超細(xì)水霧抑制回采工作面瓦斯燃燒的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、細(xì)水霧滅火技術(shù)具有高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),已成為現(xiàn)代滅火的主要技術(shù)之一,并在諸多領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用。新一代細(xì)水霧——超細(xì)水霧,以其霧滴粒徑和質(zhì)量更小,比常規(guī)細(xì)水霧更容易懸浮,流動性更好,且能繞過障礙物到達(dá)火區(qū)降低火源功率;其比表面積更大,具備更好的吸熱特性,加速火場溫度冷卻,且能夠非常有效地吸收火焰熱輻射;在質(zhì)量分?jǐn)?shù)大的霧場內(nèi),霧滴能夠較長時(shí)間處于滅火空間中,在受熱蒸發(fā)后體積迅速膨脹1700倍,占據(jù)燃燒區(qū)域內(nèi)空氣的體積,減少火焰卷吸氧氣的量

2、,加速火焰溫度冷卻;此外,用水量比常規(guī)細(xì)水霧更少,在某些特殊場所使用更加安全。
　　論文以此為工程背景,依據(jù)超聲霧化原理,組建了超細(xì)水霧發(fā)生系統(tǒng),并測試了超細(xì)水霧的粒徑大小,質(zhì)量分?jǐn)?shù)等相關(guān)霧場特性參數(shù)。通過對霧場中霧滴的受力和運(yùn)動過程分析,確定了霧場的最大體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其與霧化速率成正比,與霧滴下落速率和空間水平橫截面積的乘積成反比的關(guān)系,為實(shí)驗(yàn)改進(jìn)霧化裝置做了很好的準(zhǔn)備。
　　搭建了超細(xì)水霧抑制工作面瓦斯燃燒的實(shí)驗(yàn)平臺。通

3、過改變工作面通風(fēng)量、霧化速率和代表火災(zāi)發(fā)展階段的瓦斯氣體體積流量值,分別進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)條件下超細(xì)水霧抑制工作面瓦斯燃燒的實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)得出了不同實(shí)驗(yàn)條件下,火焰的溫度場及其形狀結(jié)構(gòu)的變化圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明霧滴吸熱與水蒸氣置換空氣在抑制過程中發(fā)揮重要作用。
　　根據(jù)已做實(shí)驗(yàn)條件,進(jìn)行了超細(xì)水霧與工作面瓦斯燃燒相互作用的數(shù)值模擬。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析了超細(xì)水霧抑制回采工作面瓦斯燃燒的過程。模擬驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn),再次表明霧滴吸熱與