采空區(qū)氣體多場耦合理論及應(yīng)用

第1章 緒論
1.1　研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 采空區(qū)氣體流動研究現(xiàn)狀
1.2.2 瓦斯燃燒爆炸研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技術(shù)路線
第2章 采空區(qū)氣體滲流規(guī)律研究
2.1　引言
2.2 采空區(qū)介質(zhì)及其滲流特性
2.2.1 采空區(qū)介質(zhì)
2.2.2 多孔介質(zhì)的基本參數(shù)
2.2.3 采場裂隙形成理論
2.2.4 滲流和滲流速度
2.3 采空區(qū)內(nèi)主要?dú)怏w組分
2.4 瓦斯涌出和運(yùn)移規(guī)律
2.4.1 采空區(qū)瓦斯涌出源分析
2.4.2 采動卸壓瓦斯運(yùn)移和積聚規(guī)律
2.4.3 瓦斯擴(kuò)散運(yùn)動規(guī)律
2.4.4 瓦斯升浮現(xiàn)象
2.4.5 瓦斯積聚
2.5 采空區(qū)氣體滲流模型
2.5.1 連續(xù)性方程
2.5.2 動量守恒方程
2.5.3 湍流輸運(yùn)模型
2.5.4 組分守恒方程
2.5.5 狀態(tài)方程
2.6 采空區(qū)氣測滲透率的測量實(shí)驗(yàn)
2.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头桨?br />2.6.2 滲透率計(jì)算理論
2.6.3 實(shí)驗(yàn)裝置和試樣制備
2.6.4 實(shí)驗(yàn)步驟
2.6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
2.6.6 采空區(qū)多孔介質(zhì)滲透率與孔隙率的關(guān)系方程
2.6.7 主要結(jié)論
2.7 本章小結(jié)
第3章 采空區(qū)瓦斯?jié)B流和傳熱的大尺寸實(shí)驗(yàn)研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头桨?br />3.3 實(shí)驗(yàn)裝置
3.3.1 實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械系統(tǒng)
3.3.2 實(shí)驗(yàn)臺瓦斯供氣系統(tǒng)
3.3.3 實(shí)驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)
3.3.4 實(shí)驗(yàn)臺電氣系統(tǒng)
3.3.5 實(shí)驗(yàn)臺數(shù)據(jù)信息采集分析系統(tǒng)
3.4 實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果
3.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)
3.4.2 實(shí)驗(yàn)步驟
3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.4.4 孔隙率的空間分布方程
3.4.5 滲透率的空間分布方程
3.5 現(xiàn)場觀測
3.5.1 工作面概況
3.5.2 測點(diǎn)布置
3.5.3 觀測參數(shù)和檢測儀器儀表
3.5.4 現(xiàn)場觀測的結(jié)果和分析
3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場觀測結(jié)果的比對分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 采空區(qū)氣體滲流場和濃度場耦合數(shù)值模擬研究
4.1 引言
4.2 ＣＦＤ模擬和場模擬原理
4.2.1 數(shù)值模擬
4.2.2 ＣＦＤ模擬
4.2.3 場模擬
4.3 ＦＬＵＥＮＴ軟件概述
4.3.1 ＦＬＵＥＮＴ軟件模塊和Ｔｅｃｐｌｏｔ后處理軟件
4.3.2 ＦＬＵＥＮＴ軟件在本書數(shù)值模擬中的應(yīng)用
4.4 采空區(qū)氣體滲流場和濃度場耦合數(shù)值模擬
4.4.1 物理模型構(gòu)建和邊界條件設(shè)定
4.4.2 基本守恒方程組
4.4.3 方程組的離散和數(shù)值解算方法
4.4.4 氣體壓力分布規(guī)律
4.4.5 氣體流場規(guī)律
4.4.6 氣體組分濃度分布規(guī)律
4.4.7 采空區(qū)遺煤氧化自燃帶的確定
4.5 本章小結(jié)
第5章 采空區(qū)氣體傳熱理論
5.1 引言
5.2 采空區(qū)傳熱的基本形式
5.2.1 熱傳導(dǎo)
5.2.2 熱對流
5.2.3 熱輻射
5.3 采空區(qū)的高溫源
5.3.1 采空區(qū)高溫源產(chǎn)生機(jī)理
5.3.2 高溫源位置
5.4 溫度引起的瓦斯升浮現(xiàn)象
5.5 化學(xué)反應(yīng)模型
5.5.1 化學(xué)反應(yīng)模型理論
5.5.2 常用的化學(xué)反應(yīng)模型
5.6 采空區(qū)自燃前后氣體組分的變化
5.6.1 主要?dú)怏w的組分濃度變化
5.6.2 火源燃燒狀態(tài)的氣體判別指標(biāo)
5.7 采空區(qū)多孔介質(zhì)能量方程
5.7.1 簡單情況下的多孔介質(zhì)能量方程
5.7.2 較為復(fù)雜情況下的多孔介質(zhì)能量方程
5.7.3 采空區(qū)多孔介質(zhì)的能量方程
5.8 采空區(qū)滲流場、濃度場和溫度場耦合模型
5.9 本章小結(jié)
第6章 采空區(qū)氣體多場耦合數(shù)值模擬研究
6.1 高溫源和邊界條件的設(shè)定
6.2 物理模型構(gòu)建和假設(shè)
6.3 計(jì)算模型的選取
6.4 方程組的離散和數(shù)值解算方法
6.5 計(jì)算結(jié)果和討論
6.5.1 受自燃影響的氣體壓力分布規(guī)律
6.5.2 受自燃影響的氣體滲流場規(guī)律
6.5.3 受自燃影響的氣體溫度分布規(guī)律
6.5.4 受自燃影響的氣體組分濃度分布規(guī)律
6.6 實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場觀測與模擬結(jié)果的比對分析
6.7 研究成果對煤礦安全的指導(dǎo)意義
6.8 本章小結(jié)
第7章 主要結(jié)論和展望
7.1 主要研究工作和結(jié)論
7.2　研究工作展望150參考文獻(xiàn)
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