瓦斯压力对瓦斯在煤中扩散影响的研究
2019-07-21周永晶
建材发展导向 2019年15期
周永晶
(六枝工矿(集团) 恒达勘察设计有限公司,贵州 六枝 553400)
现阶段,瓦斯压力究竟是怎样影响瓦斯扩散系数的并没有一个统一的结论,不同结论相互之间的分歧较大。不同结论具体包括,煤的种类影响着瓦斯在煤中的扩撒能力,还有可能是煤的孔隙结构发生不同程度的变化最终影响其扩散系数。正是以上结论的存在,所以在选择不同的煤进行该实验时,所得到的结论自然不同[1]。本文将利用全国一些比较典型的矿区中的各种煤样,以此为材料进行吸附-解吸动力学实验。
1 扩散模型
本文将使用三种广泛使用的扩散模型,即单孔扩散模型、双分散扩散模型和分散扩散模型,表达式和假设介绍如下:
1.1 单孔扩散模型
单孔扩散模型假定煤颗粒只有一种孔隙,气体在煤颗粒内外的浓度梯度下扩散。
1.2 双分散扩散模型
双分散扩散模型假定煤颗粒包括独立的大孔和微孔系统,两种系统下的气体扩散是由煤颗粒内部和外部的浓度梯度驱动的,简化的双分散扩散模型包括快速大孔扩散阶段和缓慢微孔扩散阶段[2]。
单孔扩散模型和双分散扩散模型都遵循以下假设:
1) 扩散系统是等温的;2) 颗粒煤的几何形状为标准球体;3) 煤和孔隙系统是各向同性和均匀的;4) 孔不可压缩;5) 气体遵循线性吸附规则;6) 气体在孔隙中的扩散符合菲克第二定律。
1.3 分散扩散模型
近年来,建立了扩散模型,并假定扩散特征时间的分布。扩散是分散的,代表了扩散特征时间的广泛分布。……
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