基于PFC3D的煤堆自燃过程模拟

摘要

煤堆自燃会降低煤的品味，污染环境，引发的火灾会造成巨大的经济损失。为充分了解煤自燃进程中不同阶段的特点，为煤堆自燃的防治提供理论参考，论文以颗粒流理论为指导利用PFC3D软件，对煤堆自燃过程进行尝试性模拟，得到了煤堆自燃进程中不同时期温度场和流场的分布规律。随着模拟时间的增长，温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大;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70d，煤堆出现大范围红色区域产生自燃，此时最高温度为362.1K。

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究的目的及意义

1．3 煤自燃国内外研究现状

1．3．1 煤自燃的研究概况

1．3．2 煤堆自燃的数值模拟研究概况

1．3．3 研究现状综述

1．4 论文主要内容及技术路线

1．4．1 论文主要内容

1．4．2 论文技术路线

2 煤堆自燃的理论基础

2．1 煤自燃机理研究

2．1．1 煤自燃机理概述

2．1．2 煤自燃的不同阶段及其特点

2．2 煤堆自燃的影响因素

2．2．1 影响煤自燃的内在因素

2．2．2 影响煤白燃的外在因素

2．3 本章小结

3．颗粒流理论及软件介绍

3．1 颗粒流基本理论

3．2 软件介绍

3．2．1 CFD软件与DEM软件介绍

3．2．2 PFC3D软件介绍

3．3 PFC3D应用技术难点及可行性分析

3．3．1 PFC3D模型构建时存在的问题

3．3．2 基于下落法模型的构建

3．4 小结

4 基于PFC3D煤堆自燃过程的模拟

4．1 PFC3D热力耦合模型

4．2 煤堆自燃模型的构建

4．2．1 煤堆模型构建

4．2．2 氧气流动模型的构建

4．3 温场及流场分析

4．4 小结

结论

参考文献

作者简历

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