[发明专利]一种测量煤低温氧化发热率的装置与方法

权利要求书

1.一种测量煤低温氧化发热率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预先设定圆柱形煤样罐的底面半径R和煤样高度h，使h/R大于6以及热电偶在圆柱形煤样罐中的插放位置；将圆柱形煤样罐固定在加热炉的中央；

2)预先设定煤样的升温速率；

3)对煤样进行加热，并通过空压机从圆柱形煤样罐底部通入空气，通过空气流量计控制空气流速；

4)由于圆柱形煤样罐的h/R大于6，在圆柱形煤样罐的中部，煤样内部的传热主要发生在径向r方向，轴向z方向传热相对较小可忽略；另外由于圆柱形煤样罐的对称性，环向方向的传热也可以忽略；

在煤样内部的传热方程就是一维的，在柱坐标下可表示为

式(1)中，λ-热传导系数，W/m.℃；T-煤样的温度，℃；r-径向坐标，m；t-时间，s；q-单位体积煤的热释放速率，W/m³；ρ-煤样密度，kg/m³；c_p-煤样比热，J/kg.℃；

由于煤样的升温速率很慢，因此，可以将煤样的升温过程看成是准静态的，由于控制加热过程是线性升温的，温度为T_s，升温速率为因此假定煤样的温度上升基本也是线性的另外q与时间t有关，煤样内部各位置的温差很小，可认为与位置无关，不参与径向r的积分，因此，令

式(1)变为

且有边界条件

式(4)，R-圆柱形煤样罐的半径，m；T_s-圆柱形煤样罐外壁温度，等于加热炉的温度，℃；求解式(3)，并利用边界条件，得

再根据式(2)，得到单位体积煤样的热释放速率

根据式(6)就可以得到各温度下煤的热释放速率；

式(6)，ρ、c_p、λ是煤的物性常数，R、r分别是煤样罐的半径和热电偶在煤中插放位置处的半径。

2.根据权利要求1所述的一种测量煤低温氧化发热率的方法，其特征在于，所述煤样的升温速率为1℃/h或2℃/h。