水分相变下松散煤体导热系数的数值模拟研究

发布时间：2018-04-25 09:31

  本文选题：水分 + 松散煤体　； 参考：《煤炭学报》2017年07期

【摘要】：煤自燃过程中水分的相变与迁移对松散煤体所处的导热和蓄热环境具有重要影响,而导热系数的变化可直观表征水分相变对松散煤体导热能力的改变。考虑到水分相变对松散煤体自燃过程中热湿迁移的实际作用,建立了含水松散煤体的简化物理模型,运用有限元数值模拟的方法,求解了二维稳态条件下,水分发生相变时含水松散煤体的温度场和热流密度分布,分析了水分相变对松散煤体内部各处导热能力的改变,并计算得到了相应的导热系数。研究结果表明:水分相变的发生直接影响了含水松散煤体内部温度及热流的分布,最终表现为含水松散煤体导热能力的整体变化;基于水分相变的影响,随着液相饱和度的增大,含水松散煤体的导热系数基本呈线性增加,增加趋势随着温度的升高逐渐变缓;100℃时水分相变下导热系数与液相饱和度满足关系:λe=0.130 1+0.132 8S,通过与对比数据的误差分析,验证了模拟的可靠性。
[Abstract]:The phase transition and migration of water in the process of coal spontaneous combustion have an important influence on the thermal conductivity and thermal storage environment of loose coal, and the change of thermal conductivity can be directly characterized by the change of thermal conductivity of loose coal. Considering the actual effect of water phase transformation on heat and moisture migration in the process of spontaneous combustion of loose coal, a simplified physical model of loose coal with water content is established, and the two-dimensional steady state condition is solved by using finite element numerical simulation method. The distribution of temperature field and heat flux of loose coal with water content is analyzed. The change of thermal conductivity in loose coal body is analyzed and the corresponding thermal conductivity is calculated. The results show that the occurrence of water phase transition directly affects the distribution of temperature and heat flux in the water-bearing loose coal body, and finally shows the overall change of thermal conductivity of the water-bearing loose coal body, which is based on the effect of water phase transition. With the increase of liquid saturation, the thermal conductivity of water-bearing loose coal increases linearly. With the increase of temperature, the relationship between the thermal conductivity and the liquid saturation under the water phase transition is satisfied: 位 E = 0.130 1 0.132 8S. the reliability of the simulation is verified by error analysis with the contrast data.
【作者单位】： 河南理工大学安全科学与工程学院;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(U1361205,51404090,51574111)
【分类号】：TD752.2

【参考文献】

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【共引文献】

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