煤粒瓦斯定压吸附数学模型及数值解算

• 作者: 徐浩 秦跃平 毋凡 刘佳 褚翔宇 刘晓薇
• 来源期刊: 矿业科学学报
• 关键词: 煤粒瓦斯 定压吸附 达西定律 游离瓦斯密度梯度 有限差分法
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 445-452
• 页数: 8页
• 分类号: TD712
• 语种: 中文

摘要

为了研究瓦斯在煤粒中的流动机理,开展了4组不同初始压力下的煤粒瓦斯定压吸附实验,提取了累计瓦斯吸附量随时间变化的实验数据.基于压力梯度驱动的达西理论和游离瓦斯密度梯度驱动的新扩散模型,建立2种煤粒瓦斯定压吸附数学模型,并利用有限差分法对数学模型进行了数值解算,得到了煤粒内部累计吸附量的模拟数据.将2种模拟结果与实验数据对比分析发现,数值计算结果与实验相吻合,验证了数值模拟的准确性;两者中的关键比例系数随压力呈现不同的变化趋势,透气性系数随压力呈负相关,微孔道扩散系数不随压力而改变;证明了新提出的游离瓦斯密度梯度驱动的扩散模型比达西定律更适合用来描述煤粒中的瓦斯运移规律.