一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统。该方法包括：获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据；根据尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型；建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型；对本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；根据离散方程组和煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果；对计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；根据煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全。本发明专利技术能够快速精确地判断煤粉颗粒堆是否存在安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统
本专利技术涉及锅炉煤粉运输安全性判断领域，特别是涉及一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统。
技术介绍
锅炉煤粉运输过程中，受外界的干扰如运输设备的震动、碰撞或地震、台风、降雨等恶劣环境，经常发生滑动、铺展和迁移，使得煤粉远离初始的堆积状态，造成煤粉与外界空气接触的面积增加，极易发生自燃甚至爆炸；同时堆积高度较高、体积较大的煤粉在滑动的过程中还会对周围的物体造成冲击损坏，部分煤粉颗粒也会上扬到空中，造成空气污染。这些都对外界环境产生了极大的安全隐患，因此，亟需一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锅炉煤粉运输安全性判断方法及系统，能够快速精确地判断煤粉颗粒是否会出现滑动以及出现滑动后的铺展范围。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种锅炉煤粉运输安全性判断方法，包括：获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，所述煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据，所述尺寸数据包括煤颗粒堆积的长度数据、宽度数据和高度数据；根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型；建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，所述煤颗粒介质全部流动状态包括类固态、类液态、类气态和惯性态；对所述本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，所述计算结果包括场变量和位移；对所述计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，所述相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全。可选地，所述根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型，具体包括：根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积三维几何模型；采用网格划分软件对所述三维几何模型进行网格划分，得到粒子模型。可选地，所述建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，具体包括：根据稀疏程度的不同，将类固态和类液态称为浓密煤颗粒流，将类气态称为稀疏煤颗粒流，将惯性态称为超稀疏煤颗粒流；分别建立描述浓密煤颗粒流区域的理论模型、稀疏煤颗粒流区域的理论模型以及超稀疏煤颗粒流区域的理论模型；分别建立浓密煤颗粒流与稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则以及稀疏煤颗粒流与超稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则。可选地，所述根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，具体包括：将煤颗粒介质初始速度设为0，初始拟温度值设为0，根据所述煤颗粒介质的粒子模型确定煤颗粒介质的初始位置；从0时刻开始，根据所述离散方程组逐个时间步计算场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量；根据所述场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量采用蛙跳时间更新获得所有时刻的场变量以及位移。可选地，所述根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全，具体包括：获取煤粉滑落的历史数据；根据所述煤粉滑落的历史数据，得到煤粉运输过程安全的相关参数的阈值，所述煤粉运输过程安全的相关参数参数包括：煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；判断所述煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息是否大于煤粉运输过程安全的相关参数的阈值；若大于煤粉运输过程安全的相关参数的阈值，则煤粉运输过程存在不安全隐患；若不大于煤粉运输过程安全的相关参数的阈值，则煤粉运输过程安全。一种锅炉煤粉运输安全性判断系统，包括：煤颗粒数据获取模块，用于获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，所述煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据，所述尺寸数据包括煤颗粒堆积的长度数据、宽度数据和高度数据；粒子模型确定模块，用于根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒介质的粒子模型；本构理论模型建立模块，用于建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，所述煤颗粒介质全部流动状态包括类固态、类液态、类气态和惯性态；数值离散模块，用于对所述本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；煤颗粒介质运动过程计算模块，用于根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，所述计算结果包括场变量和位移；后处理模块，用于对所述计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，所述相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；判断模块，用于根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全。可选地，所述粒子模型确定模块，具体包括：三维几何模型建立单元，用于根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒三维几何模型；网格划分单元，用于采用网格划分软件对所述三维几何模型进行网格划分，得到粒子模型。可选地，所述本构理论模型建立模块，具体包括：稀疏程度划分单元，用于根据稀疏程度的不同，将类固态和类液态称为浓密煤颗粒流，将类气态称为稀疏煤颗粒流，将惯性态称为超稀疏煤颗粒流；理论模型建立单元，用于分别建立描述浓密煤颗粒流区域的理论模型、稀疏煤颗粒流区域的理论模型以及超稀疏煤颗粒流区域的理论模型；转变原则建立单元，用于分别建立浓密煤颗粒流与稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则以及稀疏煤颗粒流与超稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则。可选地，所述煤颗粒介质运动过程计算模块，具体包括：初始条件设置单元，用于将煤颗粒介质初始速度设为0，初始拟温度值设为0，根据所述煤颗粒介质的粒子模型确定煤颗粒介质的初始位置；变化量第一确定单元，用于从0时刻开始，根据所述离散方程组逐个时间步计算场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量；变化量第二确定单元，用于根据所述场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量采用蛙跳时间更新获得所有时刻的场变量以及位移。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种锅炉煤粉运输安全性判断方法，该判断方法包括：获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据，尺寸数据包括煤颗粒堆积的长度数据、宽度数据和高度数据；根据尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型；建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，煤颗粒介质全部流动状态包括类固态、类液态、类气态和惯性态；对本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；根据离散方程组和煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，计算结果包括场变量和位移；对计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；根据煤颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，包括：/n获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，所述煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据，所述尺寸数据包括煤颗粒堆积的长度数据、宽度数据和高度数据；/n根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型；/n建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，所述煤颗粒介质全部流动状态包括类固态、类液态、类气态和惯性态；/n对所述本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；/n根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，所述计算结果包括场变量和位移；/n对所述计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，所述相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；/n根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全。/n

【技术特征摘要】
1.一种锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，包括：
获取煤粉运输过程中的煤颗粒数据，所述煤颗粒数据为煤颗粒堆积体的尺寸数据，所述尺寸数据包括煤颗粒堆积的长度数据、宽度数据和高度数据；
根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型；
建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，所述煤颗粒介质全部流动状态包括类固态、类液态、类气态和惯性态；
对所述本构理论模型采用数值方法进行数值离散，得到离散方程组；
根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，所述计算结果包括场变量和位移；
对所述计算结果采用后处理软件Tecplot进行作图显示，得到煤颗粒流的相关信息，所述相关信息包括煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；
根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全。


2.根据权利要求1所述的锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，所述根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积的粒子模型，具体包括：
根据所述尺寸数据，确定煤粉运输过程中煤颗粒堆积三维几何模型；
采用网格划分软件对所述三维几何模型进行网格划分，得到粒子模型。


3.根据权利要求1所述的锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，所述建立描述煤颗粒介质全部流动状态的本构理论模型，具体包括：
根据稀疏程度的不同，将类固态和类液态称为浓密煤颗粒流，将类气态称为稀疏煤颗粒流，将惯性态称为超稀疏煤颗粒流；
分别建立描述浓密煤颗粒流区域的理论模型、稀疏煤颗粒流区域的理论模型以及超稀疏煤颗粒流区域的理论模型；
分别建立浓密煤颗粒流与稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则以及稀疏煤颗粒流与超稀疏煤颗粒流两个状态之间的转变原则。


4.根据权利要求1所述的锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，所述根据所述离散方程组和所述煤颗粒介质的粒子模型对煤颗粒介质运动过程进行计算，得到计算结果，具体包括：
将煤颗粒介质初始速度设为0，初始拟温度值设为0，根据所述煤颗粒介质的粒子模型确定煤颗粒介质的初始位置；
从0时刻开始，根据所述离散方程组逐个时间步计算场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量；
根据所述场变量单位时间内的变化量以及位移单位时间内的变化量采用蛙跳时间更新获得所有时刻的场变量以及位移。


5.根据权利要求1所述的锅炉煤粉运输安全性判断方法，其特征在于，所述根据所述煤颗粒流的相关信息，判断煤粉运输过程是否安全，具体包括：
获取煤粉滑落的历史数据；
根据所述煤粉滑落的历史数据，得到煤粉运输过程安全的相关参数的阈值，所述煤粉运输过程安全的相关参数参数包括：煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高度信息；
判断所述煤颗粒流的空间分布、速度场分布、铺展范围和堆积高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福振，严红，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61