松散煤体有源温度场实验和数值模拟研究

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1、西安科技大学硕士学位论文松散煤体有源温度场实验和数值模拟研究姓名：李明明申请学位级别：硕士专业：安全技术及工程指导教师：邓军20090514论文题目：专业：硕士生：指导教师：松散煤体有源温度场实验和数值模拟研究安全技术及工程李明明邓军摘要(签名)叁蛆圈(签名)毕煤矿井下隐蔽高温区域探测一直是困扰我国煤矿自燃火灾防治的一大难题，应用热红外成像仪进行探测和分析，定性和定量研究松散煤体有源温度场变化及影响参数，认清和掌握松散煤体内部热量传递规律，对探测井下煤层自燃隐蔽火源具有重要的实际工程应用价值。本文采用理论分析、实验模拟和数值模拟相结合的综合研究方法。首先，设计并搭建松散煤体有源温度场实验台，实

2、验中采用线性加热棒模拟松散煤体内部热源，用红外热像仪摄取表面温度分布，着重分析表面温度场和表面局部温度随时间的变化情况。实验较好地反映了表面温度场的整个变化过程，通过对温度场的观测能定性地大致判断出热源的位置。实验说明运用热红外成像这种全场性的温度探测法进行井下煤层隐蔽火源探测具有很好的优势，并提出通过表面温度变化率判断热源存在时间长短。其次，建立松散煤体传热物理模型，运用Fluent软件进行模拟，将模拟结果和实验结果进行比较，验证模型的有效性，证明该模型能很好地反映松散煤体的温度场变化规律。改变模拟中的物性参数，研究松散煤体导热系数和热源深度对温度场的影响，得出导热系数对松散煤体温度场的影响

3、主要在于对表面温度场和热源发展速度的影响，而对内部温度场的影响较小；热源深度对松散煤体的内部温度场、表面温度场和发展速度均有较大影响。导热系数小、热源深度大是松散煤体热源发展的有利条件。关键词：红外热像；松散煤体；实验；数值模拟；温度场论文类型：理论研究型Subject：StudyonExperimentandNumericalSimulationofTemperatureFieldofHeatReservoirLooseCoalSpecialty：SafetyEngineeringName：LiMingmingInstructor：DengJunABSTRACT(SignatuThehidd

4、enheatplacedetectionofcoalmillehasbeenaproblemwhichobsesseschina’Spreventionandcontrolofspontaneouscombustionofcoal．Usinginfraredthermographytodetectandanalysisthechangeandinfluenceoftemperaturefieldofheatreservoirloosecoalqualitativelyandquantitative，realizingandmasteringheattransferregularityofith

5、asimportantapplicationvalue．Thispaperstudiedthetemperaturefieldoftheheatreservoirloosecoalusingfiniteelementmethodanalysistheory,experimentalstudyandcomputersimulation．Firstofall，designandputupexperimentaltableofheatreservoirloosecoal．Intheexperiment，usingalinearheatingstickasinnerheatreservoir,usin

6、ginfraredthermographytogetsurfaceinfraredimages，analysissurfacetemperaturefieldandit’Schange．Theexperimentreflectthechangeofwholesurfacetemperaturefieldpreferably．Fromtheimagesthepositionofheatreservoircanberoughlyfound．Itshowedthatinfraredthermographyhasmanyadvantagesinhiddenfiredetectionofcoalmine

7、s．Thepaperproposedjudgingthetimelengthofheatreservoirexistence谢tllchangerateoftemperature．Then,setupaphysicalmodelofloosecoal、Ⅳitllinnerheatreservoir，usingFluenttosimulate，comparethesimulationresultan