煤炭地下气化渗流燃烧方法研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 研究煤炭地下气化温控爆破渗流燃烧方法的目的和意义 1

1.2 国内外研究概况及发展趋势 2

1.2.1 原子能爆破煤层法 2

1.2.2 化学液爆破煤层法 2

1.2.3 炸药爆破煤层法 3

1.3 地下气化数学模拟研究现状评述 4

1.3.1 析空区扩展模型 5

1.3.2 气化通道形状模型 5

1.3.5 氧气浓度扩散模型 6

1.3.4 煤气质量模型 6

1.3.3 温控场模型 6

第一部分 模型实验 10

2 爆破实验研究与理论分析 10

2.1 热爆炸实验 10

2.1.1 热爆炸原理 10

2.1.2 实验设计 11

2.1.3 实验方法 12

2.1.4 实验数据整理 13

2.1.5 实验结果 13

2.2 热爆炸临界温度的数值计算 19

2.2.1 数学模型 19

2.2.3 计算结构讨论 21

2.2.2 特征参数的选定 21

2.3 爆破漏斗实验 23

2.3.1 实验条件 23

2.3.2 实验方法 23

2.3.3 实验结果评述 25

2.4 爆破动力作用分析 26

2.4.1 爆炸冲击波初始参数 26

2.4.2 介质爆破破坏分区 29

2.4.3 计算结果分析 31

2.5 小结 31

3.1 煤炭地下气化基本原理 33

3 煤炭地下气化温控爆破渗流燃烧模型实验研究 33

3.2 实验台结构 34

3.3 爆破参数设计 35

3.4 实验系统 37

3.4.1 测温系统 37

3.4.2 爆破监测系统 37

3.4.3 物探监测系统 38

3.4.4 气体组分监测系统 38

3.4.5 供排气系统 38

3.4.6 冷态试验 39

3.5 实验数据的整理与分析 40

3.5.1 温控温度、温控时间及温控距离 40

3.5.2 爆振测试与处理 41

3.5.3 温控特征参数 50

3.5.4 温度场的动态变化规律 51

3.5.5 煤气组分、热值及还原率 63

3.5.6 气体压力的变化特点 67

3.5.7 火焰工作面的探测 69

3.5.8 气化空间的分区特征 76

3.6 小结 77

第二部分 煤炭地下气化数学模型 80

4 气化煤层动态温度场及火焰工作面移动速度的研究 80

4.1 温度场数学模型的建立 80

4.1.1 微分方程 80

4.1.2 边界条件 81

4.2 模型参数 82

4.3 动态温度场的数值计算 83

4.4 火焰工作面移动速度的计算 88

4.4.1 数学模型 88

4.4.2 计算结果 93

4.4.3 分析与讨论 93

4.5 小结 94

5 地下气化气体流动三维非稳定非线性渗流数值模拟 96

5.1 引言 96

5.2 渗透实验系统及实验方法 96

5.2.1 实验系统 96

5.2.2 实验方法 97

5.3 地下气化气体渗流运动特征 98

5.2.3 实验结果分析 98

5.4 地下气化流体三维非稳定非线性渗流数学模型的建立 100

5.4.1 渗流运动的微分方程 100

5.4.2 定解条件 101

5.5 三维渗流数学模型的数值解法 101

5.6 主要参数的设定 104

5.7 计算结果分析与讨论 106

5.8 小结 109

6 地下气化气体三维非稳定对流扩散数值模拟 110

6.1 地下气化气体对流扩散特征 110

6.2 三维非稳定对流扩散微分方程的推导 112

6.3 三维非稳定对流扩散数学模型 113

6.4 三维非稳定对流扩散模型的数值解法 114

6.4.1 网格剖分及基函数的确定 115

6.4.2 平面上游加权多单元均衡方法 116

6.4.3 三维上游加权多单元均衡方法 117

6.4.4 积分公式的推导 120

6.4.5 权系数的确定 126

6.5 参数的确定 127

6.6 计算结果分析与讨论 129

6.7 小结 132

7 结论 134

参考文献 137