障礙物對瓦斯煤塵火焰?zhèn)鞑ミ^程影響的實驗研究(一)
障礙物對瓦斯煤塵火焰?zhèn)鞑ミ^程影響的實驗研究
吳紅波1，陸守香2，張立1
(1．安徽理工大學，安徽淮南 232001；2．中國科學技術大學，安徽合肥230026)
摘 要：對障礙物在瓦斯煤塵燃燒爆炸過程中的火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律進行了實驗研究，結果表明：障礙
物對火焰的傳播速度具有重要的影響。有障礙物存在時，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⒀杆偬岣?，且隨著障礙物的數(shù)
量和特征尺寸的增大，火焰的傳播速度也將迅速提高。在沿火焰?zhèn)鞑サ耐ǖ郎显O置障礙物，對氣相火焰
的加速作用機理可歸功于障礙物誘導的湍流區(qū)對燃燒過程的正反饋。瓦斯?jié)舛葘鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣纫餐瑯?o:p>
具有重要的影響，對于同一特征尺寸的障礙物，瓦斯?jié)舛仍浇咏瘜W計量比，障礙物對火焰的加速作用
越顯著。
關鍵詞：障礙物；瓦斯；火焰；傳播；影響；研究 ·
中圖分類號：TD712；TD714．+5 文獻標識碼：A 文章編號：1008-4495(2004)03-0006-03
在煤礦井巷中，瓦斯爆炸可能引起煤塵爆炸，使
爆炸進一步進行下去，從而使災情進一步擴大。更為
嚴重的是，煤塵參與爆炸后由于不完全燃燒產(chǎn)生大
’量的一氧化碳氣體，給救護工作帶來極大的困難。據(jù)
統(tǒng)計，2003年1-9月全國煤礦企業(yè)共發(fā)生瓦斯煤塵爆
炸近30余起，死亡人數(shù)達500余人。這些事故的發(fā)生
暴露了許多亟待研究的重大理論和技術問題，如瓦
斯的傳播規(guī)律、燃燒轉爆轟的條件，煤礦井下的障礙
物對爆轟波的誘導、反射、迭加規(guī)律及引起爆轟的作
用，瓦斯誘導煤塵參與燃燒后瓦斯、煤塵的傳播規(guī)律
等，它涉及到多相流、湍流燃燒、帶化學反應的非線
性波傳播等理論問題。作者采用火焰加速管，研究了
障礙物在瓦斯煤塵燃燒和爆炸過程中對火焰?zhèn)鞑サ?o:p>
影響，以期對煤礦井下瓦斯煤塵爆炸的理論研究有
所裨益，對煤礦的安全生產(chǎn)有所幫助。
亞實驗方法
為了研究障礙物在瓦斯煤塵燃燒和爆炸過程中
對火焰?zhèn)鞑サ挠绊懀孕?a href=http://getpedicuristjobs.com/sjsm/ target=_blank class=infotextkey>設計了一套“火焰加速實驗
系統(tǒng)”，整個系統(tǒng)由5個部分組成，即由輸配氣系統(tǒng)、
火焰加速管、火焰速度測量系統(tǒng)、點火系統(tǒng)，以及動
態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)組成，見圖1。
1．1火焰加速管
該管道采用全透明的12mm厚有機玻璃板制成，
管道為方管，長1 500mm，截面為100mmxl00mm：
此火焰加速管安放在水平的實驗臺上，一端封閉，一
端開口，封閉端采用法蘭連接，中間用密封墊密封，
以保證密封良好，法蘭板中心位置開有一個螺紋孔，
從這里插入點火電極，然后加上密封圈，涂上凡士村
后旋緊，確保不漏氣。開口端用8mm厚的玻璃擋板攔
住，上面安裝有抽排氣口，抽真空的時候封上蓋子，
點火前，在管道底部均勻地鋪上一定比例的煤塵，再
放上障礙物，采用全透明的火焰加速管便于觀察火
焰?zhèn)鞑サ娜^程，更有利于光電傳感器對火焰?zhèn)鞑?o:p>
速度的測量。
1．2動態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用日本HIOm公司生產(chǎn)的8841型MEM-
ORYHICOREDER字記錄儀，共有16個模擬通道，4個
邏輯通道，帶有一個軟驅，一個MO光驅，一個SCSI接
口，另外，它還帶有一個內部打印機。其采樣速率為1
M，即每1曠睬一個點，能滿足微秒級數(shù)據(jù)采集速度的
要求。它具有自動采集、儲存、數(shù)據(jù)處理和波形顯示及
打印輸出的功能，能進行電壓、電流、速度、溫度，壓力
等物理量的測量，能同時將8個通道的測試結果顯示在
屏幕上，具有將曲線壓縮、拉伸、放大和縮小的功能，還
能進行網(wǎng)絡通信，是一臺多功能的儀器。
作者簡介：吳紅波，碩士，主要從事爆炸安全及煤礦井下
瓦斯煤塵燃燒爆炸預防方面的教學與科研工作。
