發(fā)布時(shí)間：2023-06-06 20:40

　　眾所周知,我國的一次能源以煤為主,這在未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)都不會(huì)改變。煤堆自燃是煤炭儲(chǔ)運(yùn)及煤礦安全管理工作面臨的一大難題。大型儲(chǔ)煤場(chǎng)所及隨意堆放的煤矸石山極易發(fā)生煤堆自燃現(xiàn)象,形成重大安全隱患。近些年,重力熱管技術(shù)應(yīng)用在寒區(qū)工程、空調(diào)、制冷等領(lǐng)域的成功實(shí)踐引起相關(guān)學(xué)者的關(guān)注,并提出將重力熱管技術(shù)應(yīng)用于煤堆或煤矸石山自燃防治工作的思路。目前重力熱管技術(shù)的基礎(chǔ)理論相對(duì)較成熟,但要將熱管移熱防控煤堆自燃的方法成功應(yīng)用,尚有諸多關(guān)鍵的科學(xué)問題需要研究。本課題通過建立風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下的三維非穩(wěn)態(tài)煤堆自燃模型,利用COMSOL軟件進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。根據(jù)模擬結(jié)果,研究三維空間下煤堆自燃發(fā)展變化規(guī)律、預(yù)測(cè)自燃高溫區(qū)域時(shí)空分布變化規(guī)律,為后期科學(xué)的布置重力熱管進(jìn)行煤堆降溫提供理論基礎(chǔ);通過改變風(fēng)速、孔隙率、堆積角度和高度等研究各因素對(duì)煤堆自然發(fā)火期及溫度場(chǎng)分布的影響,并提出切實(shí)可行的防治方案。其次,通過對(duì)三維空間下煤堆高溫區(qū)域按特定方案插入重力熱管(密集布置),進(jìn)行煤堆降溫方案的布置與優(yōu)化,通過改變重力熱管插入深度(Z方向)、布置密度(X和Y方向),分析各方案對(duì)煤堆溫度場(chǎng)及高溫區(qū)域的影響作用,最終找出本文模型中合...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤自燃機(jī)理研究
        1.2.2 煤堆自燃規(guī)律的數(shù)值模擬研究
        1.2.3 煤堆自燃防治技術(shù)研究
        1.2.4 重力熱管技術(shù)
        1.2.5 重力熱管移熱防控煤自燃研究
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 煤堆自燃模型的建立
    2.1 COMSOL軟件簡介
    2.2 煤堆自燃數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 煤體空氣滲流速度場(chǎng)
        2.2.2 煤體氧氣組分運(yùn)移場(chǎng)
        2.2.3 煤體自燃升溫溫度場(chǎng)
    2.3 煤堆自燃物理模型
        2.3.1 基本假設(shè)
        2.3.2 模型建立
        2.3.3 網(wǎng)格劃分
    2.4 本章小結(jié)
3 煤堆自燃溫度場(chǎng)分布規(guī)律及影響因素研究
    3.1 煤堆自然發(fā)火期的判定
    3.2 煤堆自燃高溫區(qū)域的時(shí)空變化規(guī)律
        3.2.1 三維煤堆自燃發(fā)展過程溫度場(chǎng)分析
        3.2.2 二維煤堆自燃發(fā)展過程溫度場(chǎng)分析
    3.3 煤堆自燃影響因素分析
        3.3.1 風(fēng)速對(duì)煤堆自燃的影響
        3.3.2 孔隙率對(duì)煤堆自燃的影響
        3.3.3 堆積高度對(duì)煤堆自燃的影響
        3.3.4 堆積角度對(duì)煤堆自燃的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 重力熱管對(duì)煤堆自燃溫度場(chǎng)分布影響效果研究
    4.1 重力熱管降溫系統(tǒng)傳熱分析
        4.1.1 基本假設(shè)
        4.1.2 傳熱過程分析
        4.1.3 重力熱管數(shù)學(xué)模型
    4.2 重力熱管插入深度對(duì)降溫效果的影響
    4.3 重力熱管布置密度對(duì)降溫效果的影響
        4.3.1 X方向間距對(duì)降溫效果的影響
        4.3.2 Y方向間距對(duì)降溫效果的影響
    4.4 優(yōu)化布置方案
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3832187