松散煤體升溫過程中紅外輻射特征的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤層自燃火災(zāi)多發(fā)生于地下深處，人員無法靠近，加上火源的隱蔽性，使得自燃火源位置的精確探測成為防滅火的關(guān)鍵，也是一項(xiàng)世界性難題；近年來由于紅外技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用紅外技術(shù)探測煤層隱蔽火源位置已成為一個熱點(diǎn)，通過紅外技術(shù)定性和定量研究松散煤體升溫過程中紅外輻射特征變化及影響因素，掌握松散煤體內(nèi)部熱量傳遞規(guī)律，對于利用紅外成像技術(shù)探測井下煤層自燃隱蔽火源具有重要的參考價值。
　　 本文采用理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法。

2、設(shè)計(jì)、搭建松散煤體升溫實(shí)驗(yàn)臺，分別采用400℃線性熱源、點(diǎn)熱源、面熱源和300℃、400℃、500℃面熱源進(jìn)行對比性實(shí)驗(yàn)，利用武漢高德紅外技術(shù)有限公司生產(chǎn)的ThermoProTMTP8 紅外熱像儀攝取升溫過程中松散煤體表面紅外輻射特征圖，利用紅外熱像儀自帶的紅外圖像處理軟件，著重分析三種不同形狀熱源(線性熱源、點(diǎn)熱源、面熱源)在400℃恒定加熱和三種不同熱源溫度(300℃、400℃、500℃)采用面狀熱源加熱時各煤體表面紅外熱像與輻射溫

3、度特征的變化情況進(jìn)行對比分析。實(shí)驗(yàn)較全面地反映了不同溫度及不同熱源形狀時松散煤體表面紅外熱像與輻射溫度特征的整個變化過程，通過對紅外熱像的觀測能大致判斷出熱源的位置及形狀；熱源溫度相同時，面狀熱源對應(yīng)的煤體表面輻射溫度最高，其次是線熱源，點(diǎn)熱源最低；熱源形狀相同時，內(nèi)部熱源溫度高的對應(yīng)的煤體表面最高輻射溫度高。通過建立松散煤體傳熱物理模型，運(yùn)用Fluent軟件進(jìn)行模擬，將模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，該模型能很好地反映松散煤體的溫度場變化