[发明专利]一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法

权利要求书

1.一种煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法，其特征在于，测定系统包括空气泵、导气管、转子流量计、酒精块、反应槽、毕托管、热电偶、温度采集模块、石英管、橡胶塞、单管倾斜压差计、洗气瓶、干燥管、抽气泵、O₂传感器、CO传感器、CO₂传感器、笔记本电脑；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：用天平取加工好的定量煤样放入反应槽中；

步骤2：将反应槽从石英管左侧放入，并将反应槽放置于石英管右侧；

步骤3：点燃酒精块，将酒精块放置于反应槽下部来加热煤体；

步骤4：接通空气泵和抽气泵的电源并启动空气泵和抽气泵；

步骤5：调节两个转子流量计的流量值，并保证靠近石英管一侧的转子流量计的浮标稳定在所设置的刻度附近；

步骤6：启动笔记本电脑中的相应程序，采集温度和气体浓度，并同时读取单管倾斜压差计的读数；

步骤7：实验完毕后整理实验数据得到可燃物燃烧过程中耗氧量变化曲线、CO生成速率变化曲线、CO₂生成速率变化曲线；

步骤8：根据读取的单管倾斜压差计的读数，按照如下公式计算烟流的速度；

式中：v——火区下风侧烟流速度，m/s；

k——单管倾斜压差计倾斜系数；

ρ₀——单管倾斜压差计中酒精密度，g/cm³；

ρ——空气密度，g/cm³；

g——重力加速度，m/s²；

h——单管倾斜压差计读数，mm；

步骤9：根据耗氧原理即下述公式计算火源的热释放速率，最后得到可燃物燃烧的热释放速率曲线；

式中Q——可燃物燃烧的热释放速率；

A——巷道断面积，m²；

μ——巷道入风平均风速，m/s；

T——巷道入风温度，K；

T′——烟流速压测点处的温度，K；

φ——巷道入风氧气体积分数，％；

μ′——排烟段烟流平均速度，m/s；

φ′——排烟段烟流中氧气体积分数，％；

E——消耗单位质量氧气所放出的热量，E＝13.1MJ/kg。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法，其特征在于，所述方法的测定原理为：可燃物在所述石英管的反应槽中发生燃烧反应，石英管中的空气由空气泵供应，并由转子流量计控制其流量，可燃物燃烧过程中产生的烟流中CO₂、CO及O₂气体通过气体传感器测得，并记录到笔记本电脑中，使用热电偶采集火源下风侧的烟流温度，使用毕托管和单管倾斜压差计测得火源下风侧烟流速压，从而间接测定火源下风侧烟流的流速，最后根据耗氧原理计算得到可燃物燃烧过程中的热释放速率。