Zpravodaj Hnědé uhlí 2013, 53(1):3-10

Modelování vlivu parametrů uhelné skládky na dynamiku samovzněcovacího procesu

Ing. Zdeněk Michalec1, Ing. Vladimíra Michalcová, Ph.D.2, prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc.3
1 Ústav geoniky AV ČR, Ostrava-Poruba
2 Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební
3 Ostravská univerzita, Přírodovědecká fakulta

Příspěvek seznamuje s aplikací FLUENTu pro řešení problematiky samovzněcovacích procesů v černouhelné skládce. Podařilo se vyvinout nestacionární jednofázový, dvojrozměrný (2D) model rozvoje oxidačního procesu ve skládce uhlí, která je vystavena vlivům atmosférické mezní vrstvy. Hlavní pozornost příspěvku je zaměřena na postihnutí vlivu geometrie (výška, boční úhel) a míry zhutnění uhelné skládky na dynamiku rozvoje procesu samovzněcování. Numerické simulace potvrdily zásadní vliv zhutňování skládky, kdy snížení mezerovitosti mezizrnného prostoru evidentně potlačuje projevy záparu skladovaného uhlí. Z pohledu geometrie má významný vliv především úhel sklonu svahu, při jehož nárůstu se oxidační procesy v deponovaném uhlí urychlují.

Klíčová slova: CFD modelování, samovzněcování uhlí, skládka uhlí, atmosférická mezní vrstva.

Modelling of influence of coal stock-pile parameters on self-ignition process dynamics

A commercial CFD software programme, ANSYS-Fluent, was used to study the low temperature oxidation of coal inside stockpiled coal. Two dimensional, single-phase model of coal oxidised inside the stockpile has been developed respecting the atmospheric boundary layer. Main attention is focused on the influence of geometry and/or porosity of the stockpile on dynamics of the coal spontaneous heating process. Numerical simulations proved stockpile porosity to be a dominant parameter influencing oxidation process of stockpiled coal. As to geometry, slope of the stockpile side is mainly important with evident rise in oxidation process as the slope angle increases.

Keywords: CFD modelling, spontaneous combustion of coal, coal stockpile, atmospheric boundary layer

Zveřejněno: 1. březen 2013  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Michalec, Z., Michalcová, V., & Taraba, B. (2013). Modelování vlivu parametrů uhelné skládky na dynamiku samovzněcovacího procesu. Zpravodaj Hnědé uhlí, 53(1), 3-10
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. BROOKS, K., GLASSER, D.: Modellingthe spontaneous combustion ofcoal. South Afričan Journal of Science 84 (1988), pp. 874-875.
    2. KRISHNASWAMY, S., AGARWAL, P.K., GUNN, R.D.: Low-temperature oxidation of coal 3. Modelling spontaneous combustion in coal stockpiles. Fuel 75 (1996), pp. 353-362. Přejít k původnímu zdroji...
    3. FIERRO, V., MIRANDA, J.L., ROMERO, C., ANDRÉS, J.M., ARRIAGA, A., SCHMAL, D.: Modelpredisctions and experimental results on self-heating prevention of stockpiled coals. Fuel 80 (2001), pp. 125-134. Přejít k původnímu zdroji...
    4. ROSEMA, A., GUÁN, H, VELD, H.: Simulation of spontaneous combustion, to study the causes of coal fires in the Rujigou Basin. Fuel 80 (2001), pp. 7-16. Přejít k původnímu zdroji...
    5. CARRAS, J.N., YOUNG, B.C.: Self-heating ofcoal and related materials: Models, application and test methods. Prog. Energy Combust.Sci. 20 (1994), pp. 1-15. Přejít k původnímu zdroji...
    6. YUAN, L., SMITH, A.C.: Numerical study of coal properties on spontaneous heating in longwall gob areas. Fuel 87 (2008), pp. 3409-3419. Přejít k původnímu zdroji...
    7. AKGUN, E, ARISOY, A.: Effect ofparticle size on the spontaneous heating of a coal stockpile. Combustion and Fláme 99 (1994), pp. 137-146. Přejít k původnímu zdroji...
    8. AGKUN, A., ESSENHIGH, R.H.: Self-ignition characteristics of coal stockpiles: theoreticalprediction from two-dimensional unsteady-state model. Fuel 80 (2001), pp. 409-415. Přejít k původnímu zdroji...
    9. KRAJČIOVÁ, M.., JELEMENSKÝ, L., KIŠA, M" MARKOS, J.: Model predictions on self-heating and prevention of stockpiled coals. Journal of Loss Prevention in the Process Industries 17 (2004), pp. 205­ 216. Přejít k původnímu zdroji...
    10. ADAMUS, A., VORÁČEK, V., HANÁK, Z.: Vyhodnoceni inertizace závalu porubu 138202 důlního závodu Lazy v Orlové. Uhlí- rudy- geologický průzkum, č. 1 (2003), pp. 12-18.
    11. TARABA, B., MICHALEC, Z., CHURA, I, SLOVÁK, V., TAUFER, A.: Modelováni vývinu tepla z oxidace uhlí v závalovém prostoru stěnového porubu s využitím softwarového prostředí FLUENT. Uhlí- rudy- geologický průzkum 15, č. 11 (2008), pp. 34-38.
    12. TARABA, B.: Nízkoteplotní oxidace a samovzněcování uhelné hmoty, Ostravská univerzita, 2003, 112 s., ISBN 80-7042-832-5.
    13. TARABA, B" PETER, R" SLOVÁK, V, JANEK, J.: Oxidační proces uhlí z pohledu kritické (prahové) teploty, Uhlí- rudy- geologický průzkum 12, č. 12 (2005)
    14. ČERNÝ, V, KLÁN, J" LANKOVÁ, S.: Bilance spotřeby kyslíku př oxidaci uhlí. Acta Montana, Zprávy HÚ ČSAV Praha č. 14 (1971), pp. 52-68.
    15. TARABA, B., ČÁP, K.: Oxidace uhlí z hlediska tepelného efektu. Uhlí 35, č. 5 (1987), pp. 205-207.
    16. MICHALCOVÁ, V, BOJKO, M., KOZUBKOVÁ, M.: Matematické modelováni nízkoteplotní oxidace uhli jednofázovým a dvoufázovým modelem. Sborník vědeckých prací VŠB - Technické univerzity Ostrava: Řada stavební. (2011), pp. 241-248.

    Zpět na obsah