封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟

• 作者: 刘鹏 王健 秦跃平 郝永江
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 封闭空间 煤粒 瓦斯 菲克扩散 达西渗流 有限差分
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 87-92
• 分类号: TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2014.0346

摘要

为研究瓦斯在煤粒中流动的基本规律,设计了封闭空间内的煤粒瓦斯解吸实验,分别以菲克和达西定律为基础,建立了该条件下煤粒瓦斯放散的数学模型,通过有限差分的方法进行离散并编制程序进行解算,最终实验和数值模拟都得到了4种粒径的煤样在不同初始压力下累积解吸量随时间的变化关系.根据实验和模拟结果分别绘制ln[1-(Qt/Q∞)2]-t关系图进行对比,结果表明:在菲克模拟中,无论扩散参数B如何变化,其结果始终为一条直线;而达西模拟和实验结果有明显的曲线特征并且两者拟合度较高,说明在封闭空间内煤粒中的瓦斯流动更符合达西定律.结合以往研究可知,无论外部压力变化与否,瓦斯在煤粒内的流动都服从达西定律而不是菲克定律.