[发明专利]一种金属丝网抑爆热传导和自由基淬熄作用测试装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种瓦斯爆炸金属丝网抑爆实验装置，尤其涉及一种金属丝网抑爆热传导和自由基淬熄作用测试装置和方法，用于定量研究金属丝网热传导和自由基淬熄作用抑爆机理。

背景技术

瓦斯爆炸是造成煤矿工作人员群死群伤的主要事故之一。经过研究发现多层金属丝网对瓦斯爆炸火焰传播具有较好的抑制效果。金属丝网对瓦斯爆炸火焰传播的抑制机理分别是“冷壁效应”和“器壁效应”两个方面的综合作用。“冷壁效应”是指丝网热传导作用对火焰降温，抑制爆炸火焰传播。“器壁效应”是指爆炸过程中产生的自由基与多孔材料器壁碰撞，导致一部分自由基销毁，使自由基的数量减少，抑制爆炸火焰的传播。但是爆炸火焰通过金属丝网时，热传导作用以及自由基壁面淬熄作用分别对爆炸火焰传播的影响程度目前还没有人做定量研究。本装置主要定量研究金属丝网的热传导作用和自由基壁面淬熄作用分别对瓦斯爆炸火焰传播的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属丝网抑爆热传导和自由基淬熄作用测试装置和方法，用于定量研究金属丝网热传导作用和自由基淬熄作用分别对瓦斯爆炸火焰传播影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的金属丝网抑爆热传导和自由基淬熄作用测试装置，包括试验管道系统、管道自动对接系统、管道自动快速闭合系统、点火系统、爆炸温度测量系统、平面激光诱导荧光系统、配气系统、抽真空系统、丝网电加热系统、自动控制系统、管道控制系统；

所述的试验管道系统包括管道一和管道二，所述管道一和管道二为耐高压有机透明玻璃圆形管道，所述管道一和管道二的一端完全密闭，另一端开口并设有所述管道自动对接系统，所述管道二的开口端装有所述管道自动快速闭合系统，在管道一和管道二未完全对接的状态下，所述自动快速闭合系统处于完全闭合状态；

所述的点火系统包括布置在管道二的密闭端中部的火花塞，所述火花塞连接有静电点火电路，所述点火电路设有电压调节装置；

所述的爆炸温度测量系统包括温度传感器、数据采集装置，所述温度传感器固定在所述管道一和管道二的内部；

所述的平面激光诱导荧光系统包括激光器、倍频镜、ICCD相机，所述ICCD相机布置在所述管道一的一侧；

所述丝网电加热系统包括加热控制装置、高熔点钨丝、自动下落装置，所述的自动下落装置包括固定架、夹子、开关传感器、加热线，当所述开关传感器接收到所述自动控制系统的信号时，控制所述夹子的开合和所述加热线的断开，同时通过控制两根和金属丝网相连的控制线的快速收缩实现金属丝网的快速准确定位下落，下落到指定地点后两根控制线和金属丝网快速脱离，并收回到控制线盒中。

本发明的上述的金属丝网抑爆热传导作用和自由基淬熄作用测试装置实现金属丝网抑爆热传导作用和自由基淬熄作用测试的方法，通过逐渐提高金属丝网温度，减少丝网与火焰的热传导作用，直至丝网与火焰温度相同，两者之间不存在热传导，通过对比分析空管和不同丝网温度时，通过丝网后自由基、温度的变化，定量研究在爆炸过程中热传导和自由基的淬熄对瓦斯爆炸的抑制作用。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的金属丝网抑爆热传导和自由基淬熄作用测试装置和方法，在进行试验过程中，首先对管道二抽真空，待抽到一定真空度时停止，采用配气系统充入一定量的瓦斯空气混合气体，然后静置一个小时等待气体混合均匀。同时开始采用加热装置对金属丝网加热至一定温度。在启动点火前启动管道一和管道二的自动对接装置，在管道对接过程中触发金属丝网的下落装置，保证在点火前被加热的金属丝网落在管道一和管道二之间强力磁铁的卡槽里，之后管道一和管道二通过强力磁铁和接口连接在一起。管道一和管道二连接到一起之后，启动点火，点火后瓦斯爆炸火焰到达闭合隔板前，管道二的自动闭合系统快速打开。瓦斯爆炸火焰通过加热的金属丝网，激光诱导荧光系统拍摄自由基的荧光图像，温度采集系统分别采集爆炸经过丝网前后的温度。金属丝网的温度越高，火焰经过金属丝网时热传导作用越小；如果金属丝网的温度和火焰温度相同，金属丝网和火焰之间几乎没有热传导作用，此时丝网对火焰的抑制主要是通过自由基淬熄作用实现，通过调节金属丝网的温度，获得不同温度条件下火焰通过金属丝网后的自由基分布图像，以及爆炸的温度，可实现定量研究金属丝网的热传导作用和自由基壁淬熄作用对瓦斯爆炸火焰传播的影响。

附图说明

图1为本发明实施例中管道一的结构示意图。

图2为本发明实施例中管道二的结构示意图。

图3为本发明实施例中金属丝网加热下落装置的结构示意图。

具体实施方式