一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种模拟巷道火灾烟流紊乱的装置能够模拟实际矿井通风巷道的火灾烟流紊乱情况，以测定出不同风速和巷道倾斜角度下巷道烟流的流动规律；本发明专利技术所述装置和实验方法可以在实现上述目的的同时得出矿井通风巷道的温度、风速的变化规律；本发明专利技术所述火源装置是在技术上创新性地将不同种类的火源作为可拆卸的单独个体；本发明专利技术所述实验装置可以根据实际情况自由组装出相应井巷模型，操控简捷、高效，并通过模块化控制对多个监测点数据的连续采集、预处理、存储、显示，提高检测速度和准确性；进一步可将实验装置模块化，可以模拟各种复杂巷道烟流紊乱规律；本发明专利技术所述实验装置构造简单，成本较低，操作简便，并可以重复实验。实验。实验。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及矿井通风巷道火灾传播研究的领域，尤其涉及一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法。

技术介绍

[0002]矿井火灾为典型的受限空间火灾，因其发生地点的特殊性，火灾场所为深部地层中的矿井而使其不同于常见火灾，一旦井下发生火灾往往会造成大量的人员伤亡，同时也会带来重大财产损失，是制约我国现代化矿井安全生产的重要灾害之一。
[0003]井下一旦发生外源火灾，有害气体随之在矿井中到处蔓延，井下一旦发生外源火灾，有害气体随之在矿井中到处蔓延，轻则停产影响生产、直接损害如烧毁机电设备设施，带来物资煤炭资源损失，严重的则是导致人员死亡伤亡、甚至造成更多人员的死亡。矿井外因火灾发生后，矿井系统中可能发生风流异常或紊乱，如使某些巷道的风量异常增大或风量降低，若风量降低显然会导致巷道中的瓦斯不能及时而有效地排出，而造成瓦斯积聚，更严重的是，积聚的瓦斯风流进入火燃区必然会引发瓦斯或煤尘的爆炸，使火灾的致灾危害程度进一步延伸，灾害范围扩大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法，其构成包括实验管路装置、火源装置、角度调节装置、实验结果储存装置，一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法，包括以下步骤：步骤一，搭建实验管路，准备测试装置；步骤二，调节管道的倾斜角度；步骤三，调节局部管道高度；步骤四，启动通风机检查实验管路气密性，步骤五，检查数据采集系统；步骤六，实验环境稳定后，启动火源进行实验；步骤七，实验结束后，保存数据，关闭风机。
[0005]一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法，其构成包括实验管路装置、火源装置、角度调节装置、实验结果储存装置、本专利技术专利的实验方法。巷道实验管路的入口端与通风机相连，采用带调节器调节电压的风机，实现实验所需的风速调节。火源安装在实验管路内，通过可以拆卸组装的耐高温玻璃与相连。管路之中相隔一定距离分别布置风速传感器和温度传感器，各个位置的风速传感器通过信号传输线连接到风速数据采集模块，各个位置的温度传感器通过信号传输线连接到温度数据采集模块。所述风速数据采集模块和温度数据采集模块与数据储存模块相连。
[0006]模拟矿井火灾时期风流紊乱的实验方法，采用所述一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法，包括以下步骤。
[0007]步骤一：搭建用于实验的调节支架，需要伸缩调节尺寸角度的地方用不锈钢固定旋钮固定。管道采用拼接的方式，两种火源模式均可拆卸搭配不同方案，再将拼接好的管道固定在可调节角度的调节支架上，根据需要研究的内容调节隔温阀门选择不同的路径。首先通风机出风口处与管路下面的入口端相连；其次将温度传感器与温度数据采集模块进行
连接，将风速传感器与风速数据采集模块进行连接；再将温度数据采集模块、风速数据采集模块与数据储存模块连接，且将数据采集模块接通电源；最后将数据储存模块中的上位机接通电源，运行电脑中的基于软件开发的数据采集程序设置数据记录时间间隔；步骤二：在管路拼装完成之后，通过滑道和高度调节旋钮调节试验管路的倾角，调节支架上有用于方便调角的角度调节器，可在规定范围内调角度，在调节支架上还有刻度标记，方便调节实验管道两端高度；步骤三：调节好管道倾斜角度之后，根据需要可以通过可调节抱箍旋转管道可以使管道与管道之间产生高度差，配合隔温阀门的开关可以实现多种情况下的烟流紊乱状态；步骤四：接通电源启动通风机，调试风机风速，通过观察电脑中的基于软件开发的数据采集程序的数据采集控制界面，检验风速传感器、风速传感器与风速数据采集模块连接是否正常，检验温度传感器、温度传感器与温度数据采集模块连接是否正常；若通信状态指示处显示
‘
失败
’
，检查线路连接情况，若通信状态指示处显示
‘
成功
’
，则说明线路连接正常；同时检验装置气密性，在所有连接口位置涂抹肥皂水，若无气泡产生，则说明气密性良好；步骤五：所述步骤二调试实验装置时，将风速传感器和温度传感器安装到指定的位置，检查风速传感器和温度传感器线路接触情况，观察测出的数据是否稳定，检测温度传感器的灵敏程度，待稳定后切换不同通风机电压，观察不同风速下传感器变化同步情况；步骤六：待各项数据稳定之后，启动火源装置，该实验有两种火源，一种为可预编辑电压的电热丝火源，模拟可控制的各种火源强度，一种为可以通过点火器点燃不同可燃物来模拟不可控制的燃烧的火源控制室。可以搭配使用，也可以单独使用。待火源装置启动后，风速传感器和温度传感器测得实验数据变化；步骤七：火源熄灭后，通风机继续工作，工作面自然降温，温度降到和初始情况一致时，保存数据，关闭风机。
附图说明
[0008]图1为一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置的示意图；图2为一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置的正视图；图3为一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置的侧视图；图4为带有风速传感器和温度传感器的巷道剖面图；图1~4中各编号为：1
‑
通风机、2
‑
风速传感器、3
‑
风速传感器、4风速传感器、5
‑
温度传感器、6
‑
温度传感器、7
‑
温度传感器、8
‑
温度传感器、9
‑
温度传感器、10
‑
温度传感器、11
‑
温度传感器、12
‑
温度传感器、13
‑
实验管路、14
‑
实验管路、15
‑
实验管路、16
‑
隔温阀门、17
‑
隔温阀门、18
‑
隔温阀门、19
‑
电阻丝、20
‑
火源控制室、21
‑
电压编辑器、22
‑
角度调节器、23
‑
固定旋钮、24
‑
滑道、25
‑
滑动式旋钮、26
‑
调节支架、27
‑
数据传输线、28
‑
风速数据采集模块、29
‑
温度数据采集模块、30
‑
数据储存模块、31
‑
可调节抱箍、32
‑
高度调节旋钮。
[0009]具体实施方式:下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0010]如图1
‑
4所示，一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置，实验装置放置于调节支架
（26）上固定。改变通风机（1）电压，实现实验所需的风速调节。管路主要由实验管路（13）、实验管路（14）、实验管路（15）拼接而成，在实验管路（13）上安装可控火源电阻丝（19），火源强度由电压编辑器（21）控制，在实验管路（15）上布置一个火源控制室（20），通过火源控制室（20）上的耐高温玻璃门更换火源材料，在实验管路（13）上布置三个测温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置及实验方法，其构成包括实验管路装置、火源装置、角度调节装置、实验结果储存装置，其特征在于，所述的实验管路装置包括不同组合管道搭配，火源装置包括多种类型火源装置，角度调节装置包括巷道倾角调节和巷道之间高低调节，实验结果储存装置包括实验温度、风速的数据记录和储存。2.根据权利要求1所述的不同组合管道搭配，其特征在于，管道组合搭配是由多节耐高温玻璃管通过拼接形成实验管路，拼接处用耐高温密封胶密封，隔温阀门可以隔绝管道与管道之间的温度、气流传播；与管道截面紧密的贴合在一起，需要打开阀门时只需将阀门抽出并用耐高温胶带密封好，从而构成单一管路、系统回路等多种组合管路搭配。3.根据权利要求1所述的多种类型火源装置，其特征在于，火源设置两种或多种，一种为控制性火源，另一种为非控制性火源，控制性火源由电阻丝以及电压编辑器构成，火源功率由电压编辑器自主编辑；非控制性火源可以更换不同的可燃物，通过点火器点燃可燃物，待可燃物燃尽之后火源熄灭，两种火源可以多个搭配或者相互搭配，安置在管道不同位置。4.根据权利要求1所述的巷道倾角调节和巷道之间高低调节，其特征在于，调节支架上有用于方便调角的角度调节器，在实验管路两端的支架上还有刻度标记，滑道和滑动式旋钮及高度调节旋钮调节实验管道两端高度，既可以模拟水平巷道又可以上下行巷道；调节好管道倾斜角度之后，根据需要可以通过可调节抱箍旋转管道可以使管道与管道之间产生高度差进行管道之间的高低调节，最后用固定旋钮固定装置。5.根据权利要求1所述的实验温度、风速的数据记录和储存，其特征在于，巷道内布置有风速传感器及温度传感器，并且全部连接到对应的风速数据采集模块和温度数据采集模块，两个模块与数据储存模块相连，并连接电脑中的开发软件设置采集数据的时间间隔，采集时间区段，并将采集的数据储存。6.根据权利要求1所述的一种模拟矿井火灾高温烟流紊乱的装置的实验方法，包括以下步骤:步骤一：搭建用于实验的的调节支架，需要伸缩调节尺寸角度的地方用固定旋钮固定，管道采用拼接的方式，两种火源装置均可拆卸搭配不同方案，再将拼接好的管道固定在可调节角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海文，李宗翔，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：