為研究松散煤體內高溫區(qū)域自吸氧過程的溫度分布規(guī)律,分析氧氣輸運類型及影響因素,在此基礎上研制高溫松散煤體自吸氧試驗裝置,并利用該裝置測試不同溫度熱源作用下的不同粒徑松散煤體溫度。發(fā)現(xiàn)松散煤體高溫區(qū)自吸氧過程中氧氣運輸有宏觀氣流攜帶效應及氧組分濃度差引起的分子擴散效應2種類型;熱源溫度及孔隙率是影響松散煤體高溫區(qū)自吸氧的主要因素。研究結果表明,該裝置能用于研究不同溫度熱源作用下不同粒徑松散煤體內溫度分布;熱源溫度一定時,松散煤體內同一測點的溫度值隨煤體粒徑的增大而升高;熱源對其上方松散煤體內溫度的影響明顯大于對下方的煤體,熱對流效應對松散煤體內熱量傳遞過程有很大影響。
【部分圖文】：

是影響松散煤體內部氧氣擴散的主要因素。以此為依據(jù)研發(fā)高溫松散煤體自吸氧試驗裝置，并對其進行測試。2試驗裝置設計2．1主體結構為研究熱源及煤體孔隙率對松散煤體內溫度分布的影響，設計了松散煤體自吸氧試驗裝置，如圖1所示。裝置主要包括:裝置主體管路、溫度檢測系統(tǒng)、加熱及控溫系統(tǒng)。其中，主體管路主要有松散煤體填充區(qū)域，熱源區(qū)域;熱源由電加熱元件提供，溫度監(jiān)測系統(tǒng)選用Pt100溫度傳感器，在裝置松散煤體填充區(qū)設3個溫度測點(圖2中T1，T3，T5)，裝置熱源處布置1個溫度測點(T0)。加熱及溫度監(jiān)測系統(tǒng)由加熱帶和溫度控制器組成，溫度控制器控制熱源內部氣體溫度并維持熱源區(qū)域恒溫狀態(tài)。圖1高溫松散煤體自吸氧試驗裝置實物Fig．1Experimentaldeviceofhightemperatureloosecoalforstudyingoxygenabsorption圖2試驗裝置剖面Fig．2Profileviewofexperimentaldevice2．2加熱與保溫部分選用電加熱方式對直徑100mm、長度500mm的不銹鋼圓管進行加熱，最高加熱溫度200℃。加熱元件選擇玻璃纖維加熱帶，加熱帶寬度30mm，長度6cm;輔助保溫層選用玻璃纖維布與鋁箔纖維帶。2．3溫度控制部分裝置中所選用的溫度控制器為比例積分微分(proportionintegrationdifferentiation，PID)類型，該控制器具有測量值(presentvalue)PV、設定值(setval-ue)SV等2個數(shù)據(jù)顯示窗口及相應設置按鈕，測溫范圍為0～300℃，測溫精度為±1%F．S．，工作電壓為AC(220±22)V(50Hz)。PID調控性能參數(shù)對于受控特征指標的靈敏閾不高，但可保證參數(shù)調節(jié)的有效性。2．4溫度檢測部分為滿足試驗裝置的高精度需求，溫度傳感器類型要與溫度控制器相匹配。試驗裝置熱源溫度控制端選擇穩(wěn)定性較好的K型熱電偶與PID型溫度控制器聯(lián)合監(jiān)測。松散煤體內溫度?

是影響松散煤體內部氧氣擴散的主要因素。以此為依據(jù)研發(fā)高溫松散煤體自吸氧試驗裝置，并對其進行測試。2試驗裝置設計2．1主體結構為研究熱源及煤體孔隙率對松散煤體內溫度分布的影響，設計了松散煤體自吸氧試驗裝置，如圖1所示。裝置主要包括:裝置主體管路、溫度檢測系統(tǒng)、加熱及控溫系統(tǒng)。其中，主體管路主要有松散煤體填充區(qū)域，熱源區(qū)域;熱源由電加熱元件提供，溫度監(jiān)測系統(tǒng)選用Pt100溫度傳感器，在裝置松散煤體填充區(qū)設3個溫度測點(圖2中T1，T3，T5)，裝置熱源處布置1個溫度測點(T0)。加熱及溫度監(jiān)測系統(tǒng)由加熱帶和溫度控制器組成，溫度控制器控制熱源內部氣體溫度并維持熱源區(qū)域恒溫狀態(tài)。圖1高溫松散煤體自吸氧試驗裝置實物Fig．1Experimentaldeviceofhightemperatureloosecoalforstudyingoxygenabsorption圖2試驗裝置剖面Fig．2Profileviewofexperimentaldevice2．2加熱與保溫部分選用電加熱方式對直徑100mm、長度500mm的不銹鋼圓管進行加熱，最高加熱溫度200℃。加熱元件選擇玻璃纖維加熱帶，加熱帶寬度30mm，長度6cm;輔助保溫層選用玻璃纖維布與鋁箔纖維帶。2．3溫度控制部分裝置中所選用的溫度控制器為比例積分微分(proportionintegrationdifferentiation，PID)類型，該控制器具有測量值(presentvalue)PV、設定值(setval-ue)SV等2個數(shù)據(jù)顯示窗口及相應設置按鈕，測溫范圍為0～300℃，測溫精度為±1%F．S．，工作電壓為AC(220±22)V(50Hz)。PID調控性能參數(shù)對于受控特征指標的靈敏閾不高，但可保證參數(shù)調節(jié)的有效性。2．4溫度檢測部分為滿足試驗裝置的高精度需求，溫度傳感器類型要與溫度控制器相匹配。試驗裝置熱源溫度控制端選擇穩(wěn)定性較好的K型熱電偶與PID型溫度控制器聯(lián)合監(jiān)測。松散煤體內溫度?

表1孔隙率測試結果Table1Testresultsofporosity編號煤樣粒徑/mm質量/g體積/cm3容重/×10－3(N·cm－3)孔隙率1號1～3500.00777.150.6430.5402號3～5500.00781.080.6400.5433號5～7500.00796.780.6280.5524號7～10500.00800.700.6240.5545號10～15500.00806.150.6200.5573．2試驗結果分析3．2．1熱源對上部松散煤體的影響當不同溫度熱源端位于松散煤體下部時，不同粒徑松散煤體內各測點溫度分布如圖3所示。圖3不同溫度熱源下各測點溫度(位于松散煤體下端)Fig．3Temperaturevsmeasuringpointunderdifferenttemperatureofheatsource(undertheloosecoal)圖3表明:隨熱源溫度的升高，松散煤體內各測點溫度值增大，但距離熱源較近的1號區(qū)域測點受到的影響最明顯;當熱源溫度一定時，隨著距熱源距離的增大，松散煤體的溫度迅速降低。若忽略熱輻射的影響，高溫熱源的熱量主要通過熱傳導、熱對流向松散煤體傳遞。由于熱傳導過程中能量會逐漸衰減，因此隨著孔隙率的增大，傳熱效率逐漸減弱;當熱源溫度一定時，隨煤體孔隙率的增加，松散煤體內同一測點的溫度整體升高。由于隨著孔隙率的增大，熱源與煤體間的對流換熱效應增強，傳熱效率提高。當熱源溫度較高時，不同煤樣內溫度分布的差異非常明顯，這種差異隨著熱源溫度的降低及煤樣孔隙的減小而逐漸縮小，可能是由于熱源與煤體間的熱對流效應減弱所致。5號煤樣的試驗結果沒有遵循1—4號煤樣溫度分布曲線的趨勢，而是基本位于2號煤樣與3號煤樣溫度曲線之間。可能由于5號煤樣的粒徑均勻度不夠高，同時5號煤樣粒徑與試驗管路的直徑比過大，孔隙分布不均勻，因而不利于氣體流動，而裝置尺寸較小，邊界效應對孔隙率的影響增大。但隨著熱源溫度的降低，各測點溫度值逐漸降低，由?
【參考文獻】

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【共引文獻】

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【二級參考文獻】

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本文編號：2857026