有限差分法解析自燃煤矸石山深部温度北大核心

基于固体热传导理论的非稳态温度场模型,采用实验模拟缓慢升温期的煤矸石山内部实际导热情况,利用有限差分法对煤矸石山深部温度进行解析并研究深部温度热传导规律。结果表明:距热源0.2 m深度范围内,温度急剧下降,温升幅度较大,而随着距热源的距离增加,温度下降至40℃左右,最后趋于外界稳定温度值20℃。利用有限差分法对模型进行解析,计算得出温度实测值与解析值的最大误差为8.56℃,最小误差仅为0.02℃,说明该模型解析精度较高,适用于自燃煤矸石山深部温度的解析与定量预测。     

有限差分法解析自燃煤矸石山深部温度

基于固体热传导理论的非稳态温度场模型,采用实验模拟缓慢升温期的煤矸石山内部实际导热情况,利用有限差分法对煤矸石山深部温度进行解析并研究深部温度热传导规律。结果表明:距热源0.2 m深度范围内,温度急剧下降,温升幅度较大,而随着距热源的距离增加,温度下降至40℃左右,最后趋于外界稳定温度值20℃。利用有限差分法对模型进行解析,计算得出温度实测值与解析值的最大误差为8.56℃,最小误差仅为0.02℃,说明该模型解析精度较高,适用于自燃煤矸石山深部温度的解析与定量预测。     

自燃煤矸石山表面温度场红外三维模型构建

使用红外热像仪探测自燃煤矸石山表面温度时,获取的热红外影像缺乏与之对应的空间信息,难以进一步分析其温度场信息,精确探测着火点,为解决该问题,利用近景摄影测量的方式获得煤矸石山表面的空间信息,将其与煤矸石山表面温度融合得到自燃煤矸石山的温度场信息,并利用ArcGis软件构建其红外三维模型。通过实验验证了该方法具有可行性,并进行了误差分析。研究结果表明,该方法得到的三维模型点位误差在0.07m范围内,可以满足实际煤矸石山表面着火点探测的需求。     

自燃煤矸石山内部温度拟合与可视化研究北大核心

分析了煤矸石山的自燃机理,采用土壤温度传感器测量煤矸石山内部不同深度的温度,结合传统测量手段定位温度采样点。通过MATLAB软件对每一层煤矸石温度进行插值分析,有效分析煤矸石山深部温度的分布特征,建立了竖直方向一元三次函数拟合模型,揭示出煤矸石山深部温度的变化趋势。通过相关系数和测量误差理论,确立了煤矸石山深部温度拟合最优模型,实现了自燃煤矸石山的火源定位及温度分布可视化,可为自燃煤矸石山灾害预警及治理提供技术指导。     

某矿山硫化矿堆自燃过程温度场时效分析

针对某铜矿山硫化矿石的堆放,解决其硫化矿堆自燃的安全问题。考虑堆积体内部硫化矿石自身的氧化生成热、绝热温升2种升温模式,利用ANSYS建立矿山常用的靠侧壁三角形和平坦地基上梯形2种堆积体的温度场模型,研究2种堆积方式同体积下硫化矿石堆内部温度场及自燃区域随时间的变化规律。通过计算模拟,获得堆积体内部不同时刻温度场分布图、自燃区域分布图。研究结果表明采取防治措施应在日升温为6 ℃以前的阶段;相同体积下表面积更大的矿堆形状,内部升温速度更慢、自燃时间更短。根据研究结果推荐采用梯形堆放方式,以及相关防治措施。     

矸石山自燃的温度场模型

尝试借鉴土壤的传热模型,建立煤矸石的温度场模型。该模型主要取决于煤矸石的温度变化,而温度的获得相对较容易。用温度场模型进行计算,可以得出结论:煤矸石最先发生自燃的点是在2m左右,并且能够大概预测出2m处升到临界温度的时间。得到的结论和实际的观测是吻合的,该法具有一定的指导意义。     

自燃煤矸石山温度场构建及四维显示

表面温度监测是寻找自燃煤矸石山着火点位置并对其针对性治理的基础。本文创建了红外成像仪结合全站仪对自燃煤矸石山表面温度场外业数据采集方法,使用三角形内插原理对数据处理,完成了温度场的构建并且进行精度验证,证明了此方法可行性。运用Matlab的Griddata函数对温度场数据进行预处理。利用contour函数绘制等温线,分析出煤矸石山表面温度变化走向;利用surf函数将煤矸石山表面温度场四维显示。     

自燃煤矸石山温度场的构建及四维显示

表面温度监测是寻找自燃煤矸石山着火点位置并对其针对性治理的基础。本文创建了红外成像仪结合全站仪对自燃煤矸石山表面温度场外业数据采集方法,使用三角形内插原理对数据处理,完成了温度场的构建并且进行精度验证,证明了此方法可行性。运用Matlab的Griddata函数对温度场数据进行预处理。利用contour函数绘制等温线,分析出煤矸石山表面温度变化走向;利用surf函数将煤矸石山表面温度场四维显示。     

基于热管的自燃煤矸石山温度变化规律研究

针对煤矸石山自燃引发的各种危害，采用热管被动降温技术治理，并对煤矸石山内部温度进行为期1 a的动态监测，确定了自燃煤矸石山全年的降温效果。借助等温线图探究了矸石山内部温度场的演变趋势，分析了温度变化的季节性特征。结果表明：通过采用热管被动降温技术，自燃煤矸石山全年81%的监测点温度有不同程度的降低，超过1/3的监测点降温幅度达到100℃以上，降温效果明显；随着时间的推移，不同深度水平方向上的高温中心所占面积不断减少，且均有向低温区域持续蔓延的演变趋势；温度变化具有明显的季节性特征，整体为冬季降温比率最大，夏季降温最差，且浅层受外界环境变化的影响较大，浅层温度随季节的变化特征较深层更明显。     

远距离煤矸石山温度场探测及因素分析

针对煤矸石山频发自燃现象而表面温度场难以监测的实际情况,利用热红外成像技术监测表面温度场,研究探测距离对矸石山温度场红外探测精度的影响。在野外实测和验证的基础上,根据红外测温数据与温度场表面真实数据间的定量关系,建立分段距离-温度补偿数学模型对红外探测值进行补偿。结果表明:经补偿后的红外探测值相对误差最大为0.609,补偿值的相对误差最大仅为0.081,经数学模型改正后的红外温度探测值更接近真实温度。同时,分析了表面温度场探测的影响因素,并提出了提高测温精度、减小测温误差的相应措施,这对于基于热红外成像技术监测矸石山表面温度场具有实践参考价值,同时为深部温度探测和治理提供基础参考。     

高岭土处理油田废水的试验研究

研究了高岭土对油田废水中原油的吸附性能。研究结果表明：在高岭土用量为10 g/L,搅拌速度为250 r/min,吸附时间为60 min及室温（25℃）和自然pH（pH=8）条件下,当油田废水含油浓度不超过1 350 mg/L时,高岭土对废水中原油的去除率最低也接近80%;高岭土对油田废水中原油的吸附是一个自发的吸热过程,其等温吸附过程适合用Langmuir方程描述,吸附动力学符合伪二级动力学模型。     

活塞燃烧室形状对柴油机温度场的影响

基于UG和ANSYS软件对某型柴油机燃烧室与2种设计方案即加入限流环、直喷式涡流燃烧室,建立活塞的三维模型并进行温度场的分析。2个设计方案相对原机的表面温度都有较大的提高,其中加入限流环模型的表面温度达到370℃,涡流式燃烧室的表面温度为354℃。它们都有利于提高燃油利用率和燃烧效率,为燃烧室的形状优化提供了依据。     

寒区隧道温度场Laplace变换解析计算

西部寒区低温环境对已开凿和正开凿的隧道危害很大,研究其隧道温度场的分布对开展防冻害工作起到重要作用。针对这一问题建立分析模型,采用Laplace变换,建立了隧道温度场的解析分析方法;将时间域上的问题转化为Laplace域上的问题,得到Laplace域上的解,再将Laplace域上的解反变换到时间域上。由于时间域上的解进行实际计算较困难,需将Laplace域上的解采用stehfest反演方法进行数值逆变换,得到时间域上的数值解答;通过对stehfest方法进行误差验算,得出当循环级数N=18时,误差达到10-5～10-7,从而说明此方法是可靠的。最后通过对风火山隧道实例验算,得到和实际工程相符的结果,从而为寒区工程设计提供理论依据和计算方法。     

基于ABAQUS的激光熔覆温度场的数值仿真分析

利用有限元软件ABAQUS对激光熔覆成形的过程进行了数值仿真模拟,建立了激光熔覆成形温度场的传热数值仿真模型,并对仿真结果进行了分析。进行试验验证,预测结果与试验测量结果能较好的吻合,最大误差不超过8%,这表明所建温度场数值仿真模型合理。因此可用该数值仿真模型分析激光熔覆工艺参数对温度场的影响,以及模拟计算熔覆层的高度和重熔深度,从而为激光熔覆成形的应用提供了理论和技术支持。     

晶体锗切削温度场的理论建模及数值模拟

针对晶体锗切削加工过程,首先采用热源法及温度叠加原理建立了切削温度场的理论数学模型。然后运用MATLAB软件分别计算出切削速度分别为1.5、2.0、2.5m/s,进给量分别为0.02、0.025mm/r时工件在剪切变形区的温度场,分析了不同切削速度、不同进给量下的温度变化。最后,采用DEFORM-3D软件进行三维切削仿真分析,获得了不同切削参数下工件温度场的云图。计算结果与仿真结果表明:切削速度与进给量的增大会导致切削温度的升高,刀具与工件开始接触时,切削温度、进给量与时间呈线性急剧增加,但温度升高到一定值后会保持相对稳定。相同增量下,进给量对切削温度的影响大于切削速度。不同切削速度和进给量下的仿真结果与理论计算结果误差均小于10%。     

巷道围岩调热圈半径及温度场分布规律研究

巷道围岩散热是一个复杂的非稳态过程,包括围岩内部的热传导和围岩与巷道风流的热交换。随着矿井开采深度的增加,巷道围岩与空气热交换所占比重增大。研究围岩与空气热交换规律对井下风流温度预测及制定矿井降温措施有着重要的意义。利用数值模拟软件模拟了淮南某矿-965 m轨道大巷不同通风时间围岩的温度场,研究了通风时间对巷道围岩温度的影响,并用实测数据对模型进行了分析验证。     

大功率矿用盘式永磁偶合器软启动瞬态温度场研究

针对大功率矿用盘式永磁偶合器软启动过程中高热损耗、实时变化温度仿真难题,提出将热损耗函数导入瞬态温度场的计算方法。首先对热损耗变化进行理论计算,可知软启动热损耗随时间变化呈三次方函数关系;然后采用流固耦合速度仿真得到散热系数为136.01 W/(m2·K);最终完成软启动瞬态温度分布计算,可知最高温度为70.4℃,软启动30 s完成后,铜盘温度为63.7℃,温升在安全运行标准允许范围内,为大功率永磁偶合器软启动温度调控研究提供了理论依据。     

铜川自燃煤矸石特征研究

以铜川自燃煤矸石为研究对象,通过分拣、粉碎、过筛,利用X-射线荧光光谱仪、热分析仪、X射线衍射进行晶相检测并用JADE软件、电子探针及能谱仪等深度评价了铜川自燃煤矸石的组成、结构、性质。结果表明：铜川煤矸石经自燃后主要物相为α-石英、κ-Al2O3以及无定形SiO2和Al2O3,同时还夹杂着方解石和白云石;铜川煤矸石的自燃温度在600~680 ℃;铜川自燃煤矸石在自燃过程中结构破坏程度越大,形成的无定形体越多,结晶度越低,元素含量分布越分散,活性越高。