[发明专利]一种煤导热系数的测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种煤导热系数的测量装置，该装置及方法包括横向于筒体的延伸方向设置在筒体内的第一隔热透气板、第二隔热透气板和第三隔热透气板；煤样填充于第二隔热透气板和第三隔热透气板之间；风机设置于第一隔热透气板和第二隔热透气板之间；加热装置用于给模拟气体传输管以及煤样进行加热；多个温度传感器均设置于筒体壁用于监测筒体外表面的温度和筒体中心的温度参数，将采集的数据传输到数据处理模块；数据处理模块用于接收温度传感器采集的数据，记录数据并进行导热系数的计算，本发明还提供了采用上述装置测量煤导热系数的方法。本发明通过柱坐标的导热微分方程、温度数据记录及处理等内容，实现对煤在不同风速情况下煤导热系数的测量。

技术领域

本发明涉及导热系数测量技术领域，具体涉及一种煤导热系数的测量装置及方法。

背景技术

在全球范围内，世界上所有产煤国都存在不同程度地地下煤层燃烧现象，严重制约着矿井生产。此外，煤火逐渐蔓延，燃烧区域不断扩大，不仅易造成地表塌陷，还会产生大量的有毒有害气体，如SO₂，NO_X等，从而严重污染环境。在煤火蔓延过程中热能主要通过热传导、热对流以及热辐射来实现热能的传递，其中热传导为主要传热方式，表征其热传导特性的参数主要有热扩散系数、比热容和导热系数。导热系数是物体本身的属性，在研究物体传热方面发挥着重要作用。因此做好精准测试煤的导热系数对煤自燃研究具有重要意义。

煤的导热系数测量方法按测量过程与时间是否有关分为稳态和非稳态两种。现在对于研究煤的导热系数的影响因素主要有煤的粒径、孔隙率以及测试环境的干度、压力、温度、风速等，其中对风速的研究以及不同风速情况下煤导热系数的测量装置及方法暂时没有。

目前常用于测量煤的导热系数主要是通过用LFA457、LFA467等型的激光导热仪，其设备价格昂贵、不便于移动，大多是放在专用的实验室，而且目前还没有关于不同风速情况下测量煤的导热系数。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种煤导热系数的测量装置及方法。

本发明提供了一种煤导热系数的测量装置，包括筒体；筒体的一端为开口端；

第一隔热透气板、第二隔热透气板和第三隔热透气板；均横向于筒体的延伸方向依次设置在筒体内，且第三隔热透气板可拆卸设在筒体的开口端处；

模拟气体传输管；设置于筒体非开口端与第一隔热透气板之间，模拟气体传输管还连接有模拟气体供应装置；

煤样；填充于第二隔热透气板与第三隔热透气板之间；

风量可调的风机；设置于第一隔热透气板和第二隔热透气板之间，用于将模拟气体传输管内的气体输送至煤样内部；

加热装置；配置用于给模拟气体传输管以及煤样进行加热；

多个温度传感器；均设置于筒体筒壁用于监测筒体外表面的温度和筒体中心的温度参数，同时将采集的数据传输到数据处理模块；

数据处理模块；用于接收温度传感器采集的数据，记录数据并进行导热系数的计算。

较佳地，加热装置为加热棒，所述加热棒沿筒体的水平中心轴方向设置，分别设置于第一隔热透气板与筒体端部之间以及第二隔热透气板与第三隔热透气板之间。

较佳地，模拟气体传输管为螺旋中空管。

较佳地，第一隔热透气板、第二隔热透气板以及第三隔热透气板均为带孔隔热板，该带孔隔热板上还设有一层透气滤纸。

较佳地，筒体为铜质圆筒。

本发明还提供了采用上述煤导热系数的测量装置测量导热系数的方法；

准备煤导热系数的测量装置；