[发明专利]松散煤体热物性测试方法及系统

权利要求书

1、一种松散煤体热物性测试方法，其特征是基于热线法，一次性同时测松散煤体导热系数λ、热扩散率a和比热容c_p三个热物性参数，所述方法为在松散煤体的煤样中心放置加热棒作为热源，在煤样中的测温点上设置温度传感器用于检测煤样温度，所述测温点与加热棒之间有煤样相隔；将所述煤样放置于试样筒中；测出所述试样筒中煤样的密度ρ、设定所述加热棒的加热功率(W/m)，记录加热棒从开始加热所经历的时间(s)；测量对应时刻所述煤样的温度(℃)；由所述密度、加热功率、时间和温度，首先根据平行热线法原理计算所述煤样的导热系数λ，然后利用下面公式计算煤样热扩散率a：

(θ(r,τ)·2πλ)/q=12(-γ-lnp-Σn=15(-1)npnnn!)]]>

式中：p＝r²/(4aτ)，

r为煤样中某一点与热线的距离，m；

a为所述煤样的热扩散率，m²/s；

λ为所述煤样导热系数，W/(m·K)；

τ为时间，s；

θ(r，τ)为煤样中径向距离加热棒r位置处某点τ时刻的温升，℃；

γ＝0.5772156为欧拉常数。

求得热扩散a后，煤样的比热容c_p根据下式求得：

c_p＝λ/(ρa)。

2、根据权利要求1所述的松散煤体热物性测试方法，其特征是所述试样筒一次所测的煤样量为25Kg～30Kg，所述松散煤体的粒度最大25mm。

3、一种松散煤体热物性测试系统，其特征是具有：

一柱状试样筒，由筒盖(1)和筒体(3)构成，筒体(3)上设置活动门(10)，并设置有用于插入热电偶(4)和导线的可密封孔(11)；

一设置在所述试样筒轴线位置上的加热棒(2)，以稳压电源(9)为所述加热棒(2)提供稳定的工作电源；

一数据采集和传输单元，包括在偏离所述试样筒轴线位置上设置的热电偶(4)和设置在试样筒外部、作为下位机的PLC控制器(6)，与所述PLC控制器(6)通过PPI编程电缆(7)连接有作为上位机的微机系统(8)；以所述上位机控制PLC控制器(6)按照指定的采样通道和设定的采样周期进行温度数据的采集。

4、根据权利要求3所述的松散煤体热物性测试系统，其特征是所述筒体(3)为夹层结构，其外层为不锈钢材质，内层为耐高温硅胶层，中部是以纳米绝热材料为夹层。

5、根据权利要求3所述的松散煤体热物性测试系统，其特征是所述热电偶(4)布置在与加热棒(2)中心相距15±1mm的位置处，所述加热棒(2)是外径为2mm的细铜管，细铜管中内置镍铬加热丝。