[實用新型]一種煤礦井下可燃物燃燒特性曲線測定裝置

有效

• 申請號: 201720244190.0
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206788128U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 聶榮山;趙紅澤;范延強;郜彤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于煤礦井下火災防治領域，特別是涉及一種煤礦井下可燃物燃燒特性曲線測定裝置。

背景技術

礦井的火源燃燒特性、放熱量和生成氣體的變化規律是礦井火災風流動態模擬的前提，其計算方法分為三類：第一類，建立能反映礦井火災及燃燒環境復雜多變因素影響的火源燃燒數學模型，經求解獲得火源狀態的參數值；第二類，對礦井火災進行簡單分類，以便于分別描述礦井火源的燃燒特性，提供放熱量、煙流生成濃度等計算結果；第三類，根據實驗礦井的火災實驗，做出各種環境下燃燒的相應火源燃燒特性曲線，為風流動態模擬提供隨時間變化的火源熱量釋放和燃燒氣體的生成量。

總的來說，第一類以較精確的數學模型來描述不同火源的燃燒特性，但直到如今仍存在著難以解決的困難，同時在實際礦井火災條件下，對井下環境和火源燃燒狀況的粗略了解與精確建模和求解方法并不匹配，仍會造成很大的誤差，所以難以在實際礦井火災中得到應用；第二類簡單分類法盡管能簡化很多參數，但計算結果誤差較大；第三類火源燃燒特性曲線是一種有發展前途的方法，在現代技術和實驗水平的條件下，應用此方法必須在實驗礦井條件下進行各種火災實驗，需要大量的資金，當前我國還沒有用于礦井火災實驗的礦井，但是通過實驗室實驗的方式模擬礦井火源的燃燒過程同樣可以得到近似的煤礦井下可燃物的燃燒特性曲線，選擇火源燃燒特性曲線來對礦井火災進行仿真計算更能真實反映火災煙流溫度隨時間的變化規律，是當前火災仿真技術的主要發展趨勢。

為了使礦井火災仿真軟件在對火災煙流流動和溫度分布進行仿真計算時更加符合煤礦現場實際情況，通過設計一種煤礦井下可燃物燃燒特性曲線測定裝置來測得煤礦井下可燃物的燃燒特性曲線，并將得到的可燃物燃燒特性曲線應用于礦井火災仿真軟件中。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種煤礦井下可燃物燃燒特性曲線測定裝置，利用實驗裝置測定煤礦井下可燃物的燃燒特性曲線，降低了實驗成本，為礦井火災仿真提供了科學的依據。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種煤礦井下可燃物燃燒特性曲線測定裝置，包括空氣泵、導氣管、轉子流量計、隔熱棉、熱電偶、反應罐、降溫層、O₂傳感器、CO傳感器、CO₂傳感器、筆記本電腦、溫度采集模塊、加熱管；

所述反應罐包括反應罐外殼、反應罐內殼、反應罐內殼支架、反應罐上蓋；

進一步地，所述的反應罐外殼與反應罐內殼之間由隔熱棉填充，反應罐外殼與反應罐內殼之間由反應罐支架支撐；

進一步地，所述的反應罐下部有進氣口，上部有排氣口和熱電偶插口，側面有加熱管插口；

所述的空氣泵通過導氣管與轉子流量計的一端連接，所述的轉子流量計另一端通過導氣管與反應罐底部的進氣口連接，所述的反應罐上部排氣口通過導氣管與大氣環境連接，所述的溫度采集模塊一端與熱電偶連接，另一端通過數據線與筆記本電腦連接，所述的熱電偶由反應罐上部的熱電偶插口插入反應罐的中部；

所述的O₂傳感器、CO傳感器、CO₂傳感器位于連接反應罐上部排氣口與大氣環境的導氣管內部，所述的O₂傳感器、CO傳感器、CO₂傳感器與筆記本之間通過數據線連接；

所述的加熱管通過反應罐側面加熱管插口插入反應罐的中部，加熱管的另一端與電源連接；

所述的空氣泵用于為整個測試裝置提供通風動力，保證反應罐中的可燃物有足夠的氧氣參與反應；

所述的轉子流量計用于控制由空氣泵送入的空氣流量，其中由兩個轉子流量計串聯來保證氣流處于穩定狀態，防止由于空氣泵壓力不穩導致轉子流量計讀數劇烈波動；

所述的加熱管用于點燃反應罐中的可燃物；

所述的熱電偶用于測定火源附近煙流溫度，并將溫度信號傳送到溫度采集模塊；

所述的溫度采集模塊用于接收來自熱電偶的溫度信號，并將溫度信號轉換為數字信號傳遞到筆記本電腦中；

所述的O₂傳感器用于測定待測煙流中的O₂濃度，用于計算可燃物燃燒過程中的耗氧量及耗氧速率；

所述的CO傳感器用于測定待測煙流中的CO氣體濃度，得到可燃物燃燒過程中產生的CO生成速率；

所述的CO₂傳感器用于測定待測煙流中的CO₂氣體濃度，得到可燃物燃燒過程中產生的CO₂生成速率；