本文關鍵詞：風速及堆積條件對煤堆自燃影響的數(shù)值模擬研究

  更多相關文章： 煤堆 自然發(fā)火 風速 溫度 擋風墻

【摘要】：煤堆自燃嚴重威脅著煤炭儲運安全,并會降低煤炭的熱值等,為有效的防治煤堆自燃,研究煤堆自燃影響因素,并提出合理的煤自燃防治技術,是非常有必要的。建立了煤堆堆放于大氣環(huán)境中自然發(fā)火過程的數(shù)值模擬模型,研究了煤堆自然發(fā)火過程中環(huán)境因素和煤堆自身堆放因素等對煤堆自然發(fā)火的影響規(guī)律,開展了擋風墻防治煤堆自燃升溫的數(shù)值模擬,研究了擋風墻與煤堆距離、擋風墻自身高度等因素對煤堆自然發(fā)火的影響,提出了采用擋風墻防治煤堆自燃升溫的合理參數(shù)及使用條件,為防治煤堆自然發(fā)火提供了理論基礎,取得了以下主要研究成果：(1)風速增大,煤堆表面的風壓差和風速相對增大,風流速度較小時煤堆出現(xiàn)高溫的區(qū)域在靠近迎風側距離煤堆壁面2m左右,距離煤堆上端部大于2m左右,風速進一步增大煤堆高溫區(qū)域向煤堆中部和背風側下部發(fā)展。在風速為0-1 m/s范圍內(nèi)風速增大有利于煤堆升溫,其中風速0.1-0.5m/s時煤堆最容易溫度升高發(fā)生自燃,當風速大于1m/s時煤堆升溫變緩,當風速大于2m/s時煤堆基本不會出現(xiàn)自然發(fā)火現(xiàn)象。(2)煤堆孔隙率為0.1-0.15煤堆溫度升高較慢,煤堆孔隙率降低有利于防治煤堆的自燃和升溫；煤堆高度的降低煤堆內(nèi)部溫度升高速度變慢,煤堆堆放角度越小煤堆自然發(fā)火期越長,升溫速率越低,降低煤堆堆放高度和角度可以有效防治煤堆自燃。(3)設置擋風墻時,煤堆表面風壓顯著降低且分布形勢與不設置擋風墻時相反,且風壓差顯著降低；擋風墻對煤堆內(nèi)部溫度的影響因環(huán)境風速不同效果不同,存在不適宜采用擋風墻的風速范圍；擋風墻高度增加時煤堆內(nèi)部溫度升高到343K所需時間逐漸增大,當擋風墻高度增加到5m以后再繼續(xù)增加擋風墻高度所需時間出現(xiàn)降低的趨勢,煤堆高度6m時,擋風墻的最優(yōu)高度為5m,與煤堆的距離4m為宜。通過以上研究明確了煤堆自燃的影響因素及機理,明確了環(huán)境因素和自身因素影響煤堆自燃的原因,明確了擋風墻防治煤堆自然發(fā)火的最佳參數(shù)和使用條件,可為防治煤堆自然發(fā)火提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：煤堆 自然發(fā)火 風速 溫度 擋風墻
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD752.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 選題背景與研究意義10-12
• 1.1.1 選題背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 煤自然發(fā)火期試驗研究12-13
• 1.2.2 煤體自然發(fā)火期的計算模型13
• 1.2.3 煤堆自燃防治技術研究13-16
• 1.3 研究內(nèi)容及技術路線16-17
• 2 煤堆自燃數(shù)學模型的建立17-30
• 2.1 煤堆自然發(fā)火期二維數(shù)學模型17-24
• 2.1.1 松散煤體內(nèi)溫度場數(shù)學模型17-19
• 2.1.2 松散煤體內(nèi)漏風流場數(shù)學模型19
• 2.1.3 松散煤體內(nèi)氧濃度場數(shù)學模型19-20
• 2.1.4 松散煤體內(nèi)水分質(zhì)量守恒數(shù)學模型20-21
• 2.1.5 松散煤體內(nèi)動量守恒數(shù)學模型21-24
• 2.1.6 松散煤體自然發(fā)火動態(tài)數(shù)學模型24
• 2.2 數(shù)學模型的解法24-27
• 2.2.1 差分方程建立24-26
• 2.2.2 邊界條件的確定26-27
• 2.3 數(shù)值模擬模型的建立27-30
• 3 風流對煤堆自燃的影響30-40
• 3.1 風速對煤堆表面風壓30
• 3.2 風速對煤堆邊界風速的影響30-32
• 3.3 風速對煤堆內(nèi)部溫度的影響32-39
• 3.4 本章小結39-40
• 4 煤堆堆積條件對自燃的影響研究40-52
• 4.1 孔隙率對煤堆自燃的影響40-46
• 4.1.1 孔隙率對氧氣濃度的影響40-44
• 4.1.2 孔隙率對煤堆溫度的影響44-46
• 4.2 堆積高度對煤堆自燃的影響46-48
• 4.3 堆積角度對煤堆自燃的影響48-50
• 4.4 本章小結50-52
• 5 擋風墻防治煤堆自然發(fā)火技術研究52-68
• 5.1 擋風墻防治煤堆自燃的原因研究52-56
• 5.1.1 擋風墻對煤堆邊界風壓的影響52-53
• 5.1.2 擋風墻對煤堆邊界風速的影響53-54
• 5.1.3 擋風墻對煤堆溫度的影響54-56
• 5.2 擋風墻與煤堆合理距離研究56-62
• 5.2.1 距離對煤堆表面風速的影響56-58
• 5.2.2 距離對煤堆升溫的影響58-62
• 5.3 擋風墻合理高度研究62-66
• 5.3.1 高度對煤堆表面風速的影響62-63
• 5.3.2 高度對煤堆溫度分布的影響63-66
• 5.4 本章小結66-68
• 結論68-70
• 參考文獻70-74
• 作者簡歷74-76
• 學位論文數(shù)據(jù)集76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李宗翔;吳強;王志清;;自燃采空區(qū)耗氧-升溫的區(qū)域分布特征[J];煤炭學報;2009年05期

2 秦波濤;王德明;;礦井防滅火技術現(xiàn)狀及研究進展[J];中國安全科學學報;2007年12期

3 陸衛(wèi)東;王繼仁;單亞飛;洪林;王雪峰;;基于L-MBP神經(jīng)網(wǎng)絡的煤自然發(fā)火期預測[J];遼寧工程技術大學學報;2006年06期

4 李宗翔;吳志君;馬友發(fā);;采空區(qū)場域自燃CO向工作面涌出的數(shù)值模擬[J];燃燒科學與技術;2006年06期

5 劉劍;陳文勝;齊慶杰;;基于活化能指標的煤的自然發(fā)火期研究[J];遼寧工程技術大學學報;2006年02期

6 肖輝;杜翠鳳;;新型高聚物煤自燃阻化劑的試驗研究[J];安全與環(huán)境學報;2006年01期

7 李宗翔;王曉冬;王波;;采空區(qū)場流數(shù)值模擬程序(G3)實現(xiàn)與應用[J];湖南科技大學學報(自然科學版);2005年04期

8 文虎;煤自燃全過程實驗模擬及高溫區(qū)域動態(tài)變化規(guī)律的研究[J];煤炭學報;2004年06期

9 李滿花;預防儲煤廠儲煤堆自燃措施[J];山西焦煤科技;2004年11期

10 鄧軍,張燕妮,徐通模,徐精彩;煤自然發(fā)火期預測模型研究[J];煤炭學報;2004年05期

，

本文編號：850605