3个温度测点(图2中T1，T3，T5)，装置热源处布置1个温度测点(T0)。加热及温度监测系统由加热带和温度控制器组成，温度控制器控制热源内部气体温度并维持热源区域恒温状态。图1高温松散煤体自吸氧试验装置实物Fig．1Experimentaldeviceofhightemperatureloosecoalforstudyingoxygenabsorption图2试验装置剖面Fig．2Profileviewofexperimentaldevice2．2加热与保温部分选用电加热方式对直径100mm、长度500mm的不锈钢圆管进行加热，最高加热温度200℃。加热元件选择玻璃纤维加热带，加热带宽度30mm，长度6cm;辅助保温层选用玻璃纤维布与铝箔纤维带。2．3温度控制部分装置中所选用的温度控制器为比例积分微分(proportionintegrationdifferentiation，PID)类型，该控制器具有测量值(presentvalue)PV、设定值(setval-ue)SV等2个数据显示窗口及相应设置按钮，测温范围为0～300℃，测温精度为±1%F．S．，工作电压为AC(220±22)V(50Hz)。PID调控性能参数对于受控特征指标的灵敏阈不高，但可保证参数调节的有效性。2．4温度检测部分为满足试验装置的高精度需求，温度传感器类型要与温度控制器相匹配。试验装置热源温度控制端选择稳定性较好的K型热电偶与PID型温度控制器联合监测。松散煤体内温度?
是影响松散煤体内部氧气扩散的主要因素。以此为依据研发高温松散煤体自吸氧试验装置，并对其进行测试。2试验装置设计2．1主体结构为研究热源及煤体孔隙率对松散煤体内温度分布的影响，设计了松散煤体自吸氧试验装置，如图1所示。装置主要包括:装置主体管路、温度检测系统、加热及控温系统。其中，主体管路主要有松散煤体填充区域，热源区域;热源由电加热元件提供，温度监测系统选用Pt100温度传感器，在装置松散煤体填充区设3个温度测点(图2中T1，T3，T5)，装置热源处布置1个温度测点(T0)。加热及温度监测系统由加热带和温度控制器组成，温度控制器控制热源内部气体温度并维持热源区域恒温状态。图1高温松散煤体自吸氧试验装置实物Fig．1Experimentaldeviceofhightemperatureloosecoalforstudyingoxygenabsorption图2试验装置剖面Fig．2Profileviewofexperimentaldevice2．2加热与保温部分选用电加热方式对直径100mm、长度500mm的不锈钢圆管进行加热，最高加热温度200℃。加热元件选择玻璃纤维加热带，加热带宽度30mm，长度6cm;辅助保温层选用玻璃纤维布与铝箔纤维带。2．3温度控制部分装置中所选用的温度控制器为比例积分微分(proportionintegrationdifferentiation，PID)类型，该控制器具有测量值(presentvalue)PV、设定值(setval-ue)SV等2个数据显示窗口及相应设置按钮，测温范围为0～300℃，测温精度为±1%F．S．，工作电压为AC(220±22)V(50Hz)。PID调控性能参数对于受控特征指标的灵敏阈不高，但可保证参数调节的有效性。2．4温度检测部分为满足试验装置的高精度需求，温度传感器类型要与温度控制器相匹配。试验装置热源温度控制端选择稳定性较好的K型热电偶与PID型温度控制器联合监测。松散煤体内温度?
表1孔隙率测试结果Table1Testresultsofporosity编号煤样粒径/mm质量/g体积/cm3容重/×10－3(N·cm－3)孔隙率1号1～3500.00777.150.6430.5402号3～5500.00781.080.6400.5433号5～7500.00796.780.6280.5524号7～10500.00800.700.6240.5545号10～15500.00806.150.6200.5573．2试验结果分析3．2．1热源对上部松散煤体的影响当不同温度热源端位于松散煤体下部时，不同粒径松散煤体内各测点温度分布如图3所示。图3不同温度热源下各测点温度(位于松散煤体下端)Fig．3Temperaturevsmeasuringpointunderdifferenttemperatureofheatsource(undertheloosecoal)图3表明:随热源温度的升高，松散煤体内各测点温度值增大，但距离热源较近的1号区域测点受到的影响最明显;当热源温度一定时，随着距热源距离的增大，松散煤体的温度迅速降低。若忽略热辐射的影响，高温热源的热量主要通过热传导、热对流向松散煤体传递。由于热传导过程中能量会逐渐衰减，因此随着孔隙率的增大，传热效率逐渐减弱;当热源温度一定时，随煤体孔隙率的增加，松散煤体内同一测点的温度整体升高。由于随着孔隙率的增大，热源与煤体间的对流换热效应增强，传热效率提高。当热源温度较高时，不同煤样内温度分布的差异非常明显，这种差异随着热源温度的降低及煤样孔隙的减小而逐渐缩小，可能是由于热源与煤体间的热对流效应减弱所致。5号煤样的试验结果没有遵循1—4号煤样温度分布曲线的趋势，而是基本位于2号煤样与3号煤样温度曲线之间。可能由于5号煤样的粒径均匀度不够高，同时5号煤样粒径与试验管路的直径比过大，孔隙分布不均匀，因而不利于气体流动，而装置尺寸较小，边界效应对孔隙率的影响增大。但随着热源温度的降低，各测点温度值逐渐降低，由?
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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本文编号：2857026
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