Прогноз поглощения кислорода атмосферного воздуха разрабатываемыми угольными пластами

• Автор: Бакланов, Кирилл Владимирович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 215 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основные закономерности и тенденции в глобальном балансе кислорода в результате
техногенного потребления
1.2. Теоретические положения процесса низкотемпературного окисления угля
1.3. Математические модели поглощения кислорода при низкотемпературном окислении угля
1.4. Методология и аппаратурное оформление способов и устройств для определения.кинетических
параметров сорбции кислорода углем
В ы в о д ы
Задачи исследования,
2. НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КИСЛОРОДА С УГЛЯМИ
2.1. Влияние антропогенной деятельности на баланс кислорода в атмосфере
2.2. Проявления процессов низкотемпературного окисления угля на шахтах и угольных разрезах
2.3, Исследование низкотемпературного окисления
в адсорбере закрытого типа
2.4. Исследование сорбции кислорода углем
с использованием хроматографической техники
В ы в о д ы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
КИСЛОРОДА С УГЛЕМ
3.1. Макрокинетическая модель и математическое описание поглощения кислорода угольным пластом
3.2. Методические принципы решения массообменных задач при комплексном исследовании
низкотемпературного окисления угля
3.3. Математическая модель сорбции кислорода в адсорбере закрытого типа о учетом влияния азота
3.4. Математическая модель движения кислорода
в хроматографической колонке
3.5. Методика решения обратной задачи для определения кинетических параметров.сорбции.кислорода
в адсорбере закрытого типа
3.6. Использование математической модели движения метки вещества в хроматографической колонке
для решения обратной задачи
В ы в о д к

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОЦЕНКИ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КИСЛОРОДА С УГЛЕМ НА ОСНОВЕ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Методика определения констант сорбции и равновесия при низкотемпературном окислении угля
в адсорбере закрытого типа
4.2. Оценка констант сорбции кислорода углями
с использованием методов газовой хроматографии
4.3. Оценка удельной площади поверхности угля
с использованием методов газовой хроматографии
4.4. Оценка значений коэффициента эффективной диффузии кислорода в угле методами
газовой хроматографии
В ы в о д ы
5. ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ ПОГЛОЩЕНИЯ КИСЛОРОДА РАЗРАБАТЫВАЕМЫЙ УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТАМИ
5.1. Методические положения прогнозирования поглощения кислорода разрабатываемыми
угольными пластами
5.2. Практические рекомендации по численной реализации прогнозных моделей
5.3. Методика расчета количества поглощенного кислорода поверхностями обнажения угольных пластов
В ы в о д ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
зцеством. В соответствии с представленной выше физической моделью взаимодействие кислорода с массой угля протекает в две стадии. На первой стадии кислород сорбируется открытой поверхностью угля и начинает движение сорбционная волна, которая представляет собой фронт сорбционного возмущения. Его наличие обусловлено использованием нелинейной изотермы сорбции ( при линейной изотерме скорость сорбционной волны бесконечна, т.е. кислород мгновенно должен распространяться по всему объему вещества ), а участок угольного пласта, на котором происходит существенное изменение концентрации сорбированного кислорода, оказывается конечным. На второй стадии под действием установившейся концентрации кислорода в газовой фазе -происходит окончательное выравнивание концентрации сорбированного кислорода в зерне.
Математически это соответствует тому, что вместо задачи:
где а(х,і) и с(%Ф) - концентрация кислорода в -твердой и газовой фазах, соответственно; Ь - длина сорбционного слоя; и - коэффициент диффузии.
Рассматриваются две задачи, первая из которых описывает начальную стадию сорбции, когда концентрационная волка не дошла до центра зерна, а вторая задача описывает процесс выравнивания концентрации по зерну.
Таким образом, в первом случае вместо краевого условия (1.3)
(Эс/ЭФ) = д'(Эс/Эх*) - (За/Зі), с(х,0) = О, с(0,6) = С0, 6 > О,
ОС/ Сл } | х =0, Г о — - ?
(1.5)