配煤槽水分分布模型的有限差分解法(8)
(2)9:50 49 10.30 81 12.48 55 10.62 73 10.66
(3)11:00 49 10.26 81 12.72 55 10.63 73 10.67
(1) 确定需要考虑的渗透过程
选取料仓H3的两组数据作为渗透过程的参考:
抽样时间 料位(容积%) 水分 抽样时间 料位(容积%) 水分
9:30 59 11.61 9:50 81 12.48
11:00 58 11.82 11:00 81 12.72
差值 90min 0.21 70min 0.24
取平均值, 设料位为 (%)的煤静止时间 min后, 最低( )处的含水率由 (%)增加到 (%). 此时煤的深度(也即高度) . 静止的前 min不发生渗透, 故渗透时间为 min.
(2) 初始含水率
经计算, 得到如下表:
切出料位(%) 2 4 5 7 14
原含水率(%) 10.88 10.48 10.88 12.03 11.18
含水率下降(%) 0.06 0.18 0.28 0.42 0.56
含水率下降比例(%) 0.55 1.72 2.57 3.49 5.01
拟合含水率下降比例 与切出料位 (%)的关系为:
此关系式仅用于 的情况, 则初始含水率选取为:
(3) 模拟. 选取对流速度和扩散速度中的参数为:
取 dm, min. 将 min时的含水率分布以及高度 处含水率随时间的变化分别列于图5-1和5-2中.
图5-1. 对现场数据的模拟. min时的含水率分布.
图5-2. 对现场数据的模拟. 处含水率随时间的变化 ( 时无变化).
此时我们得到最低点的含水率为12.2722%, 与现场测量数据的误差为12.2722%-12.27%=0.0022%.
3.3实际过程的仿真模拟
本节采用所建模型, 给出一个应用实例. 选取前一节采用的对流速度, 扩散速度和空间时间步长. 考虑以下四个过程:
过程1.
初始时刻 , 加满含水率为8.24%的煤(此后加入的煤含水率均为8.24%); 静止过程中不加煤; 切煤开始时刻 .
此过程中, 煤静止90min, 其中渗透时间62min. 结果如图6.
图6. 过程1(渗透62min)的结果.
过程2.
(1) 切煤过程. 切煤速度 , 切煤结束时刻 . 切煤结束之后, 煤经重新分布, 深度为163dm.
(2) 静止过程. 静止过程中不加煤; 切煤再次开始时刻 . 此过程中, 切后余煤静止 , 其中渗透 .
min和 min时的结果如图7. 其中 min时, 渗透时间为2min, 接近渗透的初始时刻.
图7. 过程2(切煤之后高度为163dm, 渗透122min)的结果.
过程3.
(1) 切煤过程. 切煤速度 , 切煤结束时刻 . 切煤结束之后, 煤的深度为110dm.
(2) 静止过程. 于 时加入料位为30%的煤; 切煤再次开始时刻 . 此过程中,
(i) 切后余煤静止150min, 其中渗透122min.
(ii) 新加煤静止60min, 其中渗透32min.
经计算得:
因此, 切后余煤单独渗透 (min); min和 min时的渗透结果如图8-1.
图8-1. 过程3.1(切煤之后原有煤的高度为110dm, 单独渗透90min)的结果.