基于PFC3D的煤堆自燃过程模拟与实现

发布时间：2017-08-14 16:16

  本文关键词：基于PFC3D的煤堆自燃过程模拟与实现

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【摘要】：为了解煤堆自燃过程中的温度场变化、能量迁移和氧气流动情况,基于煤堆的颗粒特性以PFC3D为模拟平台,借助其热力耦合模型,模拟了煤堆的自燃氧化过程,及该过程中的温度场变化和能量迁移;使用极小颗粒模拟氧气的流动及其与煤的反应,并通过FISH实现该过程。结果表明:随模拟时间延长,温度场高温区向煤堆坡面边界水平移动;能量迁移主要发生在靠近低温区的区域,且不同温区交界处迁移最多;高温区移动是由于氧化需氧量的变化、造成对氧的"抽吸"作用而产生的;煤堆内氧颗粒的流动可分为稳定区、杂乱区、微弱区,随着"抽吸"作用的增加,稳定区减小,杂乱区增加,微弱区增加。模拟计算至70 d,煤堆出现大范围高温区域并产生自燃,此时最高温度为362.1 K。
【作者单位】： 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;大连交通大学辽宁省隧道与地下结构工程技术研究中心;辽宁工程技术大学力学与工程学院;
【关键词】： 安全工程 煤堆自燃 温场变化 能量迁移 氧气流动 PFCD模拟
【基金】：国家自然科学基金项目(51274110;51274113;51474121)
【分类号】：TD752.2
【正文快照】： 0引言煤堆自燃发生的原因是煤堆内部的煤颗粒由于比表面积大而与空气中的氧气发生氧化反应,放出热量,当放出的热量大于向外部环境散发的热量时,煤堆开始蓄热升温;开始煤堆升温较慢,当温度达到一定程度后,煤堆的温度快速上升,最终煤堆开始自燃[1-2]。由于煤堆外部环境与煤堆多

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本文编号：673547