[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

说明书

本发明提供了一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法，测定原理为可燃物在所述石英管道的反应槽中发生燃烧反应，石英管道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COsubgt;2/subgt;、CO及Osubgt;2/subgt;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。本发明可以实现低成本、低能耗、快速、准确测定煤矿井下可燃物的燃烧特性曲线，为矿井火灾仿真计算提供科学的理论依据。

技术领域

本发明涉及煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测试领域，特别是涉及一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法。

背景技术

矿井火源燃烧特性、放热量和生成气体的变化规律是矿井火灾风流动态模拟的前提，其计算方法分为三类：第一类，建立能反映矿井火灾及燃烧环境复杂多变因素影响的火源燃烧数学模型，经求解获得火源状态的参数值；第二类，对矿井火灾进行简单分类，以便于分别描述矿井火源的燃烧特性，提供放热量、烟流生成浓度等计算结果；第三类，根据实验矿井火灾试验，作出各种环境下燃烧的相应火源燃烧特性曲线，为风流动态模拟提供随时间变化的火源热量释放和燃烧气体的生成量。

总的来说，第一类以较精确的数学模型来描述不同火源的燃烧特性，但直到如今仍存在着难以解决的困难，同时在实际矿井火灾条件下，对井下环境和火源燃烧状况的粗略了解与精确建模和求解方法并不匹配，仍会造成很大的误差，所以难以在实际矿井火灾中得到应用；第二类简单分类法尽管能简化太多，但计算结果误差较大；第三类火源燃烧特性曲线是一种有发展前途的方法，在现代技术和实验水平和条件下解决此应用此方法必须在实验矿井条件下进行各种火灾试验，需要的资金较多，并且当前我国还没有用于矿井火灾实验的实验矿井，但是通过实验室实验的方式模拟矿井火源的燃烧过程同样可以得到近似的煤矿井下可燃物的燃烧特性曲线，选择火源燃烧特性曲线来对矿井火灾进行仿真计算更能真实反映火灾烟流温度和温度随时间的变化规律，是当前火灾仿真技术的主要发展趋势。

为了使矿井火灾仿真计算软件在对火灾烟流流动和温度分布进行仿真计算时更加符合煤矿现场实际情况，通过设计一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法来测得煤矿井下可燃物的燃烧特性曲线，并将得到的可燃物燃烧特性曲线应用于矿井火灾仿真计算软件中。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法。

本发明的技术方案：

一种改进的煤矿井下可燃物燃烧特性曲线测定方法，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、笔记本电脑等。

所述空气泵用于为整个测试装置提供通风动力，保证管路内反应槽中的可燃物有足够的氧气参与反应。

所述导气管用于连接空气泵与转子流量计、转子流量计与石英管、石英管与洗气瓶、洗气瓶与干燥管、干燥管与抽气泵、抽气泵与传感器、传感器与室外。

所述转子流量计用于控制由空气泵送入的空气流量，其中由两个转子流量计串联保证流过的空气处于稳定状态，防止由于空气泵压力不稳导致转子流量计剧烈波动。

所述酒精块用于点燃反应槽中的可燃物。

所述反应槽用于盛装可燃物，可燃物在反应槽中发生燃烧反应。

所述毕托管和单管倾斜压差计用于测定石英管中火源下风侧的烟流速压，并通过计算的得到火源下风侧烟流流动速度。

所述热电偶用于测定火源下风侧烟流温度，并将温度信号传送到温度采集器中。