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基于动态扩散系数的煤粒瓦斯扩散模型

作者:张路路 魏建平 温志辉 王登科 宋大钊 王洪磊

关键词: 煤粒; 瓦斯扩散; 动态扩散系数; 流态; 分形特征;

摘要:为准确地描述瓦斯在煤粒中的扩散全过程,本文根据气体在不同尺寸孔隙中的扩散特性,导出随孔隙尺寸和孔隙压力变化的动态扩散系数,并将其作为变量代入到单一孔径扩散模型中;随后根据孔隙的分形特性,将单一孔径毛细管内的扩散推广至宏观球形煤粒内的扩散,并通过煤粒解吸实验和压汞实验对模型进行验证.结果表明:无论是在扩散前期还是后期,所建立模型的计算结果,都能与实验数据吻合.新模型将扩散系数视为与气体流态相关的变量,与经典单孔隙扩散模型和双孔隙模型相比有较大的优势,且涵盖了经典单孔隙扩散模型、双孔隙模型以及三孔隙模型,并将其推广到多孔隙模型. 


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