重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究

作者：殷鹏程; 田兆君; 鲁义; 张胜媛; 欧艳萍; 孙凯; 杨轶涵

来源：工矿自动化, 2021, 47(09): 96-107.

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.17813

• 煤堆自燃
• 重力热管
• 最佳布置方式
• 插入深度
• 插入倾角
• 降温速率

现有研究已得出重力热管的数量、插入深度和角度、充液率、工质液等会影响煤堆内部温度场的分布,但对重力热管在煤堆中的最佳布置方式的研究较少。针对上述问题,基于重力热管传热理论模型,将热源等效为球体,通过数值模拟和实验相结合的方式,分析重力热管布置方式对煤堆高温点的影响,并得出重力热管的最佳布置方式。基于Comsol软件的数值模拟结果表明:重力热管插入深度对煤堆内部高温热源点温度的影响大于重力热管插入倾角的影响;在相同角度下,重力热管布置深度越大越好,即距离热源越近越好;在相同深度下,重力热管布置角度为60,90,45,30°时,降温幅度依次递减;当重力热管插入深度为60cm、插入倾角为60°时,最高降温幅度达到61.2℃,煤堆降温效果最好。基于储煤堆移热实验台的实验结果表明:重力热管最佳布置方式与仿真结果一致,降温速率整体趋势与模拟结果相似;随着倾角增加,热管降温速率先减小后增加,热管插入倾角为60°时,降温速率达到最大值。

• 单位
  湖南科技大学; 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室