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巷道中煤燃烧时热释放速率的研究
随着煤矿的开采和利用逐渐广泛，煤矿安全问题已经成为广泛关注的话题。在煤矿中，煤自燃是一种常见的安全隐患，它可能会造成煤矿事故或者环境污染，并对工人的健康产生威胁。因此，研究巷道中煤燃烧时热释放速率是十分必要的，它有助于探讨煤自燃的机理，分析煤矿的安全问题，并制定相应的防范措施。
1.工作原理
在巷道中煤燃烧时热释放速率的研究中，需要探究煤自燃的机理。煤矿中的煤自燃通过三个阶段完成：加热、反应、和自加热。最初，煤体的表面温度升高到点火温度以上，并燃烧。然后，煤体表面的减少了它的氧化剂，导致它的温度下降。最后，由于间歇或不规则的通风，氧气无法足够流通，煤体开始自加热，引发内部自燃，它的温度缓慢上升，热释放速率也逐渐增加。这个过程中，煤的工作状态包括热交换、自加热、预热、燃烧和热传递等。
2.影响煤燃烧时热释放速率的因素
以下几个因素会影响巷道中煤燃烧时热释放速率：
2.1温度
对于煤的自燃过程，温度是影响因素之一。因为煤自燃所需的温度要比煤着火所需的温度低。煤在加热时，只需要小的内部热源就可以使温度不断升高，从而促发自燃。
2.2通风
在煤矿中，通风是一个重要的因素，可以帮助控制煤自燃。在巷道中，如果通风不足，会使氧气流通不畅，从而减缓煤的自燃速度。而且，通风可以减少环境中的有害气体，提高工人的安全性。
2.3煤质
煤的年龄、种类和区域都会影响其自燃性质，黏结性煤就比干燥煤更容易自燃。此外，煤的质量也影响煤的自加热速率，而不同大小的颗粒煤，其热释放速率也不同。
2.4湿度
湿度是影响煤自燃的另一个关键参数，因为湿度会影响煤粒的热传递速率和几何形状，从而改变煤的自加热速率和热释放速率。
3.煤燃烧时热释放速率的测量方法
在煤矿中，控制煤自燃非常重要，因此需要测量煤燃烧时热释放速率。从实验角度来看，热释放速率可以通过测量它的表面温度、重量损失、气体释放和能量释放量来获得。
3.1表面温度法
表面温度法是通过被热源加热的火焰破坏样品的表面来测量煤燃烧时的热释放速率。用红外设备测量煤表面的温度，如煤堆表面温度逐渐上升时，表明煤自燃。
3.2质量损失法
质量损失法是通常用于测量煤燃烧的热释放速率的方法。这种方法需要称重样品，并在加热过程中记录它的质量损失。然后根据工作温度和热损失计算热释放速率。
3.3气体分析法
如果煤自燃，则会释放出一些气体，如氮气、二氧化碳、一氧化碳等等。通过收集和分析这些气体，可以计算煤燃烧时热释放速率。
4.结论
巷道中煤燃烧时热释放速率的研究非常重要，因为它关系到煤矿的安全和环保。好的煤燃烧时热释放速率测量方法可以提高煤矿安全性，减少煤自燃的风险。如表面温度法、质量损失法以及气体分析法等，这些方法的精确性和实用性需要进一步的提高。因此，未来需要更加深入地研究巷道中煤燃烧时热释放速率的机理，以更好地保护人们的生命和健康，避免煤矿灾害的发生。