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基于F-K理论的大体积煤堆自燃特性试验研究 被引量：8
1
作者 张晓明 王永军 +1 位作者 张河猛 佐佐木久郎 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期57-63,共7页
为预测大体积低品质煤炭自然发火温度,采用恒温加热系统和气体检测分析系统,研究煤堆的自热特性。根据Frank-Kamenetskii边界条件理论,并结合自然对流和临界自燃着火点研究方法,分析煤堆内部的温度变化、水分蒸发及能量转变情况,进而探... 为预测大体积低品质煤炭自然发火温度,采用恒温加热系统和气体检测分析系统,研究煤堆的自热特性。根据Frank-Kamenetskii边界条件理论,并结合自然对流和临界自燃着火点研究方法,分析煤堆内部的温度变化、水分蒸发及能量转变情况,进而探讨环境温度、氧化气体和煤自燃倾向性的关系。结果表明：煤样水分含量是导致其自热升温曲线出现下降阶段的重要因素,煤堆内部不同位置其温度下降阶段持续的时间不同;自热反应所产生气体浓度随煤温的升高而增高;未燃状态下,氧化作用最强阶段位于温度上升初始段后期;自然对流和低温氧化导致煤堆体积缩减,环境温度越高体积缩减程度越大;煤样临界自燃着火点研究方法可有效应用于大体积煤堆自燃着火点预测。 展开更多
关键词 临界自燃着火点温度 Frank-Kamenetskii边界条件理论 自然对流 水分蒸发 环境温度 气体检测
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粒径对褐煤自燃阶段临界温度影响的试验研究 被引量：8
2
作者 张晓明 吴琦 +2 位作者 张河猛 王永军 佐佐木久郎 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期36-41,共6页
为研究褐煤在堆积状态下的自然发火特性,开展实验室试验,基于Frank-Kamenetskii理论,采用开放式恒温加热方法,将6种不同粒径的褐煤煤样分别放入5、10和15 cm等尺寸的立方体网篮,组成18个自然堆积状态的煤堆,并置于不同的恒温条件下,研... 为研究褐煤在堆积状态下的自然发火特性,开展实验室试验,基于Frank-Kamenetskii理论,采用开放式恒温加热方法,将6种不同粒径的褐煤煤样分别放入5、10和15 cm等尺寸的立方体网篮,组成18个自然堆积状态的煤堆,并置于不同的恒温条件下,研究煤堆的升温过程,探讨粒径对煤氧化过程中自燃阶段临界温度的影响。结果表明：煤堆的升温过程可分为初始升温、缓慢升温、快速升温和自燃（或温度回落）4个阶段;在煤堆体积相同时,煤样粒径的减小会使自燃阶段临界温度降低,随着煤堆体积的增大,粒径影响逐渐减弱直至可被忽略。 展开更多
关键词 褐煤 自然发火 开放式恒温加热法 自燃阶段临界温度 煤样粒径 网篮体积
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堆积状态下低品质煤临界自燃着火点测定与研究 被引量：2
3
作者 王永军 张晓明 +2 位作者 张河猛 王天 佐佐木久郎 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期10-15,共6页
为了研究低品质煤炭堆积状态下内部自热理论,采用临界自燃着火点理论和Frank-Kamenetskii模型研究了煤堆内部热产生与热散失平衡理论以及煤堆表面的换热现象;并应用设计研发的煤堆热扩散率及温度监测实验装置和测定方法来评估低品质煤样... 为了研究低品质煤炭堆积状态下内部自热理论,采用临界自燃着火点理论和Frank-Kamenetskii模型研究了煤堆内部热产生与热散失平衡理论以及煤堆表面的换热现象;并应用设计研发的煤堆热扩散率及温度监测实验装置和测定方法来评估低品质煤样(褐煤以及亚烟煤)临界自燃温度。结果表明:煤样堆积状态下临界自燃着火点温度可通过实验室内测定分析不同体积网框在不同环境温度条件下自热曲线得出;同体积条件下,临界自燃着火点随着煤品质的升高而增加;在140℃环境条件下,1#,2#和3#煤样在快速升温的前20 min内,温度变化趋势相似;在60~65℃,3种煤样出现温度转折点,升温速率开始减缓;根据煤样临界自燃着火点温度结合F-K热发火边界条件理论得出的堆积体积与着火点耦合关系式可预测大体积煤样自燃倾向性及临界自燃温度。 展开更多
关键词 临界自燃着火点 热平衡理论 低品质煤 Frank-Kamenetskii模型
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基于等效氧化暴露时间理论的褐煤自燃特性研究 被引量：2
4
作者 张河猛 张晓明 +2 位作者 王永军 王继仁 佐佐木久郎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1358-1364,共7页
为研究堆积褐煤自燃特性,通过开放式恒温实验获得不同体积立方体褐煤(边长分别为0.05,0.1,0.15和0.25 m)内部升温曲线、临界自燃着火点温度(Tc)和表观活化能等特征参数。基于等效氧化暴露时间(EOET)理论,针对实验条件建立均质多孔介质... 为研究堆积褐煤自燃特性,通过开放式恒温实验获得不同体积立方体褐煤(边长分别为0.05,0.1,0.15和0.25 m)内部升温曲线、临界自燃着火点温度(Tc)和表观活化能等特征参数。基于等效氧化暴露时间(EOET)理论,针对实验条件建立均质多孔介质的多场耦合数学模型,并通过实验结果验证了数值模拟的合理性,从而掌握了实验无法获得的温度场、氧浓度场和渗流场的动态分布。通过实验将褐煤升温过程划分为4个阶段。结合实验及数值模拟明确了煤体热量产生与传递、水分蒸发与运移、氧气消耗与运移、自然对流等多种因素的耦合关系,探讨了升温过程中相对EOET与产热加速率的负相关关系。进而对大型煤堆自燃状态进行模拟,验证了煤堆临界自燃着火点温度实验式的合理性。 展开更多
关键词 褐煤自燃 开放式恒温法 临界自燃着火点温度 等效氧化暴露时间 表面积体积比
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褐煤自然发火特性实验及数值模拟
5
作者 张晓明 张河猛 +2 位作者 王琢 王永军 佐佐木久郎 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第18期190-193,共4页
为研究褐煤的自然发火特性,采用恒温加热法,对不同尺寸的立方体网状容器内的煤样进行实验,得到煤样的升温曲线和临界自燃点温度。根据实验条件,应用Fluent软件建立煤样升温过程的温度场、空气渗流场和氧气浓度场三场耦合模型。实验与模... 为研究褐煤的自然发火特性,采用恒温加热法,对不同尺寸的立方体网状容器内的煤样进行实验,得到煤样的升温曲线和临界自燃点温度。根据实验条件,应用Fluent软件建立煤样升温过程的温度场、空气渗流场和氧气浓度场三场耦合模型。实验与模拟结果表明:煤体体积越大,临界自燃温度越低;当环境温度高于临界自燃温度值,煤体能够自燃,反之煤体不能自燃;煤体升温过程中的温度场、空气渗流场和氧气浓度场是随着时间变化并且相互影响的。 展开更多
关键词 自然发火 临界自燃温度 数值模拟 多场耦合
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低品质煤炭堆积状态下自燃特性研究 被引量：3
6
作者 王永军 张晓明 +1 位作者 张河猛 佐佐木久郎 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期53-58,共6页
为研究低品质煤炭在堆积状态下的自然发火特性,根据煤样自热过程中能量的转化和积聚条件,基于Frank-Kamenetskii理论,采用差热分析仪(DTA)和恒温加热系统,试验测试煤样临界自燃着火点温度(CSIT)。通过分析环境设定因素及验证关联试验,... 为研究低品质煤炭在堆积状态下的自然发火特性,根据煤样自热过程中能量的转化和积聚条件,基于Frank-Kamenetskii理论,采用差热分析仪(DTA)和恒温加热系统,试验测试煤样临界自燃着火点温度(CSIT)。通过分析环境设定因素及验证关联试验,可将煤样升温过程划分为4个不同变化阶段。在试验条件下煤堆体积主要影响其CSIT;煤样水分是导致升温曲线平缓或下降的主要原因,且体积越大影响越明显。结果表明,通过实验室小体积类比试验分析推导堆积体积与CSIT关系式是准确可行的;用小体积试验可有效预测大体积煤炭自燃着火点温度范围。 展开更多
关键词 低品质煤炭 自燃 能量积聚 Frank-Kamenetskii理论 临界自燃着火点温度(CSIT) 体积
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DDS系列煤炭自燃阻化剂实验研究 被引量：20
7
作者 董希琳 《火灾科学》 CSCD 1997年第1期20-26,共7页
为寻找高效阻化剂以阻止煤炭自热引燃，在控温炉中对ＤＤＳ系列煤自燃阻化剂的阻化效果进行了实验研究，并与以前的阻化剂做了比较。实验采用烟煤作为试样，借助于著名的Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉ模型，利用４，６，８和１０厘... 为寻找高效阻化剂以阻止煤炭自热引燃，在控温炉中对ＤＤＳ系列煤自燃阻化剂的阻化效果进行了实验研究，并与以前的阻化剂做了比较。实验采用烟煤作为试样，借助于著名的Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉ模型，利用４，６，８和１０厘米立方体阻化煤样在６０～２２０℃温度范围估测其氧化反应的活化能。与未阻化的水湿煤样相比，ＤＤＳ５阻化煤氧化反应的活化能增大了２０ｋＪ／ｍｏｌ，相当于增加了４５％。该研究中也考虑了影响阻化效果的各种因素。在实验结果的基础上，提出了阻化动力学机理。最后。 展开更多
关键词 煤自燃 阻化剂 活化能
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