發(fā)布時(shí)間：2017-03-24 03:09

  本文關(guān)鍵詞：煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國有 56%以上的重點(diǎn)礦井存在煤層自然發(fā)火危險(xiǎn),煤層自燃火災(zāi)是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。煤自燃是一個(gè)煤氧復(fù)合放熱為主、自發(fā)產(chǎn)生熱量及熱量積蓄引起煤體升溫的非常復(fù)雜的物理化學(xué)過程。因此,研究煤自燃過程中溫度場的變化情況是研究煤自燃參數(shù)的前提。 本論文在廣泛查閱中外文獻(xiàn)和系統(tǒng)總結(jié)前人研究成果基礎(chǔ)上,采用有限元分析理論、實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合的研究方法,基于大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)(裝煤量1.5t),對(duì)煤自燃溫度場進(jìn)行研究。論文從煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)的分析、實(shí)驗(yàn)臺(tái)爐體結(jié)構(gòu)的研究入手,以計(jì)算機(jī)為輔助手段,利用有限元分析軟件 ANSYS(ANalysis SYStem)的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言 APDL(ANSYS Parametric Design Language)建立煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)有限元模型,通過對(duì)模型進(jìn)行加載求解,得出爐體內(nèi)煤體上各點(diǎn)在某一時(shí)刻的溫度情況、爐體內(nèi)任意一點(diǎn)在煤自燃過程中溫度變化情況,以及高溫點(diǎn)的移動(dòng)變化規(guī)律;并通過改變漏風(fēng)強(qiáng)度、散熱邊界條件、煤樣破碎粒度參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行反復(fù)計(jì)算,得出各參數(shù)與煤自然發(fā)火期及高溫點(diǎn)移動(dòng)的關(guān)系曲線;實(shí)現(xiàn)了溫度場可視化三維輸出。最后,論文利用東榮三礦煤樣實(shí)驗(yàn)對(duì)該模型進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用,結(jié)果證明模型對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場模擬的有效性。 將有限元分析技術(shù)與煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)相結(jié)合,對(duì)溫度場進(jìn)行模擬研究,目前還屬于較新的應(yīng)用。論文提出了基于 ANSYS 軟件的有限元模型,經(jīng)過分析和實(shí)例驗(yàn)證,該模型對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場動(dòng)態(tài)模擬的方法是可行的。利用該模型模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場可以克服實(shí)驗(yàn)條件單一、時(shí)間長等不足,通過改變參數(shù)多次計(jì)算,達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化、節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間的目的。
【關(guān)鍵詞】：煤自燃 溫度場 有限元法 數(shù)值模擬 ANSYS
【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】：2005
【分類號(hào)】：TD752.2
【目錄】：

• 1 緒論8-15
• 1.1 問題的提出8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 煤自燃學(xué)說10-11
• 1.2.2 煤自燃過程實(shí)驗(yàn)?zāi)M11
• 1.2.3 煤自燃數(shù)學(xué)模型及數(shù)值模擬11-12
• 1.2.4 有限元分析的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)12-13
• 1.3 研究內(nèi)容13-14
• 1.4 技術(shù)路線14-15
• 2 煤自燃過程數(shù)學(xué)模型及其溫度場數(shù)值模擬方案15-23
• 2.1 松散煤體自然發(fā)火數(shù)學(xué)模型15-20
• 2.1.1 松散煤體內(nèi)漏風(fēng)流流場數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.1.2 松散煤體內(nèi)氧濃度場數(shù)學(xué)模型17-18
• 2.1.3 松散煤體內(nèi)溫度場數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.2 煤自燃溫度場數(shù)值模擬方案20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 3 煤自燃傾向性實(shí)驗(yàn)研究23-38
• 3.1 自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)?zāi)M條件23-26
• 3.1.1 蓄熱條件23-24
• 3.1.2 供氧條件24-25
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)煤量25-26
• 3.2 大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)簡介26-29
• 3.2.1 爐體結(jié)構(gòu)27-28
• 3.2.2 控制系統(tǒng)28-29
• 3.2.3 監(jiān)測系統(tǒng)29
• 3.3 煤樣自燃傾向性實(shí)驗(yàn)29-37
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理29-30
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)條件30
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)過程30-31
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)原始記錄31-32
• 3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 數(shù)值模擬理論與有限元分析軟件ANSYS38-47
• 4.1 有限元法38-40
• 4.2 有限元分析軟件ANSYS40-43
• 4.2.1 ANSYS 的特點(diǎn)40-41
• 4.2.2 軟件的結(jié)構(gòu)41-43
• 4.3 參數(shù)設(shè)計(jì)語言APDL43
• 4.4 基于ANSYS 的溫度場計(jì)算43-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 5 基于ANSYS 煤自燃實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場模擬的實(shí)現(xiàn)47-65
• 5.1 物理模型47-48
• 5.2 模型假設(shè)48-49
• 5.3 溫度場計(jì)算49-60
• 5.3.1 建立有限元模型49-50
• 5.3.2 加載載荷計(jì)算50-53
• 5.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析53-58
• 5.3.4 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析58-60
• 5.4 影響溫度場的各種因素模擬分析60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 6 結(jié)論65-67
• 6.1 全文結(jié)論65-66
• 6.2 研究展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄1 溫度場計(jì)算APDL 語言部分程序源代碼71-76
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間科研工作及發(fā)表論文情況76-77
• 詳細(xì)摘要77-89

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周春山;煤自然實(shí)驗(yàn)過程中溫度場的數(shù)值模擬研究[D];太原理工大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度場數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：264991