本文關(guān)鍵詞：細(xì)水霧防治膠帶火災(zāi)的數(shù)值模擬和實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著膠帶輸送機(jī)在我國煤礦井下應(yīng)用范圍越來越廣,使用頻率越來越高,其火災(zāi)隱患問題逐漸凸顯,引起了研究人員的廣泛關(guān)注,人們重視膠帶火災(zāi)的原因主要包括:火災(zāi)時期產(chǎn)生的具有刺激性氣味的氣體,對井下人員呼吸系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p傷;同時,伴隨著火災(zāi)發(fā)展蔓延,大量煙氣在風(fēng)流裹挾中,沿巷道四處彌漫,急劇降低了火源區(qū)及上下游的能見度,給人員逃生及火災(zāi)撲救帶來更高的難度和挑戰(zhàn);另外,火災(zāi)可能造成巷道內(nèi)風(fēng)流逆轉(zhuǎn),影響礦井通風(fēng)安全,若火災(zāi)發(fā)生在有瓦斯、粉塵爆炸危險性的礦井中,還可引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸等二次災(zāi)害事故。為研究膠帶火災(zāi)引發(fā)的危害并尋找對應(yīng)防范、消除的措施,本文采用數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的方法,研究了井下膠帶火災(zāi)發(fā)生發(fā)展規(guī)律和細(xì)水霧抑制熄滅火災(zāi)的效果,為掌握膠帶火災(zāi)特性,發(fā)揮細(xì)水霧高效滅火效能提供試驗依據(jù)。在數(shù)值模擬方面,利用FDS及輔助軟件PyroSim,建立膠帶巷道物理模型,對火災(zāi)時期巷道內(nèi)溫度分布、煙氣流動以及風(fēng)速對其影響進(jìn)行了研究,考察了不同噴霧壓力、液滴粒徑、供水流量以及噴嘴位置等細(xì)水霧特性參數(shù)對膠帶火災(zāi)治理效果的影響,模擬結(jié)果顯示:在火源功率1200kw,風(fēng)速1m/s時,火區(qū)上風(fēng)側(cè)出現(xiàn)煙氣逆退現(xiàn)象,逆退距離10m,當(dāng)巷道風(fēng)速增加至2m/s時,煙氣逆退現(xiàn)象消失;一定火源功率下,巷道內(nèi)溫度及煙氣分層現(xiàn)象明顯,風(fēng)速越大,高溫層的下沉及煙氣的擴(kuò)散速度越快,巷道內(nèi)溫度和煙氣分布越均勻;施加不同壓力的細(xì)水霧,火源區(qū)域及周圍溫度都能得到顯著降低,并且壓力越高溫降越明顯;粒徑不同的細(xì)水霧對火災(zāi)的抑制效果差別較大,表現(xiàn)為粒徑200μm及以下滅火效果基本相當(dāng),400μm細(xì)水霧抑制火焰較差;流量和噴嘴的布設(shè)位置也是影響細(xì)水霧滅火的重要因素,加大流量有益于提高滅火效率,但隨著流量的增加,滅火時間將最終逐漸趨于一個特值;實驗方面,首先根據(jù)相關(guān)資料確定了液滴粒徑、霧化錐角、液滴動量以及霧通量為影響細(xì)水霧滅火效果的特性參數(shù),研究了噴霧壓力、供水流量對特征參數(shù)的影響,結(jié)果表明:增加噴霧壓力有助于減小液滴粒徑并優(yōu)化液滴群分布的均勻性,但當(dāng)壓力增加到6mpa時,繼續(xù)加大壓力粒徑不再出現(xiàn)明顯變化,沿噴嘴中心線徑向上的液滴群,距中心線越遠(yuǎn)液滴粒徑越大、均勻性越差;增大流量,細(xì)水霧粒徑變大,但均勻性向好;增大壓力對提高霧化錐角有利,但壓力增加到6mpa后,提高幅度較小;流量對于霧化錐角的影響較小。其次利用自主研發(fā)設(shè)計的細(xì)水霧發(fā)生裝置對不同工況下細(xì)水霧的滅火有效性進(jìn)行了考察,結(jié)果表明:在噴霧壓力4mpa、5mpa、6mpa、7mpa下,細(xì)水霧滅火耗時分別為10min、8min、6min、5min左右,與普通水霧相比時間縮短50%以上,細(xì)水霧滅火時間隨著壓力的增加而降低,6mpa以后繼續(xù)增加壓力,滅火時間并不能得到進(jìn)一步有效減少;增加水流量有助于提高細(xì)水霧的滅火效果,但隨著不斷加大細(xì)水霧流量,滅火時間將漸漸趨于一個特值,即存在一個臨界流量下的最小滅火時間;當(dāng)燃燒區(qū)域位于噴嘴正下方或偏離中心線0.5m時,此時火焰處于細(xì)水霧的水平作用范圍之內(nèi),滅火時間比較短;當(dāng)試樣偏離中心2m時,火焰已接近或者超過細(xì)水霧水平作用范圍的邊緣,滅火時間較長;實驗結(jié)果表明,不同壓力和流量的細(xì)水霧均能對火災(zāi)中CO、CO_2以及煙氣產(chǎn)生較好的抑制效果。
【關(guān)鍵詞】：膠帶火災(zāi) 細(xì)水霧 壓力 液滴粒徑 滅火效果
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD752
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 研究背景12-15
• 1.3 細(xì)水霧滅火及膠帶火災(zāi)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4 研究內(nèi)容、方法和意義19-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容19
• 1.4.2 研究方法19-20
• 1.4.3 論文研究意義20-22
• 第二章 礦井膠帶火災(zāi)特性及細(xì)水霧防滅火機(jī)理與應(yīng)用22-34
• 2.1 膠帶火災(zāi)的起因分析22-24
• 2.2 膠帶火災(zāi)發(fā)展規(guī)律24-27
• 2.2.1 陰燃階段24-25
• 2.2.2 明火階段25-26
• 2.2.3 火災(zāi)蔓延階段26-27
• 2.3 細(xì)水霧起源及防滅火機(jī)理27-30
• 2.3.1 細(xì)水霧的起源27-28
• 2.3.2 細(xì)水霧的定義28-29
• 2.3.3 細(xì)水霧的滅火機(jī)理29-30
• 2.4 細(xì)水霧的應(yīng)用30-34
• 2.4.1 細(xì)水霧撲滅A類(固體)火災(zāi)30-31
• 2.4.2 細(xì)水霧撲滅B類 (液體)火災(zāi)31
• 2.4.4 細(xì)水霧在電子設(shè)備上的應(yīng)用31
• 2.4.5 細(xì)水霧在其他方面的應(yīng)用31-34
• 第三章 膠帶火災(zāi)特性及細(xì)水霧防治效果的數(shù)值模擬34-56
• 3.1 火災(zāi)數(shù)值模擬技術(shù)34-36
• 3.1.1 火災(zāi)數(shù)值模型的分類34-36
• 3.1.2 火災(zāi)數(shù)值模擬的一般步驟36
• 3.2 FDS火災(zāi)模擬程序36-39
• 3.2.1 FDS控制方程37-38
• 3.2.2 PyroSim軟件38-39
• 3.3 水平巷道膠帶火災(zāi)數(shù)值模擬39-44
• 3.3.1 基本假設(shè)39
• 3.3.2 建立模型39-44
• 3.4 模擬結(jié)果分析44-56
• 3.4.1 數(shù)值模擬膠帶火災(zāi)的一般發(fā)展過程44-47
• 3.4.2 噴霧壓力對滅火效果的影響47-49
• 3.4.3 霧滴粒徑對滅火效果的影響49-52
• 3.4.4 噴霧流量對滅火效果的影響52-54
• 3.4.5 火源與噴嘴橫向距離對滅火效果的影響54-56
• 第四章 細(xì)水霧防治膠帶火災(zāi)效果的實驗研究56-76
• 4.1 實驗裝置和原理56-57
• 4.2 選擇確定測定參數(shù)57-59
• 4.2.1 細(xì)水霧特性參數(shù)57-58
• 4.2.2 實驗中所選定的決定因素58-59
• 4.3 實驗測量方法59-60
• 4.3.1 液滴粒徑的測定和計算方法59
• 4.3.2 流量設(shè)定和滅火時間的測量方法59-60
• 4.4 實驗設(shè)計與結(jié)果分析60-76
• 4.4.1 液滴粒徑分析60-64
• 4.4.2 霧化錐角分析64-65
• 4.4.3 滅火時間測量分析65-71
• 4.4.4 細(xì)水霧對巷道內(nèi)有害氣體及煙氣的抑制影響分析71-76
• 第五章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 主要研究工作及結(jié)論76-77
• 5.2 不足與展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文83

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