本文關(guān)鍵詞：基于PFC3D的煤堆自燃過程模擬與實現(xiàn)

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【摘要】：為了解煤堆自燃過程中的溫度場變化、能量遷移和氧氣流動情況,基于煤堆的顆粒特性以PFC3D為模擬平臺,借助其熱力耦合模型,模擬了煤堆的自燃氧化過程,及該過程中的溫度場變化和能量遷移;使用極小顆粒模擬氧氣的流動及其與煤的反應(yīng),并通過FISH實現(xiàn)該過程。結(jié)果表明:隨模擬時間延長,溫度場高溫區(qū)向煤堆坡面邊界水平移動;能量遷移主要發(fā)生在靠近低溫區(qū)的區(qū)域,且不同溫區(qū)交界處遷移最多;高溫區(qū)移動是由于氧化需氧量的變化、造成對氧的"抽吸"作用而產(chǎn)生的;煤堆內(nèi)氧顆粒的流動可分為穩(wěn)定區(qū)、雜亂區(qū)、微弱區(qū),隨著"抽吸"作用的增加,穩(wěn)定區(qū)減小,雜亂區(qū)增加,微弱區(qū)增加。模擬計算至70 d,煤堆出現(xiàn)大范圍高溫區(qū)域并產(chǎn)生自燃,此時最高溫度為362.1 K。
【作者單位】： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院;遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦山熱動力災(zāi)害與防治教育部重點實驗室;大連交通大學(xué)遼寧省隧道與地下結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心;遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 安全工程 煤堆自燃 溫場變化 能量遷移 氧氣流動 PFCD模擬
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51274110;51274113;51474121)
【分類號】：TD752.2
【正文快照】： 0引言煤堆自燃發(fā)生的原因是煤堆內(nèi)部的煤顆粒由于比表面積大而與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),放出熱量,當(dāng)放出的熱量大于向外部環(huán)境散發(fā)的熱量時,煤堆開始蓄熱升溫;開始煤堆升溫較慢,當(dāng)溫度達到一定程度后,煤堆的溫度快速上升,最終煤堆開始自燃[1-2]。由于煤堆外部環(huán)境與煤堆多

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