【摘要】：煤自燃火災(zāi)嚴(yán)重影響我國(guó)煤炭行業(yè)的安全發(fā)展�，F(xiàn)有研究表明氧氣供給對(duì)煤火發(fā)展有極大影響,松散煤體內(nèi)氧氣輸運(yùn)主要受供氧通道與供氧動(dòng)力源兩方面因素影響。其中供氧動(dòng)力源有外界漏風(fēng)和火區(qū)自卷吸兩種,目前對(duì)供氧動(dòng)力源的研究多偏重于外界漏風(fēng)供氧過程,而對(duì)自卷吸供氧作用機(jī)理及影響因素方面的研究卻很少。本文在理論分析松散煤體自吸氧動(dòng)力與阻力來源的基礎(chǔ)上,認(rèn)為煤體高溫區(qū)域密度差引起的浮升力是導(dǎo)致煤體自吸氧的主要?jiǎng)恿?然后利用自行研制的松散煤體自吸氧實(shí)驗(yàn)裝置在熱源溫度為30℃、60℃、90℃、120℃、150℃、200℃時(shí)對(duì)不同粒徑煤樣松散煤體內(nèi)溫度分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。得到了熱源周圍松散煤體內(nèi)溫度分布規(guī)律,松散煤體內(nèi)空隙率增加有利于熱量傳遞,同時(shí)由于熱對(duì)流效應(yīng)影響熱源對(duì)其上方煤體溫度影響更明顯。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)松散煤體內(nèi)浮升力進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明:高溫松散煤體內(nèi)浮升力隨熱源強(qiáng)度增大而升高,距離熱源較近時(shí)浮升力主要受熱源溫度影響;隨著距熱源距離增加浮升力受熱源與空隙率共同影響,并且在熱源一定條件下浮升力隨空隙增大而增加;隨距熱源距離增加傳熱效應(yīng)減弱松散煤體內(nèi)浮升力逐漸變小。最后利用ANSYS軟件建立實(shí)驗(yàn)裝置1:1物理模型,對(duì)松散煤體自卷吸供氧過程的影響因素:熱源溫度、空隙分布、熱源方位進(jìn)行了模擬研究。得到了熱源對(duì)松散煤體內(nèi)氣體流動(dòng)的影響規(guī)律,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。氣體流速會(huì)隨與熱源距離的增加而逐漸變小,煤體空隙率變大更利于自卷吸氣流速度增加;而空隙率變化對(duì)松散煤體內(nèi)氣體壓力分布規(guī)律影響較小。熱源強(qiáng)度相同條件下管路與垂直方向夾角越大浮升力在垂直方向分力越小,越不利于熱源自卷吸供氧過程發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD752.2

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本文編號(hào)：2756362