一种圆形煤堆内部温度模拟方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种圆形煤堆内部温度模拟方法和系统，属于数字化煤场技术领域。包括：S1.获取整个煤堆表面温度的三维点云数据；S2.将煤堆表面温度作为初值，代入体元尺度的煤堆温度场模型，经过迭代求解，得到煤堆内部温度。本发明专利技术基于煤堆自然氧化过程温度变化物化原理计算煤堆内部温度，最后根据计算结果生成温度场模型并可视化，由于在热传导方程的基础上添加多孔介质间的气体流动带来的热量传输以及煤与空气反应产生热量两个工程模型，简化了化学反应、多孔介质多组分渗流、固体导热等多物理过程，可以提高计算效率，满足实际工程项目计算速度的需求。目计算速度的需求。目计算速度的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形煤堆内部温度模拟方法和系统


[0001]本专利技术属于数字化煤场
，更具体地，涉及一种圆形煤堆内部温度模拟方法和系统。

技术介绍

[0002]煤炭作为人类不可或缺的能量来源之一，在我国丰富的储量以及较好的调峰性能，使其在未来一段时间仍是我国能源结构的主力。随着煤价上升，煤场管理越来越重要。煤在自然条件下会缓慢氧化，煤堆下层温度逐渐上升，甚至有自燃风险，因此煤的温度是直接关系煤场安全的重要指标。快速准确预估煤堆内部温度变化对于煤场管理具有重要意义。
[0003]目前煤场温度管理多在煤堆内部埋设热电偶，通过人工定期测温实行。然而抽样测温与实际煤堆整体温度有差异，且人工测温工作繁琐，成本较大，若热电偶损坏，更换修理十分麻烦。现有技术对于煤堆内部温度的获取仍有难度。专利CN207650964U将红外双视热成像仪固定在悬臂胶带机上，通过对煤场的全方位扫描以获取煤堆温度，然而红外双视热成像仪对较厚的煤堆内部温度难以准确测定；专利CN211552908U提供了一种煤堆内部温度、气氛测量装置，装置测杆的一端连接气体采样单元，温度传感器在测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形煤堆内部温度模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1.获取整个煤堆表面温度的三维点云数据；S2.将煤堆表面温度作为初值，代入体元尺度的煤堆温度场模型，经过迭代求解，得到煤堆内部温度；所述体元尺度的煤堆温度场模型如下：所述体元尺度的煤堆温度场模型如下：所述体元尺度的煤堆温度场模型如下：其中，T表示煤堆内部温度，迭代开始时初值为表面温度，t表示时间，表示拉普拉斯算子，表示热传导部分，等效热扩散系数α由煤堆固体导热系数与实际气体导热系数确定，表示煤氧化反应的热源项，表示孔隙介质中的渗流导致的热量输运，k表示煤种在标准状态下的化学反应速率，∈表示煤的孔隙率，h表示待测点的高度，h0表示煤堆高度，T
env
表示环境温度，表示高度方向单位矢量，(T
‑
T
env
)表示与环境的温差，c1，c2表示模型参数，在计算迭代过程中不断调整，以获得更好的计算效果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1还包括：对点云数据进行网格划分并插值补充缺省数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按给定步长对点云数据进行六面体网格划分，所述给定步长不超过煤堆直径的1/10。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用以下方式，对三维点云数据进行插值拟合：(1)确定缺省点坐标：对于每一个网格划分形成的坐标点，判断其是否有高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗光前，张浩宇，陈松泽，兰萍，邹仁杰，李显，姚洪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：