二分法求解松散煤体导热系数：实验与数值模拟的协同研究

本文主要探讨了基于二分法的松散煤体导热系数的研究方法，作者岳高伟、李豪君和王兆丰在《矿业安全与环保》杂志2015年第1期上发表了这一成果。他们的研究是通过对实验室测试数据的分析，结合比热容与环境温度的关系，利用有限元数值模拟技术来评估松散煤体在不同环境温度下的导热性能。 首先，研究者意识到比热容是影响煤体导热系数的关键因素之一，特别是在考虑煤样挥发分的情况下。他们发现，在已知煤样挥发分的前提下，煤样的比热容与环境温度之间存在线性关系。这是因为在不同的温度下，煤的物理和化学性质会发生变化，从而影响其热容量。 在实验过程中，他们运用了二分法这一数值优化策略，通过反复试错，逐步缩小热传导系数的范围，直到找到最接近实际的值。这种方法确保了模拟结果的准确性，能够模拟出煤样温度随时间的变化趋势，并将其与实验室的实测数据进行对比，以验证和优化模型。 研究结果显示，随着环境温度的升高，松散煤体的导热系数呈现出明显的线性增加趋势。这个发现对于理解和预测煤体在不同温度条件下的热传递行为至关重要，对于煤炭开采、储存和燃烧过程中的能源效率、热量传递控制以及热能管理等方面都有实际应用价值。 该研究不仅提供了理论支持，还为优化矿井通风、防止煤炭自燃等安全问题提供了科学依据。同时，它也展示了如何通过结合实验测试与数值模拟，对复杂地质条件下松散煤体的热特性进行深入探究，对于提高煤炭工业的能源利用效率和技术水平具有重要意义。 关键词：松散煤体、比热容、导热系数、二分法，这些关键词揭示了论文的核心研究内容和方法论，有助于读者快速定位和理解该领域的研究进展。总体来说，这项研究为煤炭行业提供了一种有效的方法来估算和控制松散煤体的热传输性能，对于促进煤炭开采和利用的可持续发展具有实际价值。