單顆粒煤孔隙結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤是自然界物質(zhì)中重要的組成部分,也與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。它是一種多孔性物體,在煤顆粒的內(nèi)部有許多細(xì)小的孔隙。文中首先對(duì)煤顆粒孔隙結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法、煤顆粒孔隙結(jié)構(gòu)的不同理論模型和國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行了綜述,分析了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍,并對(duì)各種測(cè)試方法的分辨率、測(cè)量范圍、工作環(huán)境、工作溫度和對(duì)樣品破壞程度進(jìn)行了歸納和總結(jié)。然后對(duì)煤的微觀孔隙結(jié)構(gòu)分別作了電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值重構(gòu),主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　首先對(duì)B1~B3煤

2、進(jìn)行工業(yè)分析,確定B1為無(wú)煙煤、B2為褐煤、B3為煙煤,然后對(duì)它們進(jìn)行掃描電鏡實(shí)驗(yàn),觀察分析發(fā)現(xiàn),不同的煤種其內(nèi)部孔隙的大小、孔隙形狀和孔隙的分布各不相同。無(wú)煙煤孔隙較多、孔徑比較大并且形狀各異,孔隙排列緊密層次感較強(qiáng);褐煤大孔隙比較少,多為中、小孔隙;煙煤孔徑較大、孔隙較多,孔的形態(tài)各異,并且有構(gòu)造裂隙生成,但裂隙數(shù)量較少,孔隙半徑分布范圍相對(duì)集中,小孔呈大量分布。
　　其次利用IPP軟件對(duì)煙煤進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),煙煤的孔數(shù)百分含量隨

3、孔徑大小的分布呈先驟降后緩降的變化趨勢(shì),其中孔隙大小主要集中為小孔,中孔和大孔相對(duì)比較少,小孔呈大量分布。
　　最后利用Matlab軟件自編程序基于蒙特卡羅方法對(duì)煙煤的二維孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)。固定直徑法重構(gòu)研究表明,當(dāng)直徑為15像素點(diǎn)時(shí)重構(gòu)圖形的各個(gè)參數(shù)達(dá)到最佳,孔隙分維數(shù)與孔數(shù)百分含量的孔徑分布與原圖較為接近,但隨著重構(gòu)基圓直徑的增大孔隙分維數(shù)逐漸減小。不固定直徑法在固定直徑法的基礎(chǔ)上進(jìn)行,選取合適的基圓直徑進(jìn)行重構(gòu),圖形的孔隙分