为研究低变质程度煤褐煤原位流体化开采过程中的热力学问题,应用差示扫描量热法、闪光法,系统研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。结果表明,褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势,且存在明显的阈值温度。原煤最大比热容为9.994J/(g·K),阈值温度约为400K;烘干煤样最大比热容为0.885J/(g·K),阈值温度约为473K。在进一步的研究中,关于比热容的详细讨论可以参考这篇松散煤体低温比热容测试及分析,其详细解释了低温下煤体比热容的变化规律。
结合褐煤热失重特征分析,褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响,并表现出明显的各向异性特征;原煤垂直层理方向最大热扩散系数为0.167mm²/s,平行层理方向最大热扩散系数为0.209mm²/s,阈值温度均约为423K。在分析扩散系数时,读者可以通过扩散系数的分子动力学模拟了解更多关于分子层面上的扩散系数变化与温度之间的关系。
温度效应下,褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因;水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。对于热力学参数的进一步理解,建议参阅热力学传递系数的久保公式,此资源详细介绍了热力学中传递系数的计算方法和应用案例。
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