扩散时间对经典模型扩散系数影响研究

发布时间：2021-07-02 19:47

　　为研究时间因素对扩散系数拟合计算的影响,基于经典扩散模型分析其拟合过程中的理论误差,并选用不同时间段及时间间隔的颗粒煤瓦斯扩散动力学试验数据,通过常规及定截距2种线性拟合方式分析扩散系数及确定系数R²随时间的变化趋势。结果表明:拟合理论误差随着扩散时间延长而降低,常规拟合和定截距拟合计算得到的扩散系数随着扩散时间的延长而趋于相同,但两者得到的扩散系数随时间段、时间间隔增大呈现不同变化特征,并受到0点数据的影响。 

【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

扩散系数理论误差随时间变化趋势

文中所用的煤粒瓦斯扩散比率数据来自文献[14]，煤样是来自新疆某矿的长焰煤和山西潞安矿区的贫瘦煤，试验样品粒径为60～80目(平均0.212 mm)，在30℃温度及1.5 MPa压力下达到吸附平衡，测定90 min的瓦斯解吸扩散量，如图2所示。限于篇幅，文中主要对比分析新疆煤矿的瓦斯扩散比率数据。2.2 煤粒瓦斯扩散量数据处理方法及结果

扩散系数线性拟合计算公式，由扩散比率解析解简化而成，其截距是定值，这一点在实际拟合计算过程中常被忽略。为考察线性拟合公式定截距对扩散系数计算的影响，分别采用定截距公式(式(3))及常规公式(式(4))2种拟合方式对不同时间段的扩散比率进行拟合计算，得到不同的扩散系数及确定系数，如图3所示。从图3可以看出，常规拟合得到的扩散系数明显大于定截距拟合，随着时间段的延长，2种方式得到的扩散系数越来越接近;定截距扩散系数曲线变化比较稳定，未出现随时间的幂函数变化，受时间段时长影响较小，而其确定系数R2随时间段延长出现剧烈变化，如20 min范围内的确定系数R2小于0，对应图1中扩散比率小于0.5数据范围。另一方面也证实式(3)不适合用于颗粒煤瓦斯扩散的初期阶段的拟合。

【参考文献】：
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本文编号：3261109