采空区遗煤氧化蓄热的“热-化”耦合过程数值模拟研究

作者

杜斌
单位

煤炭科学研究总院中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
摘要

采空区遗煤在满足某些条件的情况下会发生氧化蓄热升温，以煤氧化蓄热过程中的化学反应场和传热场为研究对象，提出了化学反应场与传热场耦合模型，建立了控制方程并借助数值模拟软件对双因素耦合过程进行了模拟；通过参数扫略（储热系数η=10%、20%、50%、100%），揭示了采空区不同散热条件下遗煤氧化蓄热过程中化学反应速率、煤温随时间的变化特性以及化学反应速率与煤温之间的变化特性。结果表明：耗氧率呈负指数形式变化，煤温依次经历缓慢升温、快速升温等阶段，模拟结果与之前相关学者的研究结果相吻合；化学反应场和传热场在煤氧化蓄热过程中呈现出正向协同作用。
关键词

氧化蓄热采空区遗煤氧化动力学多场耦合数值模拟
文章目录

1“热-化”耦合模型的提出及控制方程的建立
1.1化学反应数学模型的建立
1.2化学反应模型的验证
1.3热-化耦合模型的建立
1.4热-化耦合模型的验证
2“热-化”耦合过程中其他物理量的变化情况
2.1变储热系数下煤温随时间的变化
2.2变储热系数下化学反应速率随时间的变化
2.3变储热系数下化学反应速率随煤温的变化
3结语
引用格式

杜斌.采空区遗煤氧化蓄热的“热-化”耦合过程数值模拟研究[J].煤矿安全,2023,54(06):84-89.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.06.013.
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